生活中的氧化还原

■邓蕴梅

1 前言

化学作为一门基础理论学科，与人们的生活息息相关，不论是衣、食、住、行、用，还是生活环境，都包含有极丰富的化学知识，生活离不开化学。环顾人们所生存的环境，大至整个地球中生命的维系，小至日常生活中的枝枝节节，都可以看到氧化还原反应的痕迹，它是一类重要的化学反应，在工农业生产、科学技术和日常生活中都有广泛的应用。

2 氧化还原反应应用

2.1 农业生产

1）植物的光合作用。绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，储存能量，并且释放出氧气，反应原理：6H2O＋6CO2＝C6H12O6＋6O2。光合作用是一个巨大的绿色工厂，制造有机物，转化并储存太阳能，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定，对生物的进化具有重要的作用。地球上几乎所有生命活动的能源，都是绿色植物通过光合作用储存起来的。

2）植物的呼吸作用。植物体内消耗氧和碳水化合物，产生二氧化碳和水，同时释放能量，用来推动身体的各项机能。反应原理：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量。

3）晒田的目的。晒田的主要作用在于通过排水改善通透性，使耕作层中氧的含量增多，还原性有害物质如甲烷、硫化氢和亚铁等的含量因被氧化而减少，促进根系向下伸展，使植物粗壮。

2.2 工业

1）金属的冶炼。①电解法（k—Al之间）：2Al2O3＝4Al＋3O2↑。②热还原法（Zn—Cu之间）：Fe2O3＋2Al＝2Fe＋Al2O3。③湿法冶金。

2）化工产品的制造。在化学史上，有一位化学家给世人留下激烈的争论，他是德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。随着人口增加对粮食的需求增大，为了生产氮肥，对空气中氮的固定是摆在化学家面前的一个重大课题。哈伯勇于追求与探索，成功地设计出一套适于高压实验的装置和合成氨的工艺流程，这是人工固氮技术的重大成就，是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。合成氨的原料来自空气、煤和水，是最经济的人工固氮法。哈伯被人赞扬说：“他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。”1918年，瑞典皇家科学院因哈伯合成氨发明的杰出贡献，授予他诺贝尔化学奖。

工业合成氨原理：N2＋3H2＝2NH3。该反应属于氧化还原反应。工业制硝酸、氯气等均是。

2.3 电化学

在所有电化学的反应过程中，无论是用电来带动化学反应（如电镀或电解），或是利用化学反应来产生电能（电池），都以氧化还原反应为其核心。

格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐、洁白的牙齿中享有两颗假牙，其中一颗是黄金的——这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁，医生绞尽脑汁，格林太太的病情仍未好转……一位年轻的化学家来看望格林太太，并提出治疗方法——换掉其中的一颗假牙。这是为什么？由于金和铁是活性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成原电池，产生微小的电流，使得格林太太头疼，因此必须换掉其中的一颗假牙。

2.4 日常生活

家庭、工厂等所需用的能量，绝大部分来自煤或石油等化石燃料的氧化，如汽油燃烧：2C8H18＋25O2→16CO2＋18H2O＋能量。

人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水，通过呼吸把储藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动，维持体温、合成代谢、细胞的主动运输，成为所需要的能量。

剖开苹果，剖面会有褐色的斑斑点点，是因为苹果中含有Fe2＋和酚类物质，氧气和酚氧化酶将两者氧化，颜色加深。若削皮后浸在冷水里，使其与空气中的氧隔绝，这样酚就不易被氧化为醌。或放在沸水中烫几分钟，使酚氧化酶失去活性，不易将酚催化为醌。

常食用富含维生素C的水果、蔬菜会年轻又健康，维生素C是氧自由基的克星，是卓越的抗氧化剂，能抑制细胞基本成分的氧化，可以帮助减少自由基对皮肤的伤害，加速自由基消除，减缓皮肤衰老。维生素C还能使难以吸收的Fe3＋还原为 Fe2＋，促进Fe2＋的吸收，使得皮肤红润，健康。

饮用水的杀菌消毒、用Cr2O3检验司机酒后驾车等都是依据其中的氧化还原反应。

3 氧化还原的危害

据报道，广州一家庭主妇在家中打扫卫生时突然晕倒，家人发现后将她送到医院抢救，半小时后这名主妇停止了呼吸。医生化验其血液和胃液，确认是氯气中毒。分析原因，竟是这名主妇为了获得更强的去污能力，把家用洗涤剂、浴液和厕净精等3类共5种洗涤用品混合使用，导致悲剧的发生。由于厕净精是用盐酸兑成的，氯离子的含量较高，而漂白粉中含有次氯酸，所以当厕净精与漂白粉合用或漂白粉与含氯类清洁剂合用时就会发生化学反应，产生有毒的氯气，轻度中毒者会感到眼、鼻、喉不舒服，重者还会伤及心肺，当有毒气体在空气中弥漫到一定浓度时甚至会置人于死地。

根据《中国腐蚀调查报告》一书提供的数据，我国年腐蚀损失约占国民经济总产值（GDP）的6%，据此，如果按2006年GDP的6%计算，年腐蚀损失可达上万亿元！这是一个令人吃惊的数字！腐蚀可造成事故、危机人身安全，因腐蚀而发生的爆炸和人员伤亡的事件时有发生。以下是摘录的媒体报道，由此可见一斑：“吉林省松原市某自来水厂发生氯气泄漏事故，厂区附近2万余群众被紧急疏散，全县8 000户居民停水达10小时，有两人在此事故中中毒。发现是氯气罐上减压阀的螺丝由于长时间被氯气腐蚀，产生泄漏点，导致了氯气的泄漏。”

总之，生活中无处不存在化学反应，特别是氧化还原反应，所以说世界是化学的世界，化学使这个世界更精彩，要用化学知识使生活更加环保，更加健康！