0:00:00.000,0:00:01.450
У цьому відео

0:00:01.450,0:00:02.900
ми розглянемо те, що

0:00:02.900,0:00:07.540
вже знайоме із курсу хімії про [br]окиснення та

0:00:07.540,0:00:10.450
протилежний йому процес - відновлення.

0:00:10.450,0:00:13.510
Подивимось, як те, що вивчалося [br]на уроках хімії,

0:00:13.510,0:00:17.100
стосується того, що говорять [br]біологи та біохіміки

0:00:17.100,0:00:17.960
на ту саму тему.

0:00:17.960,0:00:20.270
Сподіваємось, що все співпаде.

0:00:20.270,0:00:22.450
Отож, пригадаємо відеоуроки з хімії, [br]якщо ви їх

0:00:22.450,0:00:25.490
дивилися. Що ж таке окиснення?

0:00:25.490,0:00:26.955
Є відомий трюк-підказка для цього.

0:00:26.955,0:00:35.980
ОБМИТИ ВОДОЮ. [br]О - окиснення -

0:00:35.980,0:00:38.940
"втрата". Беру це слово в лапки, [br]адже не обов'язково

0:00:38.940,0:00:41.430
електрон втрачається; поясню, [br]що я маю на увазі -

0:00:41.430,0:00:43.380
"втрата" електрону.

0:00:43.380,0:00:44.630
Це ви мали б пам'ятати

0:00:44.630,0:00:46.650
з курсу хімії.

0:00:46.650,0:00:54.020
А про відновлення ви мали б уже знати, [br]що це "приєднання" електрону.

0:00:54.020,0:00:55.920
Це теж беру в лапки.

0:00:55.920,0:00:59.870
"Приєднання" електрону

0:00:59.870,0:01:02.180
В лапках тому, що ми не обов'язково

0:01:02.180,0:01:03.400
отримаємо електрон.

0:01:03.400,0:01:04.860
Ми його, скоріше, утримуватимемо.

0:01:04.860,0:01:07.180
Реакція називається відновленням тому, що

0:01:07.180,0:01:11.400
якщо отримати електрон, то [br]номінальний заряд

0:01:11.400,0:01:13.940
понижується.

0:01:13.940,0:01:16.390
А окиснення отримало свою назву через те,

0:01:16.390,0:01:19.000
що під час реакції ми уступаємо [br]свої електрони кисню.

0:01:19.000,0:01:20.920
Хоча це не обов'язково має бути кисень.

0:01:20.920,0:01:22.820
Це може бути будь-яка молекула, яка відбере

0:01:22.820,0:01:23.840
у вас електрон.

0:01:23.840,0:01:28.150
Я думаю, хороший приклад посприяє

0:01:28.150,0:01:29.760
кращому розумінню.

0:01:29.760,0:01:33.770
Скажімо, у нас є молекулярний водень

0:01:33.770,0:01:37.180
у газоподібному стані, і нам треба[br]спалити його за

0:01:37.180,0:01:39.030
участю молекулярного кисню.

0:01:39.030,0:01:40.950
Таке відбувалося на Гінденбургу.

0:01:40.950,0:01:43.470
Аеростат наповнювали воднем, [br]добували невеличку іскру

0:01:43.470,0:01:45.630
і під дією кисню

0:01:45.630,0:01:47.050
отримували великий вибух.

0:01:47.050,0:01:50.040
У нашому випадку для кожного моля [br]молекулярного кисню,

0:01:50.040,0:01:53.060
якщо ми маємо два молі [br]молекулярного водню -

0:01:53.060,0:01:55.070
переконаємось, що наша рівність [br]збалансована -

0:01:55.070,0:02:01.070
отримаємо два молі Н2О плюс [br]величезну кількість тепла.

0:02:01.070,0:02:06.730
Ця суміш добряче вибухає.[br]Отож, плюс багато тепла.

0:02:06.800,0:02:08.229
Ми, звичайно, могли б ще[br]

0:02:08.229,0:02:10.190
поговорити про Гінденбург, але я це взяв до уваги

0:02:10.190,0:02:13.530
просто для того, щоб показати, ЩО піддається окисненню,

0:02:13.530,0:02:15.600
а ЩО відновленню.

0:02:15.600,0:02:18.760
Повернемось до нашого водню. Ось він у нас.

0:02:18.760,0:02:20.630
Молекулярний водень виглядає от так.

0:02:20.630,0:02:23.660
Тут є зв'язок водень-водень.

0:02:23.660,0:02:25.540
Кожен з них ділить електрон одне з одним,

0:02:25.540,0:02:27.840
тож можна вважати, що в кожного із них[br]1s орбіталь

0:02:27.840,0:02:29.260
цілком заповнена.

0:02:29.260,0:02:31.180
Тож, вони не уступають електрони [br]одне одному

0:02:31.180,0:02:33.490
і не відбирають електрони одне в одного.

0:02:33.490,0:02:35.500
Відповідно, можна сказати, що у них [br]нульовий ступінь окиснення.

0:02:35.500,0:02:37.410
Вони не отримували і не втрачали [br]електрони.

0:02:37.410,0:02:38.530
Вони ними поділилися.

0:02:38.530,0:02:40.690
Те саме справедливо для [br]молекулярного кисню.

0:02:40.690,0:02:42.920
Правда, тут у нас є подвійний зв'язок

0:02:42.920,0:02:43.890
між двома атомами кисню.

0:02:43.890,0:02:46.310
Але, оскільки обидва атоми є атомами [br]кисню, то вони

0:02:46.310,0:02:49.240
не будуть ні отримувати, ні уступати [br]електрони одне одному.

0:02:49.240,0:02:53.590
Але з цього боку рівняння спостерігаємо

0:02:53.590,0:02:54.440
дещо цікаве.

0:02:54.440,0:02:58.080
Кожен атом кисню з'єднаний із двома [br]атомами водню.

0:03:02.060,0:03:05.780
Тут атом кисню утримує електрони

0:03:05.780,0:03:07.640
кожного із цих атомів водню.

0:03:07.640,0:03:10.280
Єдиний електрон водню знаходиться [br]на валентній оболонці.

0:03:10.280,0:03:12.910
Суть ковалентного зв'язку: [br]я даю тобі електрон,

0:03:12.910,0:03:14.910
а ти мені і у нас обох тепер

0:03:14.910,0:03:15.930
по парі електронів.

0:03:15.930,0:03:20.160
Але нам відомо (давайте пригадаємо),[br]що кисень

0:03:20.160,0:03:23.510
набагато більш електронегативний, [br]ніж водень.

0:03:23.510,0:03:26.190
Тут у нас трошки глюкози залишилося

0:03:26.190,0:03:29.150
з відео про клітинне дихання.

0:03:29.150,0:03:32.060
Тож не звертайте на неї уваги. [br]Про неї піде мова аж у

0:03:32.060,0:03:32.870
наступному відео.

0:03:32.870,0:03:35.990
Погляньмо на періодичну таблицю.[br]Ми пам'ятаємо із відео

0:03:35.990,0:03:39.510
з хімії, що електронегативність зростає

0:03:39.510,0:03:42.470
в напрямку вгору праворуч [br]в таблиці.

0:03:42.470,0:03:46.210
Тож тут у нас найбільш електронегативні [br]елементи,

0:03:46.210,0:03:48.680
а тут - найменш електронегативні.

0:03:48.680,0:04:03.330
Електронегативність означає схильність[br]захоплювати електрони.

0:04:03.330,0:04:07.190
Отож, хоча кисень і водень знаходяться

0:04:07.190,0:04:10.950
у ковалентному зв'язку - вони ділять [br]електрони - кисень

0:04:10.950,0:04:13.580
значно більш електронегативний, ніж

0:04:13.580,0:04:15.740
водень, тому він захоплюватиме електрони.

0:04:15.740,0:04:18.019
Так що, якщо елементи із цієї [br]частини

0:04:18.019,0:04:21.890
з'єднати із елементами звідси, а ці [br]елементи набагато більш електронегативні,

0:04:21.890,0:04:24.080
ніж ті, що ліворуч, що

0:04:24.080,0:04:27.100
вони будуть, прямо-таки, красти електрони,

0:04:27.100,0:04:29.130
а не лише утримувати їх.

0:04:29.130,0:04:30.990
Але електронегативність означає лише

0:04:30.990,0:04:33.410
прихильність елемента до електронів.

0:04:33.410,0:04:36.800
Тож, якщо поглянути на наш зв'язок [br]водню і кисню,

0:04:36.800,0:04:39.300
то зрозуміло на основі періодичної[br]таблиці, що кисень значно більш

0:04:39.300,0:04:42.280
електронегативний, тому електрони значно [br]більше часу

0:04:42.280,0:04:43.880
перебувають поряд із киснем.

0:04:43.880,0:04:46.190
Ми вже дізналися про зв'язок у водні,

0:04:46.190,0:04:49.780
що він створює частковий негативний [br]заряд на

0:04:49.780,0:04:52.630
цьому кінці молекули води і

0:04:52.630,0:04:54.810
частковий позитивний заряд - на цьому.

0:04:54.810,0:04:56.760
Але все одно електрони час від часу [br]з'являються

0:04:56.760,0:04:58.312
поряд із воднем.

0:04:58.312,0:05:01.460
Коли говорити про окиснення та [br]відновлення,

0:05:01.460,0:05:03.130
то часткового заряду тут нема.

0:05:03.130,0:05:07.110
Якщо один елемент перетягує [br]до себе електрон

0:05:07.110,0:05:10.890
заради ступенів окиснення, ми вважаємо,

0:05:10.890,0:05:12.470
що він відібрав електрон.

0:05:12.470,0:05:16.580
Тож, щодо ступеню окиснення [br]ми вважаємо, що кисень

0:05:16.580,0:05:19.220
у воді забирає електрон і, в результаті,

0:05:19.220,0:05:22.740
має ступінь окиснення 1- (один мінус).

0:05:22.740,0:05:25.600
Зверніть увагу, заряд пишеться після

0:05:25.600,0:05:26.960
числа ступенів окиснення.

0:05:26.960,0:05:29.680
Не плутайте із справжнім зарядом.

0:05:29.680,0:05:32.210
Отож, маємо один мінус, бо з точки зору [br]

0:05:32.210,0:05:34.110
ступенів окиснення електрон було [br]відібрано.

0:05:34.110,0:05:35.620
Кисень отримав електрон.

0:05:35.620,0:05:36.950
Ось чому беру в лапки.

0:05:36.950,0:05:38.360
Адже він його не зовсім отримав.

0:05:38.360,0:05:40.160
Він просто більшість часу утримує[br]його біля себе.

0:05:40.160,0:05:42.190
Він його перетягує до себе.

0:05:42.190,0:05:45.370
Так само цей водень.

0:05:45.370,0:05:48.440
Він отримав один електрон від [br]от цього водню, а інший

0:05:48.440,0:05:49.950
отримав електрон від цього.

0:05:49.950,0:05:52.890
Тож, тут в нас вже не один мінус, [br]а два мінус,

0:05:52.890,0:05:55.590
тому що утримується

0:05:55.590,0:05:58.140
один електрон тут і один ось тут.

0:05:58.140,0:06:02.570
І взагалі, коли кисень має зв'язок із

0:06:02.570,0:06:06.980
безкисневими атомами/елементами, [br]він матиме два мінус

0:06:06.980,0:06:10.050
або негативний ступінь окиснення 2-.

0:06:10.050,0:06:11.850
Два мінус означає, що атом

0:06:11.850,0:06:14.250
отримав два електрони.

0:06:14.250,0:06:15.870
Запишу це в лапках.

0:06:15.870,0:06:18.710
"Отримав два електрони".

0:06:18.710,0:06:20.920
Та ми знаємо, що не отримав, а просто

0:06:20.920,0:06:21.840
притягнув до себе.

0:06:21.840,0:06:24.790
От ці атоми втратили кожен по електрону.

0:06:24.790,0:06:28.240
Тож ступінь окиснення цього атому буде [br]один плюс.

0:06:28.240,0:06:32.840
І те ж саме для цього атому. Один плюс.

0:06:32.840,0:06:35.930
Зрештою, ми можемо сказати, що при спалюванні [br]водню

0:06:35.930,0:06:39.060
за присутності кисню, атоми водню, [br]які до цього мали

0:06:39.060,0:06:42.120
нульовий ступінь окиснення кожен,

0:06:42.120,0:06:45.410
тепер мають ступінь окиснення один плюс,

0:06:45.410,0:06:47.660
адже вони втратили свої електрони, коли

0:06:47.660,0:06:48.660
з'єдналися із киснем.

0:06:48.660,0:06:56.740
Тоді ми говоримо, що ці атоми водню [br]були окиснені.

0:06:56.790,0:07:05.270
Отже, згідно з цією реакцією, [br]водень було окиснено.

0:07:05.270,0:07:06.880
А чому його окиснено?

0:07:06.880,0:07:08.720
Адже раніше він легко

0:07:08.720,0:07:10.240
ділився електронами,

0:07:10.240,0:07:13.210
але потім він з'єднався з киснем, який [br]захоплює його електрони.

0:07:13.210,0:07:16.780
Отже, водень уступає свої електрони [br]кисню,

0:07:16.780,0:07:18.320
або окиснюється.

0:07:18.320,0:07:25.270
І, відповідно, кисень, згідно із цією [br]реакцією горіння

0:07:25.270,0:07:31.070
був відновлений.

0:07:31.070,0:07:32.130
Чому він був відновлений?

0:07:32.130,0:07:33.850
Тут просто ділилися електронами,

0:07:33.850,0:07:35.330
а не втрачали чи приєднували їх.

0:07:35.330,0:07:39.590
Але тут, при зв'язку із значно [br]менш електронегативним елементом,

0:07:39.590,0:07:42.460
раптом кисень почав

0:07:42.460,0:07:44.450
відбирати електрони .

0:07:44.450,0:07:50.265
Тож цей гіпотетичний заряд [br]понизився на два.

0:07:50.410,0:07:53.050
Якщо б ми хотіли врахувати усі

0:07:53.050,0:07:55.170
електрони, адже ми говоримо про втрату

0:07:55.170,0:07:58.710
та захоплення електронів, ми могли б [br]записати дві напівреакції.

0:07:58.710,0:08:00.280
Це дещо перегукується із

0:08:00.280,0:08:01.030
курсом хімії.

0:08:01.030,0:08:02.780
Але не страшно. Тож поглянемо.

0:08:02.780,0:08:05.000
Це відео буде в розділі біології,

0:08:05.000,0:08:08.270
щоб наші біологи пригадали

0:08:08.270,0:08:10.010
свої знання із цього питання.

0:08:10.010,0:08:11.440
Тож, можемо записати дві напівреакції.

0:08:11.440,0:08:15.840
Припустимо, що ми почали із двох молів

0:08:15.840,0:08:17.150
молекулярного водню,

0:08:17.150,0:08:21.150
який на разі не має ступенів окиснення, [br]або є нейтральним.

0:08:21.150,0:08:23.010
Тож, при бажанні можна тут написати нуль.

0:08:23.010,0:08:26.020
На виході реакції маємо

0:08:26.020,0:08:29.340
два молі Н2.

0:08:29.340,0:08:33.760
Але тут вже кожен із атомів водню має [br]ступінь окиснення

0:08:33.760,0:08:38.790
плюс один.

0:08:38.879,0:08:41.580
Можна сказати по-іншому.

0:08:41.580,0:08:42.940
Тут у нас є 4 атоми водню,

0:08:42.940,0:08:45.380
бо молекула водню має два атоми, а у нас

0:08:45.380,0:08:46.050
два молі речовини.

0:08:46.050,0:08:47.650
Отож, чотири атоми водню.

0:08:47.650,0:08:50.480
Кожен із чотирьох атомів водню [br]втратив по електрону.

0:08:50.480,0:08:51.160
Тож запишемо:

0:08:51.160,0:08:54.530
плюс чотири електрони.

0:08:54.530,0:08:56.460
Це половинна реакція для водню.

0:08:56.460,0:08:58.640
Він втратив чотири електрони.

0:08:58.640,0:09:05.300
Так що це - ще один спосіб сказати, [br]що водень

0:09:05.300,0:09:09.000
окиснився, бо він втратив електрони.

0:09:09.000,0:09:11.200
Окиснення - це втрата.

0:09:11.200,0:09:15.470
Інша напівреакція

0:09:15.470,0:09:16.750
стосується кисню.

0:09:16.750,0:09:21.640
Тож починаємо з одного молю [br]молекулярного кисню і додаємо

0:09:21.640,0:09:24.570
до нього чотири електрони.

0:09:24.570,0:09:25.970
Але ми не можемо взяти електрони нізвідки.

0:09:25.970,0:09:28.040
Електрони ми отримаємо із водню, який

0:09:28.040,0:09:29.240
додамо до кисню.

0:09:29.240,0:09:35.560
Тож на виході нашої напівреакції маємо

0:09:35.560,0:09:38.650
два молі - ось так це запишу - [br]два молі кисню.

0:09:38.650,0:09:43.840
І кожен з них має ступінь окиснення [br]два мінус.

0:09:43.840,0:09:45.080
Отже, це напівреакція.

0:09:45.080,0:09:47.630
Все це нам ілюструє, що водень

0:09:47.630,0:09:50.310
в ході реакції горіння втрачає електрони,

0:09:50.310,0:09:53.830
і що кисень взяв ті електрони, [br]які втратив водень.

0:09:53.830,0:10:02.370
Це свідчить про те, що кисень відновлений.

0:10:02.370,0:10:05.120
Отож, тепер все розкладено по поличках.[br]Але, по суті,

0:10:05.120,0:10:07.410
ми просто повторили дещо з курсу хімії.

0:10:07.410,0:10:09.520
А зараз я вас трошки заплутаю.

0:10:09.520,0:10:11.770
Покажу вам, як на ці речі

0:10:11.770,0:10:12.730
дивляться біологи.

0:10:12.730,0:10:14.350
Отже, хоча не завжди є саме так,

0:10:14.350,0:10:16.440
деколи біологи будуть використовувати [br]визначення,

0:10:16.440,0:10:17.720
які нам зустрічалися в курсі хімії.

0:10:17.720,0:10:20.710
Проте біологи, згідно численних [br]підручників з біології,

0:10:20.710,0:10:23.915
сказали б - і це, бувало, [br]збивало мене з пантелику -

0:10:23.915,0:10:39.220
що окиснення є втратою атомів водню,

0:10:39.220,0:10:52.210
а відновлення - здобуванням[br]атомів водню.

0:10:52.210,0:10:54.570
Спершу, коли мені трапилися ці [br]твердження, я був спантеличений,

0:10:54.570,0:10:57.190
бо, вивчаючи хімію, [br]йшлося про ЕЛЕКТРОНИ.

0:10:57.190,0:11:00.280
А атом водню є протоном та електроном.

0:11:00.280,0:11:01.130
То хто ж правий?

0:11:01.130,0:11:03.550
Причиною, чому ці два визначення[br](а це якраз

0:11:03.550,0:11:05.460
суть даного відео), тож[br]причиною, чому ці

0:11:05.460,0:11:09.580
визначення сумісні із нашими є те,

0:11:09.580,0:11:21.190
що у світі біології водень вважається тим,[br]що схильний

0:11:21.190,0:11:22.230
до заміщення.

0:11:22.230,0:11:27.970
Він прагне поєднуватися із вуглецем, [br]киснем,

0:11:27.970,0:11:30.500
фосфором, азотом.

0:11:30.500,0:11:35.570
І, якщо звернутися до періодичної таблиці,[br]і зауважити, де тут розміщений водень,

0:11:35.570,0:11:40.840
а де вуглець, азот, кисень,

0:11:40.840,0:11:43.700
фосфор та інші подібні елементи,[br]можна зробити висновок,

0:11:43.700,0:11:46.840
що всі елементи, з якими поєднується [br]водень

0:11:46.840,0:11:50.570
у біологічних системах,

0:11:50.570,0:11:52.920
є значно більш електронегативними.

0:11:52.920,0:11:56.270
Тож, у сполуці вуглецю із воднем,[br]вуглець

0:11:56.270,0:11:57.740
перетягує до себе електрон.

0:11:57.740,0:12:00.610
І пізніше, коли цей водень перенесуть [br]до кисню

0:12:00.610,0:12:04.260
разом із його електроном, то вуглець [br]втратить атом водню,

0:12:04.260,0:12:06.220
хоча насправді він [br]втратить електрон,

0:12:06.220,0:12:07.450
який перед цим утримував.

0:12:07.450,0:12:09.940
І тепер вже кисень може перетягувати [br]цей електрон.

0:12:09.940,0:12:11.990
Тож бачимо, що визначення таки сумісні.

0:12:11.990,0:12:13.690
Цей приклад я вам показав тому,

0:12:13.690,0:12:17.760
що біологічне визначення тут [br]не застосовується.

0:12:17.760,0:12:21.900
Тобто, ви могли б сказати, що кисень,[br]цілком точно, отримує

0:12:21.900,0:12:23.650
атоми водню у даній реакції.

0:12:23.650,0:12:27.000
І ми впевнено можемо стверджувати, [br]що кисень все ж був відновлений

0:12:27.000,0:12:30.110
згідно із біологічним визначенням.

0:12:30.110,0:12:32.780
Але, з іншого боку, не можна говорити, [br]що тут водень

0:12:32.780,0:12:34.740
втрачає свої атоми.

0:12:34.740,0:12:37.840
У даній ситуації водень лише [br]втрачає електрони.

0:12:37.840,0:12:39.290
Він не втрачає самого себе.

0:12:39.290,0:12:41.120
Можна хіба що сказати, що він втрачає

0:12:41.120,0:12:42.090
сам себе, бо його заміщують.

0:12:42.090,0:12:43.920
Але ідея біологічного визначення

0:12:43.920,0:12:44.830
така ж сама.

0:12:44.830,0:12:48.450
Коли водень об'єднується із більшістю [br]елементів у біологічні

0:12:48.450,0:12:51.520
сполуки, він схильний віддавати електрони.

0:12:51.520,0:12:53.740
І, якщо вуглець уступає водень кисневі,

0:12:53.740,0:12:56.940
він (вуглець) втрачає електрон водню,

0:12:56.940,0:12:58.170
який він утримував,

0:12:58.170,0:12:59.850
бо тепер електрон утримує кисень.

0:12:59.850,0:13:03.500
Отож, вуглець буде окиснений, а кисень

0:13:03.500,0:13:04.370
відновлений.

0:13:04.370,0:13:05.310
Сподіваюся, ви розібралися.

0:13:05.310,0:13:07.820
У наступному відео розглянемо з вами[br]ще кілька прикладів.

0:13:07.820,0:13:10.630
Я це розповідаю для того, [br]щоб ви побачили, яку роль все це

0:13:10.630,0:13:12.090
відіграє у клітинному диханні;

0:13:12.090,0:13:14.350
для того, аби ви розуміли [br]вислови на кшталт

0:13:14.350,0:13:20.710
"НАД відновлюється, коли приєднує водень"[br]або

0:13:20.710,0:13:23.310
"Він окиснюється, коли втрачає водень"

0:13:23.310,0:13:23.980
і тому подібне.

0:13:23.980,0:13:26.030
Також я хотів, щоб ви побачили,

0:13:26.030,0:13:28.540
що визначення такі ж самі, [br]як і в хімії.