Sveže narezano jabolko postane rjavo, blatnik kolesa zarjavi in bakren peni nenadoma obarva zeleno. Kaj imajo vsi ti dogodki skupnega? Vsi so primeri procesa, imenovanega oksidacija.
Oksidacija je opredeljena kot interakcija med molekulami kisika in vsemi različnimi snovmi, s katerimi lahko pridejo v stik, od kovine do živega tkiva. Tehnično pa je bila z odkritjem elektronov oksidacija natančneje opredeljena kot izguba vsaj enega elektrona, ko sta dve ali več snovi v interakciji. Te snovi lahko vsebujejo kisik ali pa tudi ne. (Mimogrede, nasprotje oksidacije je redukcija – dodatek vsaj enega elektrona, ko snovi pridejo v stik med seboj.) Včasih oksidacija ni tako slaba stvar, kot pri tvorbi super vzdržljivega eloksiranega aluminija. Včasih je oksidacija lahko uničujoča, na primer rjavenje avtomobila ali pokvarjenje svežega sadja.
Besedi oksidacija in rja smo pogosto uporabljali zamenljivo, vendar vsi materiali, ki medsebojno delujejo z molekulami kisika, dejansko ne razpadejo v rjo. V primeru železa kisik povzroči počasen proces gorenja, kar povzroči krhko rjavo snov, ki ji pravimo rja. Ko pride do oksidacije v bakru, po drugi strani nastane zelenkasta prevleka, imenovana bakrov oksid. Sama kovina zaradi oksidacije ni oslabljena, vendar na površini po letih izpostavljenosti zraku in vodi nastane patina.
Ko vključuje kisik, je proces oksidacije odvisen od količine kisika, prisotnega v zraku, in narave materiala, ki se ga dotika. Prava oksidacija se zgodi na molekularni ravni – vidimo le obsežne učinke, saj kisik povzroči, da se prosti radikali na površini odcepijo. Pri svežem sadju koža običajno predstavlja oviro pred oksidacijo. Zato večina sadja in zelenjave pride v trgovino v dobrem stanju. Ko je koža zlomljena, pa pridejo posamezne celice v neposreden stik z zrakom in molekule kisika jih začnejo goreti. Rezultat je oblika rje, ki jo vidimo kot rjavkaste lise ali madeže.
Oksidacija je lahko težava tudi za lastnike avtomobilov, saj so najbolj zunanje plasti barve nenehno izpostavljene zraku in vodi. Če zunanji premaz avtomobila ni zaščiten z voščenim premazom ali poliuretanom, bodo molekule kisika v zraku sčasoma začele delovati z barvo. Ker kisik izgoreva proste radikale, ki jih vsebuje barva, postane zaključek vse bolj dolgočasen. Prizadevanja za obnovo lahko vključujejo odstranitev več plasti prizadete barve in ponovno nanos novega sloja zaščitnega sredstva. Zato profesionalni prodajalci avtomobilov priporočajo uporabo vsaj enega sloja voska ali drugega zaščitnega sredstva ob vsakem pranju avtomobila.
Skrivnost preprečevanja oksidacije, ki jo povzroča kisik, je zagotoviti plast zaščite med izpostavljenim materialom in zrakom. To bi lahko pomenilo premaz iz voska ali poliuretana na avtomobilu, plast barve na kovinskih predmetih ali hitro razprševanje antioksidanta, kot je limonin sok, na izpostavljeno sadje. Destruktivna oksidacija ne more nastati, če kisik ne more prodreti v površino, da bi dosegel proste radikale, po katerih hrepeni.
Zato nerjaveče jeklo ne rjavi in navadno jeklo rjavi. Nerjaveče jeklo ima tanko prevleko iz druge kovine, ki ne vsebuje prostih radikalov. Običajno jeklo je lahko barvano za zaščito pred oksidacijo, vendar lahko kisik še vedno izkoristi vsako odprtino, ne glede na to, kako majhno. Zato boste morda našli pobarvano kovinsko kolo, ki je še vedno poškodovano zaradi rje.