A cargo de la energía: Oxidación y reducción

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Por Jennifer Stearns, Michael Surette

La energía no puede ser creada o destruida, así que tiene que ser transmitida. Dentro de la célula, la energía se reutiliza y se recicla de forma muy eficiente. Lo mismo ocurre fuera de la célula, donde la energía se almacena en todo, incluyendo hojas y rocas en el suelo. El truco es sacar la energía de donde está almacenada.

Otra forma de pensar sobre la energía es pensar sobre los electrones, que son la parte cargada negativamente de los átomos. Los electrones son esencialmente portadores de energía que son capaces de pasar convenientemente de una molécula a otra. Por lo tanto, para los microbios, el paso de electrones entre las moléculas – llamado oxidación y reducción – es importante para reunir energía.

La mayor parte de la energía generada para vivir proviene de las reacciones de oxidación y reducción. La oxidación solía ser considerada como una molécula que se combina con el oxígeno (de ahí su nombre), y la reducción era el retorno de esa molécula a su estado original.

En realidad se trata de la transferencia de electrones de una sustancia a otra. Cuando se administran electrones de la sustancia A a la sustancia B, A es el donante de electrones, que se oxida, y B es el aceptador de electrones, que se reduce.

Una manera fácil de recordar este proceso es con el mnemónico OIL RIG, que significa “La oxidación es la pérdida de electrones, y la reducción es la ganancia de electrones”.

Cuando se trata de oxidación y reducción, tenga en cuenta lo siguiente:

  • No se trata sólo de electrones. Cuando una sustancia se oxida, pierde electrones, pero también puede perder un protón (H+). Cuando un compuesto pierde un electrón y un protón, en realidad está perdiendo un átomo de hidrógeno (H). Del mismo modo, cuando una sustancia se reduce, puede ganar un protón.
  • Hay un poco de toma y daca. La mayoría de las sustancias son flexibles y pueden actuar como donantes de electrones en una situación y como aceptadores de electrones en otra. Pero a menudo cada sustancia tiene una preferencia por una u otra.
  • Los donantes y los receptores vienen en pares. Si una sustancia se oxida, los electrones perdidos no sólo permanecen en la solución, sino que se transfieren a un receptor de electrones. Esto se llama una reacción redox, porque todos los casos de oxidación o reducción ocurren en pares.

Las reacciones de redox ocurren continuamente, siempre y cuando haya donantes y receptores de electrones disponibles, y la energía obtenida puede potenciar otras reacciones en la célula microbiana. El hecho de que la energía se almacene a corto o largo plazo determina qué tipo de molécula se utilizará para transferir esta energía.