Tlen cząsteczkowy (O₂) jest względnie mało reaktywną cząsteczką np. energia aktywacji reakcji z lipidami wynosi od 35 do 65 kcal/mol [2]. Dlatego też kluczową rolę w pogarszaniu jakości bukietu organoleptycznego piwa na skutek procesów oksydatywnych odgrywają rodnikowe formy tlenu zwane również „reaktywnymi formami tlenu”. Są to wysoce reaktywne cząstki, które posiadają jeden lub więcej nie sparowanych elektronów rozmieszczonych pojedynczo na orbitalach. Najważniejsze spośród nich to rodnik hydroksylowy (OH^·), tlen in statu nascendi, rodnik ponadtlenkowy (O₂^–·), rodnik nadtlenkowy (O₂^2–·) [1, 2, 4, 6]. W potocznym określeniu terminu „wolne rodniki tlenowe” mieści się również nadtlenek wodoru, który chociaż z chemicznego punktu widzenia nie ma budowy wolnorodnikowej, często bierze udział w reakcjach powstawania bądź rozkładu rodników tlenowych [5].
Reakcje, jakie zachodzą pomiędzy tlenem, a jego aktywnymi formami przedstawia poniższy rysunek.

  Tlen ze stanu podstawowego poprzez pozyskanie jednego elektronu przekształca się w rodnik ponadtlenkowy, który może wykazywać właściwości zasady (reakcja nr 1), czynnika redukcyjnego (reakcja nr 2) lub utleniającego (reakcja nr 3) [1]:

(1)

(2)

(3)

Powstający w równaniu 1 rodnik wodoronadtlenkowy (HO₂^·) jest o wiele bardziej reaktywny niż rodnik nadtlenkowy. Wartość pKa równania 1 zawiera się w granicach 4,5 – 4,9 dlatego też w typowych wartościach pH piwa rodnik ponadtlenkowy będzie ulegał protonacji.
   Rodnik ponadtlenkowy, wodoroponadtlenkowy może zostać przekształcony w nadtlenek wodoru przez dysmutację (równania 4-6) [1, 2]:

(4)

(5)

(6)

Reakcja dysmutacji zachodzi najszybciej pomiędzy rodnikami wodoroponadtlenkowymi (reakcja 6). Powstający w piwie nadtlenek wodoru (rys. 1) przekształcany jest do rodnika hydroksylowego (HO^·). Przemiana nadtlenku wodoru w przeciwną stronę tj. w kierunku tlenu w stanie podstawowym jest utrudniona ze względu na wartość pKa [6].
   Wolny rodnik hydroksylowy jest najbardziej reaktywną formą tlenu. Generowany jest on szczególnie intensywnie w reakcji Fentona (7) i Haber Weissa (8) z nadtlenku wodoru w obecności katalizatorów metalicznych tj. jony miedzi i żelaza [2, 3, 6].

(7)

(8)

Szybkość reakcji powstawania rodnika hydroksylowego z nadtlenku wodoru jest większa w obecności jonów miedzi (I) niż jonów żelaza (II) [3].
   Promieniowanie świetlne, zwłaszcza z zakresu ultrafioletu może spowodować rozpad nadtlenku wodoru do rodnikowych form tlenu, a także może być przyczyną powstawania tlenu singletowego z tlenu w stanie podstawowym.

Literatura:  

Tematyka publikacji

• artykuł
• informację o wydarzeniu

Kanały RSS

• kanał czytelnia,
• kanał kalendarium