Sebuah apel yang baru dipotong berubah menjadi coklat, spatbor sepeda menjadi berkarat dan satu sen tembaga tiba-tiba berubah menjadi hijau. Apa kesamaan dari semua peristiwa ini? Mereka semua adalah contoh dari proses yang disebut oksidasi.
Oksidasi didefinisikan sebagai interaksi antara molekul oksigen dan semua zat berbeda yang mungkin mereka hubungi, dari logam hingga jaringan hidup. Secara teknis, bagaimanapun, dengan penemuan elektron, oksidasi menjadi lebih tepat didefinisikan sebagai hilangnya setidaknya satu elektron ketika dua atau lebih zat berinteraksi. Zat-zat itu mungkin atau mungkin tidak termasuk oksigen. (Kebetulan, kebalikan dari oksidasi adalah reduksi — penambahan setidaknya satu elektron ketika zat bersentuhan satu sama lain.) Terkadang oksidasi bukanlah hal yang buruk, seperti dalam pembentukan aluminium anodized super tahan lama. Di lain waktu, oksidasi dapat merusak, seperti karat pada mobil atau pembusukan buah segar.
Kita sering menggunakan kata oksidasi dan karat secara bergantian, tetapi tidak semua bahan yang berinteraksi dengan molekul oksigen benar-benar hancur menjadi karat. Dalam kasus besi, oksigen menciptakan proses pembakaran yang lambat, yang menghasilkan zat coklat rapuh yang kita sebut karat. Ketika oksidasi terjadi pada tembaga, di sisi lain, hasilnya adalah lapisan kehijauan yang disebut oksida tembaga. Logam itu sendiri tidak dilemahkan oleh oksidasi, tetapi permukaannya membentuk patina setelah bertahun-tahun terpapar udara dan air.
Ketika melibatkan oksigen, proses oksidasi tergantung pada jumlah oksigen yang ada di udara dan sifat bahan yang disentuhnya. Oksidasi sejati terjadi pada tingkat molekuler — kita hanya melihat efek skala besar karena oksigen menyebabkan radikal bebas di permukaan terlepas. Dalam kasus buah segar, kulit biasanya memberikan penghalang terhadap oksidasi. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar buah dan sayuran tiba dalam kondisi baik di toko kelontong. Namun, begitu kulit rusak, sel-sel individu bersentuhan langsung dengan udara dan molekul oksigen mulai membakarnya. Hasilnya adalah bentuk karat yang kita lihat sebagai bintik atau noda kecoklatan.
Oksidasi juga bisa menjadi masalah bagi pemilik mobil, karena lapisan terluar cat terus-menerus terkena udara dan air. Jika lapisan luar mobil tidak dilindungi oleh lapisan lilin atau poliuretan, molekul oksigen di udara pada akhirnya akan mulai berinteraksi dengan cat. Saat oksigen membakar radikal bebas yang terkandung dalam cat, hasil akhir menjadi semakin kusam. Upaya restorasi mungkin termasuk menghilangkan beberapa lapisan cat yang terkena dan menerapkan kembali lapisan pelindung baru. Inilah sebabnya mengapa detailer mobil profesional merekomendasikan setidaknya satu lapis lilin atau pelindung lainnya digunakan setiap kali mobil dicuci.
Rahasia mencegah oksidasi yang disebabkan oleh oksigen adalah dengan memberikan lapisan perlindungan antara bahan yang terpapar dan udara. Ini bisa berarti lapisan lilin atau poliuretan pada mobil, lapisan cat pada benda logam atau semprotan cepat anti-oksidan, seperti jus lemon, pada buah yang terbuka. Oksidasi destruktif tidak dapat terjadi jika oksigen tidak dapat menembus permukaan untuk mencapai radikal bebas yang diinginkannya.
Inilah sebabnya mengapa baja tahan karat tidak berkarat dan baja biasa tidak. Baja tahan karat memiliki lapisan tipis dari logam lain yang tidak mengandung radikal bebas. Baja biasa dapat dicat untuk perlindungan terhadap oksidasi, tetapi oksigen masih dapat memanfaatkan celah apa pun, tidak peduli seberapa kecilnya. Inilah sebabnya mengapa Anda mungkin menemukan sepeda logam yang dicat masih rusak karena karat.