Une pomme fraîchement coupée brunit, un garde-boue de vélo rouille et un sou en cuivre vire soudain au vert. Qu’est-ce que tous ces événements ont en commun ? Ce sont tous des exemples d’un processus appelé oxydation.
L’oxydation est définie comme l’interaction entre les molécules d’oxygène et toutes les différentes substances qu’elles peuvent entrer en contact, du métal au tissu vivant. Techniquement, cependant, avec la découverte des électrons, l’oxydation a été définie plus précisément comme la perte d’au moins un électron lorsque deux substances ou plus interagissent. Ces substances peuvent contenir ou non de l’oxygène. (Par ailleurs, l’opposé de l’oxydation est la réduction – l’ajout d’au moins un électron lorsque des substances entrent en contact les unes avec les autres.) Parfois, l’oxydation n’est pas une si mauvaise chose, comme dans la formation d’aluminium anodisé ultra-durable. D’autres fois, l’oxydation peut être destructrice, comme la rouille d’une automobile ou la détérioration de fruits frais.
Nous avons souvent utilisé les mots oxydation et rouille de manière interchangeable, mais tous les matériaux qui interagissent avec les molécules d’oxygène ne se désintègrent pas réellement en rouille. Dans le cas du fer, l’oxygène crée un processus de combustion lent, ce qui entraîne la substance brune cassante que nous appelons la rouille. Lorsque l’oxydation se produit dans le cuivre, en revanche, le résultat est un revêtement verdâtre appelé oxyde de cuivre. Le métal lui-même n’est pas affaibli par l’oxydation, mais la surface se patine après des années d’exposition à l’air et à l’eau.
Lorsqu’il s’agit d’oxygène, le processus d’oxydation dépend de la quantité d’oxygène présente dans l’air et de la nature de la matière qu’il touche. La véritable oxydation se produit au niveau moléculaire – nous ne voyons que les effets à grande échelle car l’oxygène provoque la rupture des radicaux libres à la surface. Dans le cas des fruits frais, la peau constitue généralement une barrière contre l’oxydation. C’est pourquoi la plupart des fruits et légumes arrivent en bon état à l’épicerie. Une fois la peau cassée, cependant, les cellules individuelles entrent en contact direct avec l’air et les molécules d’oxygène commencent à les brûler. Le résultat est une forme de rouille que nous voyons sous forme de taches ou de défauts brunâtres.
L’oxydation peut également être un problème pour les propriétaires de voitures, car les couches de peinture les plus externes sont constamment exposées à l’air et à l’eau. Si la finition extérieure de la voiture n’est pas protégée par un revêtement de cire ou de polyuréthane, les molécules d’oxygène dans l’air finiront par interagir avec la peinture. Au fur et à mesure que l’oxygène brûle les radicaux libres contenus dans la peinture, le fini devient de plus en plus terne. Les efforts de restauration peuvent inclure l’élimination de plusieurs couches de peinture affectée et la réapplication d’une nouvelle couche de protecteur. C’est pourquoi les détaillants automobiles professionnels recommandent d’utiliser au moins une couche de cire ou un autre protecteur à chaque fois que la voiture est lavée.
Le secret pour empêcher l’oxydation causée par l’oxygène est de fournir une couche de protection entre le matériau exposé et l’air. Cela pourrait signifier un revêtement de cire ou de polyuréthane sur une voiture, une couche de peinture sur des objets métalliques ou une pulvérisation rapide d’un antioxydant, comme du jus de citron, sur les fruits exposés. L’oxydation destructive ne peut pas se produire si l’oxygène ne peut pas pénétrer une surface pour atteindre les radicaux libres dont il a besoin.
C’est pourquoi l’acier inoxydable ne rouille pas, contrairement à l’acier ordinaire. L’acier inoxydable a une fine couche d’un autre métal qui ne contient pas de radicaux libres. L’acier ordinaire peut être peint pour une protection contre l’oxydation, mais l’oxygène peut toujours exploiter n’importe quelle ouverture, aussi petite soit-elle. C’est pourquoi vous pouvez trouver un vélo en métal peint encore endommagé par la rouille.