8.02 – Reazione di ossidoriduzione (Redox)

8.02 – Reazione di ossidoriduzione (Redox)

Ossidoriduzione o redox, in chimica, indica tutte quelle reazioni chimiche in cui cambia il numero di ossidazione degli atomi, cioè in cui si ha un passaggio di elettroni da una specie chimica ad un’altra. In una redox abbiamo una specie chimica si riduce (riduzione), dunque il suo N.O. diminuisce. L’elemento acquista un elettrone e una specie chimica si ossida (ossidazione), il suo N.O. aumenta e l’elemento perde un elettrone.

Es.:  

• L’Mg passa da 0 a +2 e quindi si ossida (ossidazione) e si chiama agente riducente perché provoca la riduzione dell’ossigeno cioè la diminuzione del suo N.O. 
• L’O₂ passa da 0 a -2 e quindi si riduce (riduzione) e si chiama agente ossidante perché provoca l’ossidazione del magnesio cioè l’aumento del suo N.O. 
• Mg⁽⁰⁾ /Mg⁽⁺²⁾ o O⁽⁰⁾ / O^(-2) costituisco una coppia coniugata redox infatti Mg⁽⁰⁾ è la forma ridotta del magnesio perché ha N.O. minore rispetto all’altra; Mg⁽⁺²⁾ è la forma ossidante del magnesio perché, fra Mg⁽⁰⁾ e Mg⁽⁺²⁾, ha N.O. maggiore

Per capire chi si ossida/si riduce devo vedere i N.O. e vedo che se il numero di ossidazione aumenta allora abbiamo un ossidazione; se invece il numero di ossidazione diminuisce abbiamo una riduzione

Chiameremo dunque Ossidante (Mg) ciò che si riduce per ossidare un altro elemento. L’ossidante è colui che ACQUISTA ELETTRONI; mentre chiameremo Riducente (O₂) ciò che si ossida per ridurre un altro elemento e dunque colui chrCEDE ELETTRONI

Prima ossidante si usava solo per indicare le reazioni con l’ossigeno elementare come reagente (un esempio è la reazione che si chiama combustione) poi il significato è cambiato infatti oggi si usa come reazione accompagnata a una trasformazione di elettroni. 

L’ossigeno elementare si comporta come ossidante nei confronti di molti metalli e questo fenomeno si chiama corrosione (Es.: la reazione con il ferro -> che viene chiamato il ferro arrugginisce)

La dismutazione o disproporzione è un particolare tipo di reazione di ossidoriduzione, nella quale un’unica sostanza in parte si ossida e in parte si riduce: se ne trovano esempi sia nella chimica inorganica sia in quella organica.

PRINCIPIO DI ELETTRO-NEUTRALITÀ: in ogni reazione redox il numero di elettroni ceduti dal riducente deve essere uguale al numero di elettroni acquistati come ossidante 

BILANCIAMENTO delle REDOX 

Es.: NO₃^–_(aq) + Zn_(s) -> Zn²⁺_(aq) + N₂O_(g) 

• Regole per bilanciare una redox: 

1. Individuare la specie che si ossida e la specie che si riduce 
2. Separare la semireazione di ossidazione e quella di riduzione. Lo Zn cede elettroni quindi si ossida invece l’azoto NO₃^– acquista elettroni quindi si riduce

Riduzione: NO₃^– -> N₂0 

Ossidazione: Zn -> Zn²⁺ 

3. Bilanciamo la semireazione dell’azoto cioè dobbiamo mettere il coefficiente stechiometrico 2 davanti all’azoto

2NO₃^– -> N₂0 

4. Bilanciamo degli atomi di ossigeno (O) aggiungendo H₂0 cioè 2NO₃^– -> N₂0 + 5H₂0 
5. Bilanciamo gli atomi di idrogeno (H) aggiungendo come coefficiente stechiometrico il 10 prima della freccia cioè 2NO₃^– + 10 H⁺ -> N₂0 + 5H₂0 (aggiungiamo H⁺ perché c’è un ambiente acido invece se l’ambiente è basico si aggiunge OH^–)
6. Bilanciamo la carica elettrica: 
7. Bilanciamo ogni semireazione aggiungendo elettroni cioè allo Zn aggiungiamo 2 elettroni (e^–) dopo la freccia invece per NO₃^– aggiungiamo 8 elettroni (e^–) prima della freccia

2NO₃^– + 10H⁺ + 8e^– -> N₂0 + 5H₂0

Zn -> Zn²⁺ + 2e^–

2. Bilanciamo il numero di elettroni “persi e acquistati” cioè basta moltiplicare per 4 la semireazione dell’azoto (Zn)

4Zn -> 4Zn²⁺ + 8e^–

7. Se necessario, completare il bilanciamento delle masse procedendo come le normali reazioni non redox. Qui, in questo caso, non è necessario 
8. Sommiamo, membro a membro, le 2 semireazioni semplificando le specie che si ripetono da una parte all’altra della freccia infatti qui dobbiamo solo togliere gli elettroni che si annullano 

4Zn + 2NO₃^– + 10H⁺ + 8e^– -> 4Zn²⁺ + 2e^– + N₂0 + 5H₂0

9. Quindi la REAZIONE BILANCIATA È: 

4Zn + 2NO₃^– + 10H⁺ -> 4Zn²⁺ + N₂0 + 5H₂0