Reazioni di ossidoriduzione

Tutte le reazioni che avvengono con trasferimento di elettroni da una specie che li cede (si ossida) ad un’altra specie che li acquista (si riduce) si chiamano reazioni di ossidoriduzione (o redox).

Esse possono essere individuate osservando la variazione del numero di ossidazione delle specie coinvolte.

Il numero di ossidazione (n.o.) è la carica formale (cioè convenzionale) che viene attribuita a un atomo all’interno di una molecola o di uno ione poliatomico, assegnando gli elettroni di legame all’atomo più elettronegativo.

Le regole per assegnare il n.o. sono le seguenti:

1.Allo stato elementare tutti gli atomi hanno n.o. zero.

2.La somma dei n.o. di tutti gli atomi deve risultare zero per una molecola neutra e pari alla carica per uno ione poliatomico.

3.Gli ioni monoatomici hanno tutti n.o. pari alla loro carica.

4.In un legame covalente si assegnano formalmente i due elettroni di legame all’atomo più elettronegativo.

5.L’idrogeno ha sempre n.o. +1 tranne negli idruri che è –1.

6.In tutti i composti l’ossigeno ha n.o. –2, tranne nei perossidi che è –1

L’ossidazione è un processo in cui una specie chimica perde elettroni con conseguente aumento del numero di ossidazione. La riduzione è un processo in cui una specie chimica acquista elettroni con conseguente diminuzione del numero di ossidazione. In una reazione di ossido-riduzione i due processi avvengono contemporaneamente.

L’agente riducente è la sostanza che si ossida. L’agente ossidante è la sostanza che si riduce. Gli elettroni ceduti dal riducente sono sempre pari a quelli acquistati dall’ossidante.

Per es. nella reazione tra zinco e acido cloridrico

Zn + HCl = ZnCl₂ + H₂

Zn passa da numero di ossidazione 0 nel metallo a +2 nel sale ZnCl₂ perciò perde 2 elettroni e si ossida

H passa da numero di ossidazione +1 in HCl a 0 in H₂ perciò acquista 1 elettrone e si riduce

Nella reazione bilanciata il numero degli elettroni persi è uguale a quello degli elettroni acquistati:

Zn + 2 HCl = ZnCl₂ + H₂

La dismutazione (o disproporzione) è una reazione redox in cui una stessa specie chimica in parte si ossida e in parte si riduce:

Cl₂ (g) + 2 OH^- (aq)  =  Cl^- (aq)  +  ClO^-  (aq) +  H₂O (l)

In questa reazione del cloro gassoso in ambiente basico si ha il passaggio da n. di ossidazione 0 del Cl₂ a -1 nello ione cloruro Cl^- (riduzione) e a +1 nello ione ipoclorito ClO^- (ossidazione).

Rivedi la lezione in video:

Nel prossimo video una divertente esperienza basata sulla dismutazione del perossido di idrogeno (acqua ossigenata)

https://www.youtube.com/watch?v=ezsur0L0L1c

Qui la spiegazione dettagliata:http://www.chimicare.org/curiosita/la-chimica-sensazionale/video-il-
dentifricio-dellelefante-interpretazione-di-una-dismutazione-spettacolare/

L'acqua ossigenata (perossido di idrogeno) ha formula H₂O₂ (nei perossidi il numero di ossidazione dell'ossigeno è -1). E' un liquido incolore, corrosivo, con un odore pungente e per questo motivo viene commercializzato e utilizzato in soluzione acquosa. 

La concentrazione delle soluzioni viene espressa in volumi che indicano il numero di litri di ossigeno ottenibili da 1 litro di soluzione in seguito alla decomposizione  2 H₂O₂ (l) =   2 H₂O (l)  +  O₂  (g) fatta avvenire in condizioni standard (°C e 1 atm). 

La reazione di decomposizione è accelerata dalla luce per questo la soluzione è conservata in contenitori non trasparenti. L'acqua ossigenata è utilizzata come decolorante e sbiancante in processi industriali e come disinfettante per escoriazioni, ferite, ulcere, L'azione disinfettante è dovuta al fatto che denatura le proteine, distruggendo i batteri, e alla formazione di bollicine di ossigeno che puliscono meccanicamente la ferita.