Reazioni di ossidoriduzione (redox)

Reazioni di ossidoriduzione

In queste reazioni alcuni atomi perdono o acquistano il controllo – totale o parziale – degli elettroni. Ciò è visibile nel cambiamento del numero di ossidazione di reagenti e prodotti:

• Ossidazione: perdita di elettroni.
• Riduzione: acquisto di elettroni (diminuzione del contenuto di ossigeno).

Chi si riduce è l'agente ossidante, cioè "strappa" elettroni al composto che si ossida, che è l'agente riducente (cede elettroni). Il numero di elettroni in gioco – quelli che vengono perduti o acquistati – deve essere sempre uguale.

Casi particolari: reazioni di dismutazione

Casi particolari in cui lo zolfo (prima reazione) e l'azoto (seconda reazione) si comportano sia da ossidanti che da riducenti → reazioni di dismutazione:

Es.:

• (-2) (+6) 4^2- (0) 2H₂S + S₂O₈^2- → 3S + 2H₂O
  Passando da -2 a 0 si ossida (perde elettroni).
• Passando da +6 a 0 si riduce (acquista elettroni).

Es.:

• (+4) (+5) (+2) 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + N₂O
  Passando da +4 a +5 si ossida.
• Passando da +4 a +2 si riduce.

Bilanciamento delle redox

È conveniente dividere la reazione di ossidoriduzione in due semireazioni di ossidazione e di riduzione. Il numero di elettroni e di cariche nelle due semireazioni deve essere uguale.

Es.:

• Zn + 2H⁺ → H₂ + Zn²⁺
• Ox: Zn → Zn²⁺ + 2e^- (lo zinco perde 2 elettroni, quindi si ossida).
• Red: 2H⁺ + 2e^- → H₂ (l'idrogeno acquista 2 elettroni, quindi si riduce).

Le reazioni sono già bilanciate, quindi si sommano:

• Zn + 2H⁺ + 2e^- → Zn²⁺ + H₂ + 2e^-

Soluzione acida

In soluzione acida devo aggiungere H⁺ e bilanciare con H₂O:

Es. (ac. ossalico):

• (+7) MnO₄^- + H₂C₂O₄ → Mn²⁺ + CO₂ (+3) (+4)
• MnO₄^- si riduce, mentre H₂C₂O₄ si ossida.
• Ox: H₂C₂O₄ → 2CO₂ + 2e^- + 2H⁺ (x5).
• Red: MnO₄^- + 5e^- + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O (x2).
• 5H₂C₂O₄ + 2MnO₄^- + 10e^- + 16H⁺ → 10CO₂ + 10e^- + 10H⁺ + 2Mn²⁺ + 8H₂O.
• 5H₂C₂O₄ + 2MnO₄^- + 6H⁺ → 10CO₂ + 2Mn²⁺ + 8H₂O.

Soluzione basica

In soluzione basica devo aggiungere OH^- e bilanciare con H₂O:

• (+3) Cr(OH)₃ + ClO₃^- → CrO₄^2- + Cl^- (+6) (+1)
• Cr(OH)₃ si ossida, mentre ClO₃^- si riduce.
• Ox: Cr(OH)₃ + 5OH^- → CrO₄^2- + 3e^- + 4H₂O (x2).
• Red: ClO₃^- + 2e^- + H₂O → Cl^- + 2OH^- (x3).
• 2Cr(OH)₃ + 10OH^- + 3ClO₃^- + 6e^- + 3H₂O → 2CrO₄^2- + 6e^- + 8H₂O + 3Cl^- + 6OH^-.
• 2Cr(OH)₃ + 3ClO₃^- + 4OH^- → 2CrO₄^2- + 5H₂O + 3Cl^-.

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