Il ossidazione è una reazione in cui un atomo, ione o molecola perde elettroni mentre il riduzione corrisponde al guadagno degli elettroni di un atomo, ione o molecola. Sia l'ossidazione che la riduzione dipendono dal cambiamento nello stato di ossidazione dell'atomo, cioè dalla differenza nella carica dell'atomo in una reazione..
Le reazioni di ossidazione e riduzione si verificano sempre simultaneamente per quelle che sono generalmente note come reazioni di riduzione dell'ossidazione o reazioni redox. Ad esempio, la combustione e la corrosione sono reazioni di riduzione dell'ossidazione.
| Ossidazione | Riduzione | |
|---|---|---|
| Definizione | Mezza reazione in cui un atomo, ione o molecola perde elettroni. | Semi reazione in cui un atomo, ione o molecola guadagna elettroni. |
| Concetto chiave | L'ossidazione è la perdita di elettroni. | La riduzione è un guadagno di elettroni. |
| Equazione parziale | Zn → ZnDue+ + 2e- | CuDue++ 2e-→ Cu |
| Stato di ossidazione | Aumenta | Diminuisce |
| Agenti coinvolti | L'agente ossidante è quello che intrappola gli elettroni. L'agente ossidato è quello che perde elettroni. | L'agente riducente è quello che fornisce gli elettroni. L'agente ridotto è quello che guadagna gli elettroni. |
| Esempi | Ossidazione del metanolo a formaldeide: CH3OH → CHDueO + HDue Passaggio da atomo di magnesio Mg a ione magnesio MgDue+ | Formazione d'argento da ioni d'argento. Passaggio di ossigeno molecolare ODue per ossido O-Due |
L'ossidazione è il perdita di elettroni da una molecola, un atomo o uno ione. Un elemento si ossida quando perde elettroni in una reazione; questo è verificato da aumento dello stato di ossidazione dell'atomo. Maggiore è lo stato di ossidazione di un atomo, maggiore è il grado di ossidazione.
La parola "ossidazione" fu usata per la prima volta nel XVIII secolo grazie al lavoro del chimico francese Antoine Lavoisier quando identificò l'ossigeno nell'aria. A quel tempo, qualsiasi reazione in cui l'ossigeno era un reagente veniva descritta come reazioni di ossidazione. Oggi sappiamo che non tutte le reazioni di ossidazione comportano la partecipazione dell'ossigeno.
Un'equazione di ossidazione parziale è la parte della reazione generale in cui sono presenti l'elemento che subisce l'ossidazione e la quantità di elettroni che vengono ritirati sul lato destro dei prodotti. Ad esempio, nella reazione di corrosione dell'alluminio:
4Al + 3ODue → 2AlDueO3
L'equazione di ossidazione parziale per l'alluminio è:
Al0→ Al+3 + 3e-
In questo caso, lo stato di ossidazione dell'alluminio nel suo stato elementare è 0 (zero) e viene ossidato a ione alluminio con uno stato di ossidazione +3; cioè, lo stato di ossidazione dell'alluminio aumenta.
Un agente ossidante è quello che provoca l'ossidazione di un'altra sostanza chimica. Ad esempio, quando il magnesio reagisce con l'ossigeno per formare ossido di magnesio:
2 mg + ODue(g) → 2MgO (s),
l'ossigeno fa sì che il magnesio perda elettroni, quindi l'ossigeno è il agente ossidante e il magnesio è la sostanza chimica ossidata. I metalli, come ferro, rame e magnesio sono facilmente ossidabili.
CH3OH → HDueC = O
Mg (s) → MgDue+(s) + 2e-
CH3CHDueOH → CH3COOH
La riduzione è il guadagno di elettroni da una molecola, un atomo o uno ione. Un elemento si riduce quando in una reazione guadagna elettroni. Ciò è verificato da diminuzione dello stato di ossidazione. Più basso è lo stato di ossidazione di un atomo, maggiore è il grado di riduzione.
Ad esempio, il cambiamento dello ione rame, con stato di ossidazione 2+, diventa rame solido, con stato di ossidazione 0:
CuDue+(ac) + 2e- → Cu (s)
La parola "riduzione" deriva dal latino ridurre che significa "ripristinare". Il processo di estrazione del metallo era considerato come il recupero del metallo dai suoi composti minerali, come il ferro dall'ossido di ferro o il rame dall'ossido di rame (II).
Un'equazione di riduzione parziale è la parte della reazione generale in cui compaiono l'elemento che subisce la riduzione e la quantità di elettroni che riceve sul lato sinistro dei reagenti. Ad esempio, nella reazione di corrosione dell'alluminio:
4Al + 3ODue → 2AlDueO3
l'equazione di riduzione parziale dell'ossigeno è:
O0 + 2e-Due → O-Due
In questo caso, lo stato di ossidazione dell'ossigeno nel suo stato molecolare è 0 (zero) e si riduce ad uno ione ossido con stato di ossidazione -2; cioè lo stato di ossidazione dell'ossigeno va da 0 a -2, diminuisce.
Un agente riducente provoca la riduzione di un'altra sostanza chimica. Ad esempio, quando il magnesio reagisce con l'ossigeno per formare ossido di magnesio:
2 mg + ODue(g) → 2MgO (s),
il magnesio fa sì che l'ossigeno guadagni elettroni, quindi il magnesio funziona come agente riducente mentre l'ossigeno viene ridotto.
I metalli tendono a perdere elettroni, quindi agiscono come agenti riducenti.
ODue(g) + 4e-→ 2ODue-
Ag+(ac) + e-→ Ag (s)
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