Reazioni di ossido-riduzione

Numero di ossidazione

È un numero relativo convenzionale che viene dato a ciascun elemento in un composto in base al numero di elettroni ceduti o acquistati da un elemento. Per convenzione gli elettroni ceduti vengono presi con il segno positivo + e quelli acquistati con il segno negativo -.

Se in un composto non ci sono legami ionici, covalenti o dativi, gli elettroni condivisi dall'elemento più elettronegativo saranno presi con il segno negativo -, mentre quelli condivisi dall'elemento meno elettronegativo con il segno positivo +.

Per evitare inutili perdite di tempo nella determinazione del numero di ossidazione di un elemento, esistono le seguenti regole pratiche:

1. L'idrogeno (H) nei suoi composti ha sempre numero di ossidazione +1, eccetto che negli idruri (metallo + idrogeno) in cui ha -l.
2. L'ossigeno nei suoi composti ha numero di ossidazione -2, eccetto che nei perossidi dove ha -l(ossidi con un atomo di O in più che derivano dai metalli del I e del II gruppoà Me_{I II} O₂).
3. Gli elementi del I, II e III gruppo A nei loro composti hanno sempre numero di ossidazione positivo pari al gruppo di appartenenza (+1, +2, +3).
4. I metalli allo stato elementare (cioè non nei composti) hanno sempre numero di ossidazione uguale a zero.
5. Gli elementi biatomici e poliatomici nel loro stato elementare hanno numero di ossidazione uguale a zero (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Cr₂, I₂, P₄, S₈).
6. Nei composti la somma dei prodotti degli indici stechiometrici di ciascun elemento per il rispettivo numero di ossidazione è sempre uguale a zero.

7. Quanto detto al num 6 in uno ione poliatomico è uguale alla carica dello ione.

8. Gli ioni monoatomini hanno numero di ossidazione pari alla carica dello ione.
9. Lo zolfo nei solfuri ha numero di ossidazione -2.

Reazioni di ossido-riduzione (Redox)

Sono reazioni che avvengono mediante scambio di elettroni tra 2 diverse specie chimiche. L'elemento che si ossida cede uno o più elettroni all'altra specie chimica che li acquista e si riduce. L'elemento che si ossida aumenta il suo numero di ossidazione, mentre l'elemento che si riduce lo diminuisce.

In una reazione Redox non può esserci ossidazione se contemporaneamente non avviene una riduzione. Per questo motivo sono dette "Reazioni di ossido-riduzione).

Per verificare se una reazione è Redox è necessario determinare il numero di ossidazione di tutti gli elementi presenti nella reazione e verificare che almeno due di essi abbiano variato il loro numero di ossidazione nel passaggio da reagenti a prodotti.

_{0 0 +1 -l}

2Na + Cl = 2NaCl

^{Na si è ossidato e Cl si è ridotto.}

L'elemento che si ossida, poiché induce la riduzione dell'altro elemento, è detto "il riducente"; viceversa l'elemento che si riduce, poiché induce l'ossidazione dell'altro elemento, è detto "l'ossidante".

Esistono due soli elementi che sono l'ossidante in assoluto e il riducente in assoluto, e sono rispettivamente il fluoro (F) e il litio (Li). Tutti gli altri elementi, in una reazione Redox possono funzionare da ossidanti o riducenti a seconda della specie chimica con cui reagiscono.

Per prevedere se un elemento si ossida o si riduce se fatto reagire con un altro elemento, è necessario consultare la tabella elettrochimica degli elementi, in cui essi sono ordinati in ordine crescente del loro potere riducente (essa si apre con il fluoro e si chiude con il litio).

Se un elemento precede un altro in questa tabella, quest'ultimo subirà la reazione di ossidazione, mentre il primo si ridurrà.