In breve: le ossidoriduzioni (redox) sono reazioni con trasferimento di elettroni: una specie si ossida (perde e⁻), l'altra si riduce (acquista e⁻). Si riconoscono dai numeri di ossidazione che variano; l'ossidante si riduce, il riducente si ossida.
Le redox sono un blocco ricorrente di Chimica e un ponte diretto con la biologia del metabolismo energetico.
Cosa sono le redox
In una reazione redox gli elettroni passano da una specie all'altra. L'ossidazione è la perdita di elettroni, la riduzione è l'acquisto: sono processi complementari e simultanei. Un trucco per ricordarlo è "OiL RiG" (Oxidation is Loss, Reduction is Gain).
Il numero di ossidazione
Il numero di ossidazione è una carica formale che rivela chi si ossida e chi si riduce. Si assegna con poche regole fisse, applicate in ordine.
| Elemento / caso | Numero di ossidazione |
|---|---|
| Elemento libero (O₂, Na, Fe) | 0 |
| Ossigeno nei composti | −2 (eccetto perossidi) |
| Idrogeno con non metalli | +1 |
| Ioni monoatomici | carica dello ione |
| Somma in una molecola neutra | 0 |
Ossidante e riducente
L'agente ossidante è la specie che acquista elettroni e quindi si riduce; l'agente riducente è quella che cede elettroni e quindi si ossida. Attenzione al ribaltamento: chi ossida gli altri, in realtà, si riduce.
Bilanciare le redox
Il bilanciamento redox più affidabile è il metodo delle semireazioni.
- Assegna i numeri di ossidazione e individua chi si ossida e chi si riduce
- Scrivi le due semireazioni separate
- Bilancia atomi e cariche in ciascuna aggiungendo elettroni
- Moltiplica per pareggiare gli elettroni scambiati
- Somma le semireazioni e verifica atomi e carica totale
Domande frequenti
Cos'è una reazione di ossidoriduzione?
È una reazione in cui avviene un trasferimento di elettroni: una specie si ossida (perde elettroni) e un'altra si riduce (acquista elettroni). Le due cose accadono sempre insieme, per questo si parla di reazioni redox.
Cos'è il numero di ossidazione?
È una carica formale assegnata a ogni atomo secondo regole convenzionali, che indica quanti elettroni ha ceduto o acquistato rispetto allo stato neutro. Se aumenta l'atomo si ossida, se diminuisce si riduce.
Qual è la differenza tra agente ossidante e riducente?
L'agente ossidante è la specie che si riduce (acquista elettroni) e provoca l'ossidazione dell'altra; l'agente riducente è la specie che si ossida (cede elettroni) e provoca la riduzione dell'altra.
Come si bilancia una reazione redox?
Si separano le due semireazioni di ossidazione e riduzione, si bilanciano atomi e cariche in ciascuna con gli elettroni, si pareggia il numero di elettroni scambiati e infine si sommano. Il metodo delle semireazioni è il più sicuro.
Le reazioni redox sono importanti in biologia?
Sì, moltissimo: la respirazione cellulare, la fotosintesi e il metabolismo energetico sono catene di reazioni redox. È un tipico argomento ponte tra chimica e biologia.
Perché sbaglio il numero di ossidazione?
Quasi sempre per non aver applicato le regole in ordine (prima gli elementi con numero fisso come O e H, poi si ricava l'incognita dalla neutralità). Con un po' di esercizio diventa un automatismo.