Reazione di ossidazione vs reazione di riduzione
Le reazioni di ossidazione e riduzione sono correlate. Quando una sostanza viene ossidata, un' altra sostanza si riduce. Pertanto, queste reazioni sono note congiuntamente come reazioni redox.
Reazione di ossidazione
In origine le reazioni di ossidazione sono state identificate come le reazioni a cui partecipa l'ossigeno gassoso. Qui, l'ossigeno si combina con un' altra molecola per produrre un ossido. In questa reazione, l'ossigeno subisce una riduzione e l' altra sostanza subisce l'ossidazione. Pertanto, fondamentalmente la reazione di ossidazione consiste nell'aggiungere ossigeno a un' altra sostanza. Ad esempio, nella reazione seguente, l'idrogeno subisce l'ossidazione e, quindi, l'atomo di ossigeno viene aggiunto all'idrogeno formando acqua.
2H2 + O2 -> 2H2O
Un altro modo per descrivere l'ossidazione è come la perdita di idrogeno. Ci sono alcune occasioni in cui è difficile descrivere l'ossidazione come aggiunta di ossigeno. Ad esempio, nella reazione seguente l'ossigeno si è aggiunto sia al carbonio che all'idrogeno, ma solo il carbonio ha subito l'ossidazione. In questo caso, l'ossidazione può essere descritta dicendo che è la perdita di idrogeno. Poiché gli idrogeni sono stati rimossi dal metano durante la produzione di anidride carbonica, il carbonio si è ossidato.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Un altro approccio alternativo per descrivere l'ossidazione è la perdita di elettroni. Questo approccio può essere utilizzato per spiegare le reazioni chimiche, in cui non possiamo vedere una formazione di ossido o una perdita di idrogeno. Quindi, anche quando non c'è ossigeno, possiamo spiegare l'ossidazione usando questo approccio. Ad esempio, nella reazione seguente, il magnesio si è convertito in ioni magnesio. Poiché il magnesio ha perso due elettroni, ha subito ossidazione e il gas di cloro è l'agente ossidante.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Lo stato di ossidazione aiuta a identificare gli atomi che hanno subito l'ossidazione. Secondo la definizione IUPAC, lo stato di ossidazione è “una misura del grado di ossidazione di un atomo in una sostanza. È definito come la carica che si potrebbe immaginare che un atomo abbia”. Lo stato di ossidazione è un valore intero e può essere positivo, negativo o zero. Lo stato di ossidazione di un atomo è soggetto a cambiamento in seguito a reazione chimica. Se lo stato di ossidazione è in aumento, si dice che l'atomo è ossidato. Come nella reazione precedente, il magnesio ha uno stato di ossidazione zero e lo ione magnesio ha uno stato di ossidazione +2. Poiché il numero di ossidazione è aumentato, il magnesio si è ossidato.
Reazione di riduzione
La riduzione è l'opposto dell'ossidazione. In termini di trasferimento di ossigeno, nelle reazioni di riduzione, gli ossigeni vengono persi. In termini di trasferimento di idrogeno, le reazioni di riduzione hanno luogo quando si ottiene idrogeno. Ad esempio, nell'esempio sopra tra metano e ossigeno, l'ossigeno si è ridotto perché ha guadagnato idrogeno. In termini di trasferimento di elettroni, la riduzione sta guadagnando elettroni. Quindi, secondo l'esempio sopra, il cloro viene ridotto.
Qual è la differenza tra la reazione di ossidazione e la reazione di riduzione?
• Nelle reazioni di ossidazione si ottengono ossigeni e, nelle reazioni di riduzione, si perdono ossigeni.
• Nell'ossidazione si perde idrogeno ma nella riduzione si ottiene idrogeno.
• Nelle reazioni di ossidazione si perdono elettroni, ma nelle reazioni di riduzione si guadagnano elettroni.
• Nelle reazioni di ossidazione, lo stato di ossidazione aumenta. Le specie in fase di riduzione riducono il loro stato di ossidazione.
