Una reazione redox, o ossidoriduzione, è un passaggio di elettroni da una specie chimica a un'altra. Chi li cede si ossida ed è il riducente, chi li acquista si riduce ed è l'ossidante. I due processi avvengono sempre insieme. Per seguire il passaggio si usano i numeri di ossidazione, che salgono nella specie che si ossida e scendono in quella che si riduce.
Punti Chiave
Le ossidoriduzioni, dette anche reazioni redox, sono reazioni in cui una specie chimica cede elettroni a un'altra.
Ossidazione significa perdere elettroni, riduzione significa acquistarli, e una non avviene senza l'altra.
Il riducente è la specie che si ossida, l'ossidante è la specie che si riduce.
Nell'ossidante il numero di ossidazione di un atomo scende, nel riducente sale.
Una semireazione descrive una sola metà della redox: quella in cui qualcosa si ossida o quella in cui qualcosa si riduce.
Nella corrosione descritta da Oak National Academy, il ferro passa a Fe²⁺ cedendo due elettroni e l'ossigeno, con l'acqua, ne acquista.
L'Approfondimento
Il passaggio di elettroni
Secondo Treccani, un’ossidoriduzione è una reazione in cui degli elettroni passano da una specie chimica a un’altra. Chemistry LibreTexts la racconta con due verbi: l’ossidazione è la perdita di elettroni, la riduzione è l’acquisto di elettroni.
I due processi avvengono sempre insieme. Gli elettroni che una specie perde finiscono a un’altra specie.
Dall’ossigeno agli elettroni
La parola «ossidazione» nasce con un significato più stretto: secondo Chemistry LibreTexts, in origine voleva dire aggiungere ossigeno. Chemguide dà la definizione in elettroni, per cui l’ossidazione è la perdita di elettroni. Chemistry LibreTexts mostra l’equazione dello zinco con l’acido cloridrico, che dà idrogeno gassoso e cloruro di zinco, e il passaggio di elettroni dallo zinco all’idrogeno. Nell’equazione non c’è ossigeno, quindi la definizione in elettroni vale anche dove l’ossigeno non compare.
Ossidante e riducente
La specie che si ossida cede elettroni e per questo fa ridurre un’altra sostanza: è l’agente riducente. La specie che si riduce acquista elettroni e fa ossidare l’altra: è l’agente ossidante. I nomi guardano a quello che la specie provoca nel partner di reazione.
Specie
Che cosa fa agli elettroni
Che cosa fa all’altra specie
Come si chiama
Quella che si ossida
Li cede
La fa ridurre
Riducente
Quella che si riduce
Li acquista
La fa ossidare
Ossidante
Numeri di ossidazione
Treccani collega i due ruoli al numero di ossidazione: nell’ossidante il numero di un atomo scende, nel riducente sale. Per uno ione formato da un solo atomo, il numero coincide con la sua carica.
Le regole di base per calcolare gli altri casi sono raccolte da Chemistry LibreTexts.
Situazione
Numero di ossidazione
Elemento non combinato
0
Composto neutro
La somma dei numeri è zero
Ione
La somma dei numeri è uguale alla carica dello ione
Esempio pratico: nell’esempio di Treccani il rame metallico passa da numero di ossidazione 0 a +2. Il numero sale, quindi il rame si ossida e fa da riducente. Treccani indica come ossidazione anche il passaggio del ferro(II) a ferro(III): applicando la regola dello ione di un solo atomo, il numero va da +2 a +3.
Le semireazioni
Una semireazione, spiega Chemistry LibreTexts, è la parte di ossidazione o la parte di riduzione di una reazione redox. Per lo zinco la semireazione di ossidazione descrive due elettroni ceduti. Per lo ione rame(II) la semireazione di riduzione descrive due elettroni acquistati. Come si sommano le due semireazioni per bilanciare un’equazione è spiegato in bilanciamento delle reazioni redox.
La ruggine
Secondo Oak National Academy, la ruggine è la corrosione del ferro in presenza di aria e umidità. In questa corrosione il ferro passa a Fe²⁺ cedendo due elettroni, mentre l’ossigeno insieme all’acqua acquista elettroni e dà ioni idrossido. Per la definizione in elettroni di Chemistry LibreTexts, il ferro si ossida e l’ossigeno si riduce.
Presentazione
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✗ Mito Ossidarsi vuol dire reagire con l'ossigeno.
✓ Realtà Secondo Chemistry LibreTexts il significato originario di ossidazione era aggiungere ossigeno. La definizione in termini di elettroni vale anche dove l'ossigeno non compare: nell'equazione dello zinco con l'acido cloridrico non ce n'è, eppure lo zinco cede elettroni all'idrogeno. Per ossidarsi basta perdere elettroni, qualunque sia la sostanza che li prende.
✗ Mito L'ossidante è la sostanza che si ossida.
✓ Realtà L'ossidante è la specie che si riduce. Il nome racconta che cosa fa all'altra: le porta via elettroni, e così la fa ossidare. Il riducente fa il percorso inverso, cede elettroni e si ossida.
✗ Mito Una specie può cedere elettroni anche se nessuno li prende.
✓ Realtà Ossidazione e riduzione avvengono sempre insieme, e in una redox gli elettroni passano da una specie a un'altra. Una perdita di elettroni ha quindi sempre un acquisto che le corrisponde.
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Definizione più vecchiaOssidare significava aggiungere ossigeno
Definizione in elettroniPiù generale, vale anche senza ossigeno
Ossidante e riducente
Il riducente si ossida
L'ossidante si riduce
Numeri di ossidazione
Elemento non combinatoVale zero
Composto neutroLa somma è zero
IoneLa somma è la sua carica
Semireazioni
Parte di ossidazione
Parte di riduzione
Esempi
Rame da 0 a +2
Ferro(II) in ferro(III)
Zinco e acido cloridrico
Ruggine
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Una reazione redox, o ossidoriduzione, è un passaggio di elettroni da una specie chimica a un'altra. Chi li cede si ossida ed è il riducente, chi li acquista si riduce ed è l'ossidante. I due processi avvengono sempre insieme. Per seguire il passaggio si usano i numeri di ossidazione, che salgono nella specie che si ossida e scendono in quella che si riduce.
Domande e risposte
Che differenza c'è tra ossidazione e ossidante?
L'ossidazione è il processo in cui una specie perde elettroni. L'ossidante è la specie che ne acquista e quindi si riduce, facendo ossidare l'altra.
Come capisco quale specie si ossida in una reazione?
Guarda il numero di ossidazione degli atomi prima e dopo. Se sale, la specie che lo contiene si ossida ed è il riducente. Se scende, la specie si riduce ed è l'ossidante.
Come si calcola il numero di ossidazione?
Un elemento non combinato vale zero. Poi si fa quadrare il totale: zero per un composto neutro, la carica per uno ione. Se lo ione ha un solo atomo, il numero è la carica stessa.
Il ferro che arrugginisce è una reazione redox?
Sì. Oak National Academy descrive il ferro che diventa Fe²⁺ perdendo due elettroni, mentre l'ossigeno con l'acqua ne acquista e forma ioni idrossido. Per la definizione in elettroni di Chemistry LibreTexts, il ferro si ossida e l'ossigeno si riduce.
Si può parlare di ossidazione se non c'è ossigeno?
Sì. Secondo Chemistry LibreTexts il significato originario era aggiungere ossigeno. La definizione in elettroni vale anche dove l'ossigeno non compare: nello zinco con l'acido cloridrico lo zinco cede elettroni all'idrogeno.
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