Differenze tra ossidazione e riduzione

Il ossidazione è una reazione in cui un atomo, ione o molecola perde elettroni mentre il riduzione corrisponde al guadagno di 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 di riduzione avvengono sempre simultaneamente per quelle che sono generalmente note come reazioni di ossidoriduzione o reazioni redox. Ad esempio, la combustione e la corrosione sono reazioni di riduzione dell'ossidazione.

Ossidazione	Riduzione
Definizione	Semi reazione in cui un atomo, uno ione o una molecola perde elettroni.	Semi reazione in cui un atomo, uno ione o una molecola acquista elettroni.
Concetto chiave	L'ossidazione è la perdita di elettroni.	La riduzione è il guadagno di elettroni.
Equazione parziale	Zn → Zn2+ + 2e-	Cu2++ 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 gli 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 → CH2O + H2 Passaggio dall'atomo di magnesio Mg allo ione magnesio Mg2+	Formazione d'argento da ioni d'argento. Passaggio di ossigeno molecolare O2 ossido O-2

Che cos'è l'ossidazione?

L'ossidazione è il perdita di elettroni da una molecola, atomo o 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 era descritta come reazioni di ossidazione. Oggi sappiamo che non tutte le reazioni di ossidazione comportano la partecipazione dell'ossigeno.

Equazione di ossidazione parziale

Un'equazione di ossidazione parziale è la parte della reazione generale in cui si verifica l'elemento che subisce ossidazione e la quantità di elettroni che vengono prelevati sul lato destro del prodotti. Ad esempio, nella reazione di corrosione dell'alluminio:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

l'equazione di ossidazione parziale per l'alluminio è:

Al⁰→ Al⁺³ + 3e^-

In questo caso lo stato di ossidazione dell'alluminio allo stato elementare è 0 (zero) e si ossida a ione alluminio con stato di ossidazione +3; cioè, lo stato di ossidazione dell'alluminio aumenta.

Agenti ossidanti e ossidanti

Un agente ossidante è uno che provoca l'ossidazione di un'altra sostanza chimica. Ad esempio, quando il magnesio reagisce con l'ossigeno per formare ossido di magnesio:

2Mg(s) + O₂(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, si ossidano facilmente.

Esempi di reazioni di ossidazione

• Deidrogenazione del metanolo a formaldeide:

CH₃OH → H₂C = O

• L'atomo di magnesio perde due elettroni e diventa lo ione magnesio:

Mg(s) → Mg²⁺(s) + 2e^-

• La trasformazione dell'alcol in aceto è una reazione di ossidazione:

CH₃CH₂OH → CH₃COOH

Che cos'è la riduzione?

La riduzione è il guadagno di elettroni da una molecola, atomo o ione. Un elemento si riduce quando in una reazione acquista elettroni. Questo è verificato dal 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 di ione rame, con stato di ossidazione 2+, diventa rame solido, con stato di ossidazione 0:

Cu²⁺(ac) + 2e^- → Cu(i)

La parola "riduzione" deriva dal latino ridurre che significa "ripristinare". Il processo di estrazione del metallo è stato visto come il recupero del metallo dal suo composti minerali, come il ferro dall'ossido di ferro o il rame dall'ossido di ferro rame (II).

Equazione di riduzione parziale

Un'equazione di riduzione parziale è la parte della reazione generale in cui sono presenti 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 + 3O₂ → 2Al₂O₃

l'equazione di riduzione parziale dell'ossigeno è:

O⁰ + 2e^-2 → O^-2

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.

Agenti riducenti e riducenti

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:

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO (s),

il magnesio fa sì che l'ossigeno acquisisca elettroni, quindi il magnesio funziona come agente riducente mentre l'ossigeno viene ridotto.

I metalli tendono a perdere elettroni, quindi agiscono come agenti riducenti.

Esempi di reazioni di riduzione

• L'ossigeno molecolare guadagna quattro elettroni per trasformarsi in uno ione ossido:

O₂(g) + 4e^-→ 2O^2-

• La formazione dell'argento dagli ioni d'argento:

Ag⁺(ac) + e^-→ Ag(s)

Potrebbe interessarti anche tu Composti organici e inorganici.

Dottore in Biochimica presso l'Istituto Venezuelano di Ricerca Scientifica (IVIC), con una laurea in Bioanalisi presso l'Università Centrale del Venezuela.