Le ossido-riduzioni

Ossidazione e riduzione
Tutte le reazioni  in cui si verifica un passaggio di elettroni da una specie chimica all'altra sono chiamate reazioni di ossido-riduzione o reazioni redox.

Consideriamo la combustione del magnesio: la reazione, attivata dalla fiamma, coinvolge il magnesio, che è un metallo, e l'ossigeno dell'aria. Il prodotto è ossido di magnesio. Se scriviamo separatamente la trasformazione subita da ciascun atomo di magnesio e di ossigeno si ha:

Ogni atomo di magnesio metallico, perde quindi due elettroni e diventa ione positivo; ogni atomo di ossigeno, acquista i due elettroni ceduti dal magnesio e diventa ione negativo.

Scriviamo ora l'equazione della reazione completa specificando in numeri di ossidazione delle varie specie:

Si nota che il numero di ossidazione del magnesio varia da 0 a +2, cioè subisce un aumento; il numero di ossidazione dell'ossigeno subisce invece una diminuzione, da 0 a -2. Il magnesio, perde due elettroni e il suo numero di ossidazione aumenta: questa trasformazione è un'ossidazione. 

L'ossigeno acquista elettroni e il suo numero di ossidazione diminuisce: questa trasformazione è una riduzione.

L'ossidazione provoca un aumento del numero di ossidazione di una specie.

La riduzione provoca la diminuzione del numero di ossidazione di una specie.

A partire dall'esempio della combustione del magnesio, si può concludere che:

• I processi di ossidazione e riduzione avvengono contemporaneamente;
• In una reazione di ossido-riduzione variano i numeri di ossidazione delle specie coinvolte.

Bilanciamento delle ossido-riduzioni

Per eseguire il bilanciamento bisogna eseguire 3 passaggi:

1. Bilanciare gli elettroni;
2. Bilanciare le cariche;
3. Bilanciare le masse.

Esempio

1. Attribuiamo i numeri di ossidazione ai vari elementi e individuiamo le semireazioni ossidazione e      riduzione. In questo caso il manganese passa da +7 a +2 (+5 elettroni) e si riduce. Lo iodio invece passa da -1 a 0 (-1 elettrone) e si ossida.

2. Scriviamo le due semireazioni separatamente.

I^-→ I₂   (ossidazione)

MnO₄^-→ Mn²⁺  (riduzione)

3. Bilanciamo le cariche utilizzando ioni H⁺ se siamo in ambiente acido, OH^- se siamo in ambiente basico.

4. Equipariamo gli elettroni ceduti con quelli acquistati.
    Moltiplicando per 5 la semireazione di ossidazione e per 2 quella di riduzione.

5. Sommiamo le due semireazioni e si semplificano gli elettroni.