L'ossidazione e la riduzione sono reazioni chimiche molto importanti che avvengono continuamente nel nostro ambiente. Quando un composto covalente perde l'elettronica, diventa più carico positivamente e il processo è chiamato ossidazione. La riduzione è l'opposto dell'ossidazione, poiché durante il processo un composto guadagna elettronica e diventa più carico negativamente. La riduzione e l'ossidazione sono più comunemente note come reazioni redox, in quanto il trasferimento di elettroni avviene tra specie chimiche (una perdita e un guadagno).
Punti chiave
- L'ossidazione comporta la perdita di elettroni o un aumento dello stato di ossidazione, mentre la riduzione comporta l'acquisizione di elettroni o una diminuzione dello stato di ossidazione.
- Gli agenti ossidanti accettano elettroni e si riducono, mentre gli agenti riducenti donano elettroni e si ossidano.
- Le reazioni di ossidazione e riduzione coincidono sempre, formando reazioni redox.
Ossidazione vs Riduzione
L'ossidazione è la reazione chimica che avviene quando una molecola o un atomo si carica più positivamente quando perde uno o più elettroni. La riduzione è una reazione chimica che si verifica quando un atomo o una molecola perde elettroni, caricandosi negativamente.
L'ossidazione è una reazione chimica in cui un atomo o una molecola di una specie chimica perde elettroni (uno o più) e si carica più positivamente. Questa reazione chimica aumenta lo stato di ossidazione e il numero di ossidazione della specie chimica che sta subendo l'ossidazione. L'ossigeno non è sempre coinvolto nel processo di ossidazione, ma a volte può causare la perdita di elettroni da parte della specie.
La riduzione è una reazione chimica in cui un atomo o una molecola di una specie chimica acquista elettroni (uno o più) e si carica maggiormente negativamente. Questa reazione chimica diminuisce lo stato di ossidazione e il numero di ossidazione delle specie chimiche che sono in fase di riduzione. Un agente ossidante subisce una riduzione poiché ossida un'altra specie chimica coinvolta nella reazione e si riduce.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | Ossidazione | Riduzione |
|---|---|---|
| Definizione | L'ossidazione si riferisce al guadagno di ossigeno o alla perdita di idrogeno da un composto. | La riduzione si riferisce al guadagno di idrogeno o alla perdita di ossigeno da un composto. |
| elettroni | Nell'ossidazione, un composto covalente rilascia elettroni nell'ambiente circostante. | In riduzione, un composto covalente guadagna elettroni dall'ambiente circostante. |
| Agenti | Gli agenti ossidanti comuni sono il perossido di idrogeno e l'ozono. | Gli agenti riducenti comuni sono composti che contengono metalli come potassio, bario, calcio, ecc. e un H- ione. |
| Ricarica | Nell'ossidazione la carica positiva aumenta man mano che perde elettroni. | In riduzione la carica negativa aumenta man mano che guadagna elettroni. |
| Numero di ossidazione | L'ossidazione porta ad un aumento del numero di ossidazione. | La riduzione porta ad una diminuzione del numero di ossidazione. |
Cos'è l'ossidazione?
La definizione di ossidazione è cambiata nel tempo e quella più recente, in parole semplici, definisce un processo in cui una specie chimica perde elettroni e diventa più positiva. Diventare più positivi non significa necessariamente avere una carica positiva. Ad esempio, se uno ione X4- passa attraverso il processo di ossidazione e perde due elettroni, diventa X2-. Ciò significa che diventa più positivo quando lo stato di ossidazione (-2) è maggiore di (-4), ma non ha una carica positiva.
Se torniamo alla storia delle reazioni chimiche, l'ossigeno gassoso (O2) è uno dei più antichi agenti ossidanti conosciuti. Poiché l'aggiunta di O2 in una reazione chimica portava alla perdita di elettroni da un'altra specie chimica, l'ossidazione è stata definita come un processo in cui la presenza di O2 era cruciale. Questa definizione è diventata più predominante quando il ferro è stato combinato con l'acqua per formare ossido di ferro/ruggine.
Ma l'ossidazione di una specie chimica può o non può contenere necessariamente ossigeno gassoso. Ad esempio, quando l'etanolo forma etanale, perde un atomo di idrogeno, che è ancora considerato ossidazione. Quindi, la presenza di particolare ossigeno gassoso non è richiesta per l'ossidazione. Finché una specie chimica perde elettroni e il suo stato di ossidazione aumenta, l'ossidazione ha luogo.
Esempio di reazione di ossidazione: 2 KI + H2O2 → I2 + 2 KOH (ossidazione dello ioduro). Qui, il numero di ossidazione dello ioduro cambia da (-1) a (0).
Che cos'è la riduzione?
La riduzione è la reazione opposta dell'ossidazione. Questo perché gli elettroni che vengono persi da una specie chimica vengono ottenuti da un'altra specie, che subisce una riduzione. Durante la riduzione, uno o più di un elettrone viene guadagnato da un atomo o da una molecola e diventa più carico negativamente. Quando una specie subisce una riduzione, lo stato di ossidazione di quel composto diminuisce.
Ancora una volta, potremmo avere confusione sul fatto che un composto chimico o uno ione avrà una carica negativa dopo la riduzione. Ad esempio, se uno ione X4+ passa attraverso il processo di riduzione e acquista due elettroni, diventa X2+. Ciò significa che diventa più negativo quando lo stato di ossidazione (+2) è inferiore a (+4), ma non ha una carica negativa. Quindi, il processo di riduzione non significa necessariamente una carica negativa. La riduzione indica il guadagno di elettroni e un agente riducente è responsabile del trasferimento di elettroni a una specie.
Considera un esempio, ZnO + C → Zn + CO (riduzione dell'ossido di zinco). Qui, il numero di ossidazione dello zinco cambia da (+2) a (0). Ciò significa che ha guadagnato in elettroni ed è stato ridotto.
Principali differenze tra ossidazione e riduzione
- L'ossidazione si riferisce al guadagno di ossigeno o alla perdita di idrogeno da un composto, mentre la riduzione si riferisce al guadagno di idrogeno o alla perdita di ossigeno da un composto.
- Nell'ossidazione, un composto covalente rilascia elettroni all'ambiente circostante, mentre nella riduzione, un composto covalente acquista elettroni dall'ambiente circostante.
- Gli agenti ossidanti comuni sono il perossido di idrogeno e l'ozono, mentre gli agenti riducenti comuni sono composti che contengono metalli come potassio, bario, calcio, ecc. e un H- ione.
- Nell'ossidazione, la carica positiva aumenta man mano che perde elettroni, mentre, nella riduzione, la carica negativa aumenta man mano che acquista elettroni.
- L'ossidazione porta ad un aumento del numero di ossidazione, mentre la riduzione porta ad una diminuzione del numero di ossidazione.
- https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19811963339
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/dt/c5dt02612a
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