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Lic. classicoD.A. Azuni - Sassari
Prof. Paolo Abis
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Reazioni Chimiche

• Tutti i diversi tipi di reazioni chimiche possono
  essere classificati in due sole categorie
  fondamentali
• le reazioni che avvengono con trasferimento di
  protoni da una specie chimica ad un'altra, e
• quelle che avvengono con trasferimento di
  elettroni da un atomo ad un altro.
• Le prime sono le reazioni acido-base, mentre
• le seconde si chiamano reazioni di
  ossido-riduzione.

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Ossidazione

• Nel linguaggio comune, con il termine di
  "ossidazione" si intende indicare le
  trasformazioni che subiscono i metalli (o anche
  altre sostanze) quando sono esposti all'aria per
  lungo tempo.

• Si dice ad esempio che il ferro si è ossidato
  quando si è formata la ruggine, oppure che il
  vino si è ossidato quando, per essere stata
  tappata male la bottiglia entro la quale avrebbe
  dovuto conservarsi, ha alterato le sue qualità
  organolettiche.

• Si tratta, in entrambi i casi, di trasformazioni
  causate dalla presenza dell'ossigeno. Nel caso
  del ferro, esso reagisce con l'ossigeno nel modo
  seguente
• 4 Fe 3 O2  ---gt  2 Fe2O3

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Riduzione

• Allo stesso modo, si usa comunemente il termine
  di "riduzione" per indicare le trasformazioni di
  sottrazione dell'ossigeno da alcune sostanze.

• Si usa dire ad esempio che i metalli si ottengono
  dai loro minerali per riduzione. I minerali del
  ferro, che sono sostanzialmente degli ossidi,
  vengono infatti ridotti a ferro metallico
  utilizzando il carbone coke all'interno di grossi
  dispositivi a forma di tino detti "alti forni".
  La reazione che avviene in questi impianti può
  essere sintetizzata nel modo seguente
                                      
• Fe2O3 3 C  ----gt  2 Fe 3 CO

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Reazioni di ossido-riduzione

• Se si osserva con attenzione l'ultima reazione
  che abbiamo scritto
• Fe2O3 3 C  ----gt  2 Fe 3 CO
• si nota che oltre alla riduzione dell'ossido di
  ferro a ferro è avvenuta anche l'ossidazione del
  carbonio ad ossido.
• In effetti, si realizza contemporaneamente anche
  una riduzione. Le reazioni in cui avvengono
  contemporaneamente una reazione di ossidazione ed
  una di riduzione sono dette
• reazioni di ossido-riduzione (o, più brevemente,
  reazioni redox).

riduzione
ossidazione
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Reazioni redox

• Se analizziamo le reazioni redox notiamo che
  nella ossidazione vi è sempre una molecola in cui
  un elemento che la costituisce perde uno o più
  elettroni e, contemporaneamente, vi è unaltra
  molecola in cui un elemento acquista elettroni.

Cu2(aq) Zn (s) ? Cu (s) Zn2(aq)
reaction of SnCl2 Zn, and the Sn
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Riducente-Ossidante

• La molecola in cui è contenuto l'atomo che perde
  elettroni e che quindi si ossida, si dice agente
  riducente (o semplicemente riducente), viceversa
  la molecola in cui è contenuto l'atomo che assume
  gli elettroni, riducendosi, viene detta agente
  ossidante (o semplicemente ossidante).

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Riduzione-Ossidazione
Cu2(aq) Zn (s) ? Cu (s) Zn2(aq)
agente riducente
agente ossidante
animazione
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Il concetto generale

• Il concetto di ossido-riduzione oggi viene esteso
  a qualsiasi sostanza o elemento chimico che
  acquista o perde elettroni (indipendentemente
  dalla presenza o meno dellossigeno). Ad esempio
  la seguente reazione di sintesi è una reazione di
  ossido-riduzione
• 2 Na Cl2  ---gt  2 NaCl
• La trasformazione del sodio metallico in ione
  sodio, attraverso la perdita di elettroni
  (ossidazione) e, contemporaneamente, la
  trasformazione del cloro atomico in ione cloro,
  attraverso l'acquisto di elettroni (riduzione).

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Il concetto generale
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Reazioni redox

• Tutte le reazioni di combustione
• CH4(g) 2 O2(g) ? CO2(g) 2H2O(l)
• Reazioni di un metallo con un acido
• Zn(s) H2SO4(aq) ? ZnSO4(aq) H2(g)
• Reazioni di un metallo con un altro metallo
• Zn(s) CuSO4(aq) ? Cu(s) ZnSO4(aq)

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Ossidanti e riducenti
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Ricapitolando

• Ossidazione
• Acquisto di ossigeno
• Perdita di elettroni

• Riduzione
• Perdita di ossigeno
• Acquisto di elettroni

Incremento del numero di ossidazione
Riduzione del numero di ossidazione
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2Mg(s) O2(g) ? 2MgO(s)
Ossidato - acquista ossigeno
Sarà una redox ?
Mg ? Mg2
Ossidato perde e-
2e-
Mettiamo gli e-
O ? O2-
Ridotto acquista e-
2e-
E una redox !!!
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Molto Importante

• Non ci può essere ossidazione senza
  riduzione gli elettroni non vanno in giro
  da soli!
• Tanti elettroni perde la specie che si
  ossida, tanti ne deve guadagnare quella che si
  riduce.

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Il nostro esperimento
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2
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4
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Cosa avviene ?

• Riduzione degli ioni Ag ad opera del rame
  metallico.

Cu Ag ----gt Cu2 Ag
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Cu(s) 2AgNO3(aq) ? Cu(NO3 )2(aq) 2Ag(s)
Ossidato? Ridotto?
Completiamo la semi-reazione
Cu ? Cu2
Ossidato perde e-
2e-
2Ag ? 2Ag
Ridotto acquista e-
2e-
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Ricapitolando

• Ossidazione
• Acquisto di ossigeno
• Perdita di elettroni

• Riduzione
• Perdita di ossigeno
• Acquisto di elettroni

Incremento del numero di ossidazione
Riduzione del numero di ossidazione
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... e il numero di ossidazione ?

• Per scoprire se una reazione chimica è o non è
  una reazione redox, è sufficiente controllare i
  numeri di ossidazione degli elementi che
  partecipano alla reazione.
• Il cambiamento del numero di ossidazione
  corrisponde infatti ad un trasferimento di
  elettroni da una specie chimica ad un'altra.

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... e il numero di ossidazione ?

• Si definisce numero di ossidazione di un
  elemento, un numero, di solito intero, preceduto
  dal segno () o (?-), che indica gli elettroni
  che un atomo ha acquistato (o ceduto).

a) se un elemento ha aumentato il suo n.o. si è
ossidato in quanto ad un aumento del numero di
ossidazione corrisponde una perdita di elettroni.
b) se un elemento ha diminuito il n.o., si è
ridotto perché ad una diminuzione del numero di
ossidazione corrisponde l'acquisto di elettroni.
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Numero di Ossidazione
Cu2(aq) Zn (s) ? Cu (s) Zn2(aq)
Aumenta il n. di ossidazione
2
0
Diminuisce il n. di ossidazione
0
2
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H2(g) ½ O2(g) ? H2O(g)
1
H
0
O
-2
0
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H2 ½ O2 ? H2O
Ossidato?
Ridotto?
O diminuzione del n. di Ossidazione
H incremento del n. di Ossidazione
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(No Transcript)