Volume 1

1 MODULO E 14. Definizioni 2 Fe + O2 2 FeO U. 14 - Le reazioni di ossidoriduzione Esaminiamo ora le reazioni in cui due o più elementi chimici che partecipano alla reazione modificano il loro numero di ossidazione. Si tratta peraltro di reazioni che abbiamo già studiato come comuni reazioni chimiche, ma non sono state interpretate come ossidoriduzioni. Se esponiamo alla fiamma una lamina di metallo, ad esempio di ferro (Fe) o di rame (Cu), osserviamo che si annerisce, cioè si ossida, questo perché avviene una reazione che coinvolge l ossigeno (O2) presente nell aria dell ambiente, secondo lo schema delle seguenti reazioni: 2 Cu + O2 2 CuO Osserviamo che l ossidazione del ferro e del rame può avvenire anche in assenza di ossigeno, ma in presenza di zolfo: Fe + S FeS Cu + S CuS Abbiamo parlato dei numeri di ossidazione e abbiamo detto che allo stato naturale tutti gli elementi assumono numero di ossidazione 0 (zero), ma quando sono combinati con altri elementi assumono un diverso valore del numero di ossidazione. Analizziamo in dettaglio i due esempi esposti precedentemente 0 2 Fe 0 2 FeO 0 O2 0 +2 2 0 + S FeS Cu 0 Fe +2 2 + +2 2 0 2 Cu + O 2 + 2 CuO 0 +2 2 S CuS I numeri posti sopra i simboli degli elementi rappresentano i numeri di ossidazione. Si dice che un elemento si ossida quanto aumenta il suo numero di ossidazione, in pratica questo avviene quando cede elettroni (il Fe e il Cu cedono elettroni e quindi si ossidano). 0 Fe 2 e +2 Fe++ 0 Cu 2 e +2 Cu++ Naturalmente, se un elemento perde i suoi elettroni è necessario che siano acquistati da un altro elemento che diminuisce il suo numero di ossidazione e si dice quindi che si riduce: l O2 e lo S acquistano elettroni e quindi si riducono. 0 O2 4 e 2 2 O 0 S 2 e 2 S Le singole reazioni di ossidazione e di riduzione devono avvenire contemporaneamente e per questo si parla di reazioni di ossidoriduzione o più semplicemente di reazioni redox. Ci sono casi in cui sia la reazione di ossidazione che quella di riduzione avvengono a carico dello stesso elemento chimico: si parla allora di reazioni di dismutazione o di disproporzionamento. Dismutazione: reazione di ossidoriduzione in cui un unica sostanza in parte si ossida e in parte si riduce. Ad esempio nelle seguenti due reazioni si hanno dismutazioni: Problem solving Perché il ferro cede elettroni all ossigeno? E perché l ossigeno acquisisce elettroni dal ferro? 181