Lic. classico”D.A. Azuni” Sassari
Prof. Paolo Abis
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.
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 ---> 2 Fe2O3
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 ----> 2 Fe + 3 CO
Reazioni di ossido-riduzione

Se si osserva con attenzione l'ultima reazione che abbiamo
scritto:
riduzione
Fe2O3 + 3 C ----> 2 Fe + 3 CO
ossidazione


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).
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 un’altra
molecola in cui un elemento acquista elettroni.
Cu2+(aq) + Zn (s)  Cu (s) + Zn2+(aq)
Zn(s)  Zn2+(aq) + 2 e-
cede
Cu2+(aq) + 2 e-  Cu(s)
acquista
e-
reaction of SnCl2 + Zn, and the Sn
e-
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).
Riduzione-Ossidazione
Cu2+(aq) + Zn (s)  Cu (s) + Zn2+(aq)
agente riducente
Zn(s)  Zn2+(aq) + 2 e cede e-
si ossida
agente ossidante
Cu2+(aq) + 2 e-  Cu(s) acquista e-
si riduce
animazione
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
dell’ossigeno). Ad esempio la seguente reazione di sintesi è
una reazione di ossido-riduzione:
2 Na + Cl2 ---> 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).
Il concetto generale
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)
Ossidanti e riducenti
Ricapitolando
Ossidazione:
Riduzione:
• Acquisto di
• Perdita di
ossigeno
• Perdita di elettroni
Incremento
del numero
di ossidazione
ossigeno
• Acquisto di elettroni
Riduzione
del numero
di ossidazione
Ossidato acquista ossigeno
2Mg(s) + O2(g)  2MgO(s)
Sarà una redox ?
Ossidato – perde e-
Mettiamo
gli eRidotto – acquista e-
Mg
 Mg2+ +2e-
O +2e-  O2E’ una redox !!!
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.
Il nostro esperimento
1
2
3
4
Cosa avviene ?
Riduzione degli ioni
Ag+ ad opera del
rame metallico.
Cu + Ag+
----> Cu2+ + Ag
Cu(s) + 2AgNO3(aq)  Cu(NO3 )2(aq) + 2Ag(s)
Ossidato? la
Completiamo
Ridotto?
semi-reazione
Ossidato – perde e-
Ridotto – acquista e-
Cu

2Ag+ +2e- 
Cu2+
2Ag
+2e-
Ricapitolando
Ossidazione:
Riduzione:
• Acquisto di
• Perdita di
ossigeno
• Perdita di elettroni
Incremento
del numero
di ossidazione
ossigeno
• Acquisto di elettroni
Riduzione
del numero
di ossidazione
... 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.
... 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.
Numero di Ossidazione
Cu2+(aq) + Zn (s)  Cu (s) + Zn2+(aq)
Zn(s)  Zn2+(aq) + 2 e cede e0
Aumenta il n. di ossidazione
+2
Cu2+(aq) + 2 e-  Cu(s) acquista e+2
si ossida
0
si riduce
Diminuisce il n. di ossidazione
H
O
H2(g) + ½ O2(g)  H2O(g)
+1
0
0
-2
H2 + ½ O2  H2O
H
0
+1
O
0
-2
H
incremento
del n. di
Ossidazione
Ossidato?
Ridotto?
O
diminuzione
del n. di
Ossidazione