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Ossidoriduzione: differenze tra le versioni

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In [[chimica]], con il termine '''ossidoriduzione''' o '''redox''' (composto dall'inglese '''''red'''uction'', riduzione e '''''ox'''idation'', ossidazione) si intendono tutte quelle [[reazione chimica|reazioni chimiche]] in cui cambia il [[stato di ossidazione|numero di ossidazione]] degli [[atomo|atomi]], cioè in cui si ha uno [[trasferimento di elettroni|scambio di elettroni]] da una [[specie chimica]] ad un'altra.<ref name=wustl>[http://www.chemistry.wustl.edu/~coursedev/Online%20tutorials/Redox.htm Washington University in St. Louis - Redox Reactions]</ref>
 
Questo tipo di reazione può variare da un semplice ''processo redox'' (come l'[[ossidazione]] del carbonio che genera [[Anidride carbonica|diossido di carbonio]] o la [[riduzione (chimica)|riduzione]] del carbonio dall'[[idrogeno]] che produce [[metano]]) fino alla più complessa ossidazione degli zuccheri nel corpo umano, attraverso una serie di complicati processi di trasferimento degli elettroni.
 
== Riduzione e ossidazione ==
 
Una reazione ''redox'' può essere pensata come lo svolgersi contemporaneo di due distinte "[[semireazione|semireazioni]]":<ref name=wustl/>
* '''''ossidazione''''': si manifesta come aumento del [[Stato di ossidazione|numero di ossidazione]] di una [[specie chimica]] (ad esempio [[molecola]], [[atomo]] o [[ione]]), in genere dovuto ad una cessione di [[elettrone|elettroni]] da parte della specie considerata.<ref name=wustl/> La specie chimica perde elettroni ed è detta "riducente".
* '''''riduzione''''': si manifesta come una diminuzione del numero di ossidazione di una specie chimica, in genere dovuta ad un'acquisizione di [[elettrone|elettroni]] da parte della specie.<ref name=wustl/> La specie chimica acquista elettroni ed è detta "ossidante".
 
Quindi le semireazioni di riduzione e di ossidazione comportano sempre un cambiamento nel numero di ossidazione; in particolare un'ossidazione comporta un incremento del numero di ossidazione, mentre una riduzione comporta una diminuzione del numero di ossidazione.<ref name=wustl/>
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== Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione ==
 
Le reazioni chimiche di ossidoriduzione possono essere [[Bilanciamento delle reazioni chimiche|bilanciate]] con vari metodi, tra cui il '''"metodo ionico-elettronico'''". Questo metodo consiste nei seguenti passaggi:
# scrivere i numeri di ossidazione delle specie chimiche per individuare l'ossidante e il riducente;
# dissociare le [[Elettrolita|sostanze elettroliti]] e prenderle in considerazione così come realmente si trovano in soluzione;
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== Ossidoriduzione del carbonio ==
 
L'atomo di carbonio in natura si trova in differenti stati di ossidazione e in [[chimica organica]] il numero di ossidazione dipende da numerosi fattori,; esso può essere anche frutto di una media che porta a un numero di ossidazione razionale (Perper esempio nel [[propino]] il numero di ossidazione medio dei carboni è pari a -4/3),. nonNon si può quindi definire a priori una regola precisa, tuttavia generalmente il suo valore segue il seguente ordine:
 
:[[metano]] < [[alcani]] < [[alcheni]] < [[alcoli]] < [[alchini]] < [[aldeidi]] < [[chetoni]] < [[acidi carbossilici]] < [[anidride carbonica]]
 
Dove il carbonio assume valore +1 quando legaè legato con un elemento più elettronegativo, 0 quando legaè legato con un altro carbonio e -1 quando legaè legato con un elemento più elettropositivo: il carbonio avrà quindi numero di ossidazione pari a -4 nel metano e a +4 nell'anidride carbonica.
 
In generale quindi la concezione di ossidoriduzione in [[chimica organica]] è moltodiversamolto diversa rispetto a quella comune, sebbene il meccanismo sia analogo; infatti per riduzione di un carbonio generalmente si intende l'addizione di un idrogeno o di un elemento più elettropositivo del carbonio, come nell'[[idrogenazione]] di un alchene, mentre per ossidazione si intende l'addizione di un ossigeno o generalmente di un elemento più elettronegativo del carbonio, come in una un'[[epossidazione]].
 
Gli atomi di carbonio a diverso grado di ossidazione nel catabolismo ossidativo vengono portati al grado massimo di ossidazione (CO<sub>2</sub>) con recupero di energia (processo di [[respirazione]]). Il processo inverso invece che prevede l'anabolismo riduttivo del carbonio dell'[[anidride carbonica]] a carbonio organico è la [[fotosintesi clorofilliana]].
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* con combinazione diretta con atomi di ossigeno.
 
Gli enzimi che catalizzano le reazioni di ossidoriduzione sono detti ''ossidoreduttasi''. Alcuni importanti esempi di questa classe di enzimi sono le deidrogenasi e le flavoproteine. Le molecole che subiscono il processo di ossidoriduzione opposto (cioè si riducono se la sostanza organica si ossida, o viceversa) sono poche e sono detti ''"accettori di equivalenti riducenti''". I più comuni sono: NAD, NADP, FAD, FMN.
 
==Particolari tipi di reazioni redox==
 
Nell'ambito delle reazioni redox esistono due tipi di reazione molto particolari: ''reazioni redox influenzate da pH'' e ''reazioni di dismutazione''.
 
Le prime sono delle reazioni il cui andamento è ''influenzato dal pH'' della soluzione di partenza; ciò vuol dire che a seconda del pH si possono ottenere diversi prodotti a partire dagli stessi reagenti. Un esempio di queste reazioni è la reazione dello ione permanganato MnO{{apici e pedici|p=−|b=4}}, la cui soluzione è di colore violaceo:
# In ambiente acido la soluzione di reazione si scolorisce e vengono prodotti ioni manganese Mn<sup>2+</sup>, con una riduzione totale del numero di ossidazione di −5. Quindi si ha un acquisto di 5 elettroni;
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Nei casi di queste reazioni particolari è quindi necessario specificare il pH dell'ambiente di reazione.
 
Il secondo particolare tipo di ossidoriduzioni sono le cosiddette ''reazioni di dismutazione o disproporzione''; più precisamente queste reazioni sono caratterizzate dalla contemporanea ossidazione e riduzione di una stessa specie chimica. I prodotti sono quindi specie chimiche diverse contenenti lo stesso elemento iniziale che in parte si è ridotto e in parte si è ossidato.
Per il loro bilanciamento esistono due metodi ugualmente validi: prendendo, ad esempio, la reazione KClO → KClO<sub>3</sub> + KCl si può bilanciare così:
 
Estratto da "https://it.wikipedia.org/wiki/Ossidoriduzione"