Ossidoriduzione: differenze tra le versioni

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Una reazione ''redox'' può essere pensata come lo svolgersi contemporaneo di due distinte "[[semireazione|semireazioni]]":
* '''''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. 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. La specie chimica acquista elettroni ed è detta "ossidante".
 
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Le semireazioni di riduzione e ossidazione possono essere rappresentate nel seguente modo:<ref>{{Cita|Zanello|p. 12}}</ref>
 
:Semireazione di riduzione: ''specie ossidante + ''n''e<sup>-</sup> → specie ridotta''
 
:Semireazione di ossidazione: ''specie riducente → specie ossidata + ''n''e<sup>-</sup>''
 
essendo ''n'' il numero (o le [[mole|moli]]) di elettroni scambiati durante la reazione, uguale in entrambe le semireazioni.
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# dissociare le [[Elettrolita|sostanze elettroliti]] e prenderle in considerazione così come realmente si trovano in soluzione;
# bilanciare la [[Valenza (chimica)|valenza]] dell'elemento mediante l'aggiunta di elettroni;
# bilanciare la carica dello [[ione]] mediante l'aggiunta di [[Idronio|ioni H<sup>+</sup>]] (se si è in ambiente acido) oppure di [[IdrossileGruppo ossidrilico|OH<sup>-</sup>]] (se si è in ambiente basico);
# bilanciare la massa degli idrogeni con l'aggiunta di [[Acqua|H<sub>2</sub>O]];
# moltiplicare le reazioni di ossidazione per il numero di elettroni della riduzione e viceversa;
# sommare le due [[semireazione|semireazioni]] facendo il [[minimo comune multiplo]] degli elettroni in modo che possano essere semplificati dal calcolo;
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Le reazioni di ossidoriduzione sono alla base di moltissimi processi [[biochimica|biochimici]] essenziali alla vita (un esempio è la [[respirazione]]) e sono sfruttate per la produzione di composti chimici (ad esempio nel [[processo cloro-soda]] per ottenere [[cloro]] e [[idrossido di sodio]]) e nell'ambito della [[chimica elettroanalitica]].
 
Se i reagenti vengono mantenuti separati ma viene garantito il contatto elettrico tramite materiali conduttori, è possibile intercettare il flusso di elettroni e sfruttarlo per produrre [[corrente elettrica]] [[Corrente continua|continua]], il cui potenziale dipende dalla natura chimica delle specie coinvolte. Tale principio viene sfruttato nella [[pilaPila (chimicaelettrotecnica)|pila]].
 
Una reazione di ossidoriduzione può avvenire spontaneamente o essere forzata in senso inverso tramite l'applicazione di un opportuno [[potenziale elettrico]]. Questo fenomeno è ampiamente sfruttato nelle [[pila (chimica)|pile]] ricaricabili e nelle [[batteriaPila (chimicaelettrotecnica)|batterie]] per autotrazione (che fungono da accumulatori di [[Energia potenziale elettrica|energia elettrica]] sotto forma di [[energia chimica]]), nonché nel processo di [[elettrolisi]].
 
== Ossidoriduzione del carbonio ==
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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<sub>{{apici e pedici|p=−|b=4</sub><sup>-</sup>}}, 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;
# In un ambiente acidoneutro lao soluzioneleggermente di reazionebasico si scolorisceforma eun vengonoprecipitato prodottidi ionicolore bruno, il diossido di manganese MnMnO<supsub>2+</supsub>, conmentre unala riduzionecolorazione totaledella delsoluzione numerosi discurisce; ossidazionela diriduzione -5.totale Quindiè sidi ha−3 une acquistoquindi divengono 5acquistati altrettanti elettroni;
# In un ambiente neutro o leggermentenettamente basico sila formasoluzione unassume precipitatouna dicolorazione coloreverde bruno,e ilvengono diossidoformati diioni manganesemanganato MnO<sub>2</sub>{{apici mentre la colorazione della soluzione sie scuriscepedici|p=2−|b=4}}; la riduzione totale è di -3−1 e quindi vengonosi acquistatiacquista altrettantiun elettroni;solo elettrone per ogni atomo di manganese.
# In ambiente nettamente basico la soluzione assume una colorazione verde e vengono formati ioni manganato MnO<sub>4</sub><sup>2-</sup>; la riduzione totale è di -1 e quindi si acquista un solo elettrone per ogni atomo di manganese.
 
Nei casi di queste reazioni particolari è quindi necessario specificare il pH dell'ambiente di reazione.
 
Il secondo particolare tipo di reazioni redoxossidoriduzioni 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:
 
;1°º metodo:

::KClO → KClO<sub>3</sub> + KCl
* si uguagliano i valori della oxdell'ossidazione e della redriduzione:
::ox: Δ +4
ox: Δ +4 red: Δ -2 ∙ 2 = 4
::red: Δ −2 ∙ 2 = 4
 
* si inseriscono i coefficienti stechiometrici solo ai prodotti:
:: KClO → KClO<sub>3</sub> + 2KCl
 
* si bilancia per confronto la reazione ottenuta:
:: 3KClO → KClO<sub>3</sub> + 2KCl
3KClO → KClO<sub>3</sub> + 2KCl
 
;2º metodo:
2° metodo: :KClO → KClO<sub>3</sub> + KCl
* si scrivono le semireazioni di ossidazione e riduzione e si bilanciano le cariche:
::(Cl<sup>+1</sup> → Cl<sup>+5</sup> + 4e<sup>-</sup>) • 1
::(Cl<sup>+1</sup> + 2e<sup>-</sup>→ Cl<sup>-1</sup>) • 2
* si uguagliano le due semireazioni e si sommano gli ioni aventi ugual carica:
::4e<sup>-</sup> + 3KClO → KClO<sub>3</sub> + 2KCl + 4e<sup>-</sup>
* si eliminano gli elettroni adottati per il bilanciamento:
::3KClO → KClO<sub>3</sub> + 2KCl
 
==Note==
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== Collegamenti esterni ==
* [{{Cita web|http://www.itchiavari.org/chimica/lab/redoxbec.html |Reazioni di ossidoriduzione in becker]}}
* [{{Cita web|http://www.itchiavari.org/chimica/lab/redox.html |Le reazioni di ossidoriduzione]}}
* [{{cita web|http://pc.ardoino.com/pj-kem-equation-exercises/ |Esercizi sulle equazioni chimiche]}}
 
{{Portale|chimica|elettrochimica}}