Ossidoriduzioni: che cosa sono? Come si effettuano?
L’ossidoriduzione, o redox, in chimica fa riferimento a tutte quelle reazioni che cambiano il numero di ossidazione degli atomi. Ma come avviene un tale processo?
Che cosa sono e come avvengono le ossidoriduzioni
Questo processo si può suddividere in due fasi importanti:
- l’ossidazione, che avviene con un aumento del numero di ossidazioni in una specie chimica, detta “riducente”, perché perde elettroni;
- la riduzione, in cui è evidente la diminuzione del numero di ossidazione della specie chimica in questione.
L’ossidoriduzione viene bilanciato con diverso metodi, ed uno dei più noti è quello “metodico ionico-elettronico“. Questo metodo consiste nello scrivere per prima cosi i numeri di ossidazione delle specie chimiche, e dopo aver dissociato le sostanze elettroliti si bilanciano la valenza dell’elemento, aggiungendovi gli elettroni, la carica dello ione e la massa di idrogeni. Dopo aver bilanciato questi elementi si moltiplica la reazione di ossidazione per il numero di elettroni ridotti, e viceversa. Sommando le due semireazioni, moltiplicando il minimo comune con gli elettroni, si semplifica il calcolo. Se è necessario, si può anche fare il bilanciamento dell’ossigeno.
Il meccanismo di reazione, può avvenire in due modi, ovvero per via chimica, in cui la reazione avviene in un’unica fase, o per via elettrochimica, in cui si separano due compartimenti di sostanze che devono scambiarsi con gli elettroni.
Un altro metodo con cui bilanciare il redox, è il metodo di variazione di numeri di ossidazione, che è un metodo relativamente semplice, in cui nella prima fase si riporta un’equazione bilanciata e nella seconda si separa il processo di semireazione.
A cosa serve il redox
L’ossidoriduzione o redox, ricopre un ruolo importante, in quanto le sue reazioni chimiche avvengono nei processi vitali delle cellule, come nelle pile o nelle combustioni di carboni, legna o idrocarburi. Anche nei processi di elettrolisi, come quelli della corrosione di ferro e metalli, includono questo processo. Chi frequenta le piscine, sa che per disinfettarle vengono usati elementi come il cloro, ed in questo caso tra i vari elementi si presenta un processo redox.
Nei laboratori, se si vuole eseguire una dimostrazione pratica, normalmente si immergono delle lamine in nitrati di vari metalli, e se ne osserva la reazione. Nella vita di tutti i giorni, comunque, si possono osservare processi di questo genere, come quando si brucia qualcosa oppure si osserva un oggetto arrugginito.
La pila di Volta
Un esempio di applicazione pratica delle reazioni di ossidoriduzione è quello della pila di Volta, inventata dal chimico di cui porta il nome (che per realizzarla si era basato sugli studi di Galvani), nel 1799, che si può considerare il prototipo della batteria moderna.
La pila era costituita da una colonna di più elementi sovrapposti, definiti “voltaici”, ovvero dei dischi di zinco alternati ad altri di rame, separati da uno strato di cartone imbevuto in acqua salata o di feltro. In alternativa al rame e lo zinco, si poteva utilizzare altri metalli come l’argento e lo stagno. Collegando i due estremi, questi ultimi diventano conduttori di elettricità. Questa invenzione, diede fama ad Alessandro Volta, che ricevette diversi onori e somme di denaro.
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