L'ossidazione e la riduzione sono reazioni chimiche molto importanti che avvengono continuamente nel nostro ambiente. Quando un composto covalente perde l'elettronica, diventa più carico positivamente e il processo è chiamato ossidazione. La riduzione è l'opposto dell'ossidazione poiché durante il processo un composto guadagna elettronica e diventa più carico negativamente. La riduzione e l'ossidazione sono più comunemente note come reazione redox poiché il trasferimento di elettroni avviene tra specie chimiche (una perdita e un guadagno).
Ossidazione vs Riduzione
La differenza tra ossidazione e riduzione è che l'ossidazione si verifica quando un composto chimico guadagna ossigeno o perde idrogeno. Ciò significa che la carica positiva del composto aumenta. D'altra parte, la riduzione è la reazione chimica opposta all'ossidazione in cui un composto chimico guadagna idrogeno o elettroni e la sua carica negativa aumenta.
L'ossidazione è una reazione chimica in cui un atomo o una molecola di una specie chimica perde elettroni (uno o più) e si carica più positivamente. Questa reazione chimica aumenta lo stato di ossidazione e il numero di ossidazione della specie chimica che sta subendo l'ossidazione. L'ossigeno non è sempre coinvolto nel processo di ossidazione, ma a volte può causare la perdita di elettroni da parte della specie.
La riduzione è una reazione chimica in cui un atomo o una molecola di una specie chimica acquista elettroni (uno o più) e si carica più negativamente. Questa reazione chimica diminuisce lo stato di ossidazione e il numero di ossidazione della specie chimica che sta subendo la riduzione. Un agente ossidante va incontro a riduzione poiché ossida un'altra specie chimica coinvolta nella reazione e si riduce.
Tabella di confronto tra ossidazione e riduzione
| Parametri di confronto | Ossidazione | Riduzione |
| Definizione | L'ossidazione si riferisce al guadagno di ossigeno o alla perdita di idrogeno da un composto. | La riduzione si riferisce al guadagno di idrogeno o alla perdita di ossigeno da un composto. |
| elettroni | Nell'ossidazione, un composto covalente rilascia elettroni nell'ambiente circostante. | In riduzione, un composto covalente guadagna elettroni dall'ambiente circostante. |
| agenti | Gli agenti ossidanti comuni sono il perossido di idrogeno e l'ozono. | Gli agenti riducenti comuni sono composti che contengono metalli come potassio, bario, calcio, ecc. e un H− ione. |
| Caricare | Nell'ossidazione la carica positiva aumenta man mano che perde elettroni. | In riduzione la carica negativa aumenta man mano che acquista elettroni. |
| Numero di ossidazione | L'ossidazione porta ad un aumento del numero di ossidazione. | La riduzione porta ad una diminuzione del numero di ossidazione. |
Che cos'è l'ossidazione?
La definizione di ossidazione è cambiata nel tempo e quella più recente in parole semplici definisce un processo in cui una specie chimica perde elettroni e diventa più positiva. Diventare più positivi non significa necessariamente avere una carica positiva. Ad esempio, se uno ione X4- subisce il processo di ossidazione e perde due elettroni diventa X2-. Ciò significa che diventa più positivo poiché lo stato di ossidazione (-2) è maggiore di (-4) ma non porta una carica positiva.
Se torniamo alla storia delle reazioni chimiche, l'ossigeno gassoso (O2) era uno dei più antichi agenti ossidanti conosciuti. Dall'aggiunta di O2 in una reazione chimica ha portato alla perdita di elettroni da un'altra specie chimica, l'ossidazione è stata definita come un processo in cui la presenza di O2 era cruciale. Quando il ferro si è combinato con l'acqua per formare ossido di ferro/ruggine, questa definizione è diventata più predominante.
Ma l'ossidazione di una specie chimica può o non può contenere necessariamente ossigeno gassoso. Ad esempio, quando l'etanolo forma etanale, perde un atomo di idrogeno e il processo è ancora considerato ossidazione. Quindi, la presenza di gas particolarmente ossigeno non è richiesta per l'ossidazione. Finché una specie chimica perde elettroni e il suo stato di ossidazione aumenta, avviene l'ossidazione.
Esempio di reazione di ossidazione: 2 KI + H2O2 → I2 + 2 KOH (ossidazione dello ioduro). Qui, il numero di ossidazione dello ioduro cambia da (-1) a (0).
Cos'è la riduzione?
La riduzione è la reazione opposta all'ossidazione. Questo perché gli elettroni che si perdono da una specie chimica sono ottenuti da un'altra specie che passa per riduzione. Durante la riduzione, un atomo o una molecola acquisisce uno o più elettroni e si carica più negativamente. Quando una specie sta attraversando una riduzione, lo stato di ossidazione di quel composto diminuisce.
Di nuovo, potremmo avere confusione sul fatto che un composto chimico o uno ione avrà una carica negativa dopo la riduzione. Ad esempio, se uno ione X4+ passa attraverso il processo di riduzione e guadagna due elettroni diventa X2+. Ciò significa che diventa più negativo poiché lo stato di ossidazione (+2) è inferiore a (+4) ma non porta una carica negativa. Quindi, il processo di riduzione non significa necessariamente una carica negativa. La riduzione significa il guadagno di elettroni e un agente riducente è responsabile del trasferimento di un elettrone a una specie.
Consideriamo un esempio, ZnO + C → Zn + CO (riduzione dell'ossido di zinco). Qui, il numero di ossidazione dello zinco cambia da (+2) a (0). Ciò significa che ha guadagnato in elettroni ed è stato ridotto.
Principali differenze tra ossidazione e riduzione
Conclusione
Il processo di ossidazione e riduzione sono complementari l'uno all'altro. In una reazione chimica, quando un composto chimico rilascia uno o più elettroni si parla di ossidazione. Questi elettroni persi possono essere ottenuti da un altro composto chimico che si dice abbia subito una riduzione. Un agente ossidante facilita il processo di ossidazione mentre un agente riducente facilita il processo di riduzione.
Un agente ossidante stesso passa attraverso la riduzione e ossida un'altra specie e un agente riducente stesso passa attraverso l'ossidazione e riduce un'altra specie. Gli esempi comuni di un agente ossidante sono l'ozono, l'ossigeno, l'alogeno, ecc. ed esempi comuni di un agente riducente sono i metalli della terra e i composti di solfito.
