Spieghiamo cos'è l'ossidazione e come avviene. Inoltre, i tipi di ossidazione, numero di ossidazione e riduzione.
Che cos'è l'ossidazione?
Viene comunemente chiamata ossidazione a reazioni chimiche in cui l'ossigeno si combina con altri sostanze, formando molecole chiamate ossidi. Ciò è particolarmente diffuso nel mondo dei metalli, sebbene non sia affatto esclusivo di essi. In chimica l'ossidazione è chiamata il fenomeno chimico in cui a atomo, molecola o ione perde uno o più elettroni, aumentando così la sua carica positiva.
Poiché l'ossigeno è un elemento che solitamente accetta questi elettroni, questo tipo di reazione è stato chiamato reazioni di riduzione-ossidazione, reazioni di ossido-riduzione o reazioni redox, ma è anche importante chiarire che possono esserci reazioni redox in cui l'ossigeno non partecipa. Tieni presente che il nome ossigeno deriva dal greco oxys, "Acido"; sì genos, "Produttore": cioè, l'ossigeno è così chiamato perché corrode il metalli, proprio come lui acido.
La maggior parte dei casi di ossidazione coinvolge l'ossigeno, ma può verificarsi anche in sua assenza. E allo stesso modo, ossidazione e riduzione avvengono sempre insieme e simultaneamente.
Vi partecipano sempre due elementi che scambiano elettroni:
- L'agente ossidante. È l'elemento chimico che cattura il elettroni trasferiti, cioè li riceve e aumenta la sua carica negativa. Questo è chiamato avere uno stato di ossidazione inferiore o, in altre parole, essere ridotto.
- L'agente riducente. È lui elemento chimico che cede o perde gli elettroni trasferiti, aumentando la loro carica positiva. Questo è chiamato avere uno stato di ossidazione più elevato o, in altre parole, essere ossidato.
Quindi: l'agente ossidante viene ridotto dall'agente riducente, mentre l'agente riducente viene ossidato dall'agente ossidante. Quindi, dobbiamo ossidare è perdere elettroni, mentre ridurre è guadagnare elettroni.
Questi processi sono comuni e quotidiani, infatti sono essenziali per il vita: il creature viventi otteniamo energia chimica grazie a reazioni simili, come l'ossidazione del glucosio.
Tipi di ossidazione
Esistono due tipi noti di ossidazione:
- Ossidazione lenta. È prodotto dall'ossigeno contenuto nel aria o nel Acqua, quella che fa perdere lucentezza e soffrire ai metalli corrosione essere esposto troppo a lungo ambiente.
- Ossidazione rapida. Si verifica in violente reazioni chimiche come combustione, generalmente esotermici (rilasciano energia sotto forma di calore), ed è prodotto principalmente in elementi organici (contenenti carbonio e idrogeno).
Numero di ossidazione
Gli elementi chimici hanno un numero di ossidazione, che rappresenta il numero di elettroni che questo elemento mette in gioco quando si tratta di associarsi con altri per formare un dato composto.
Questo numero è quasi sempre intero e può essere positivo o negativo, a seconda che l'elemento in questione perda o acquisti rispettivamente elettroni durante la reazione.
Ad esempio: un elemento con numero di ossidazione +1 tende a perdere un elettrone quando reagisce con altri, mentre uno con numero -1 tende ad acquistare un elettrone quando reagisce con altri per formare un composto. Questi numeri di ossidazione possono avere valori alti quanto gli elettroni coinvolti nella processi, e in alcuni casi di solito dipendono da quali elementi stanno reagendo.
Gli elementi liberi, cioè che non sono combinati con altri, hanno numero di ossidazione 0. Alcuni esempi di numeri di ossidazione sono invece:
Il numero di ossidazione dell'ossigeno è -2 (O-2), ad eccezione dei perossidi che hanno -1 (O2-2) e dei superossidi che hanno -½ (O2–).
Il numero di ossidazione degli elementi metallici è positivo. Ad esempio: ione sodio (Na +), ione magnesio (Mg2 +), ioni ferro (Fe2 +, Fe3 +)
Il numero di ossidazione dell'idrogeno è +1 (H+), ad eccezione degli idruri metallici che hanno -1 (H–).
Ossidazione e riduzione
L'ossidazione e la riduzione sono processi inversi e complementari, che avvengono sempre contemporaneamente. Nella prima si perdono elettroni e nella seconda si acquistano, variando così la cariche elettriche degli elementi.
Queste reazioni sono spesso utilizzate nei processi industriali e metallurgici, ad esempio, per ridurre i minerali ottenendo elementi metallici puri come ferro o alluminio; o nella combustione di materia organica, come negli impianti di generazione di energia elettrica o anche nei motori a reazione.