Ciò che si andrà ad osservare nelle ossidoriduzioni è il cambiamento del numero di ossidazione (N.O.), ovvero la carica che un atomo assumerebbe se si assegnassero gli elettroni di legame all’atomo più elettronegativo.
Il numero di ossidazione si scrive in alto rispetto al simbolo chimico preceduto da + o -.
Come assegnare il numero di ossidazione corretto?
Esistono delle semplici regole per poter assegnare correttamente il N.O. delle varie specie chimiche:
- Elementi puri (Es. Au) → N.O. 0;
- Composti neutri (Es. H2SO4) → La somma dei N.O. degli atomi all’interno di un composto deve dare 0;
- Ione monoatomico (Es. Mg2+) → N.O. pari alla sua carica (Mg2+ = +2);
- Ioni poliatomici (Es. NO3–) → La somma dei N.O. degli atomi all’interno di un composto dev’essere pari alla sua carica;
- H → Il N.O. è solitamente +1, ad eccezione degli idruri in cui vale -1(Es. CaH2);
- O → Il N.O. è solitamente -2 ad eccezione di: -1 nei perossidi (Es. H2O2), -½ nei superossidi (Es. KO2) e +2 nel difluoruro di ossigeno OF2;
- Metalli alcalini (Gruppo I) → N.O. +1;
- Metalli alcalini terrosi (Gruppo II) → N.O. +2.
- La reazione di ossidazione è una reazione in cui una specie chimica, atomo o ione perde almeno un elettrone e il suo N.O. aumenta.
- La reazione di riduzione è una reazione in cui una specie chimica, atomo o ione acquista almeno un elettrone e il suo N.O. diminuisce.
- elettroni;
- cariche;
- masse.
- Andiamo ad attribuire i N.O. a tutte le specie presenti:
- Cr si riduce passando dallo ione bicromato (Cr2O72-) dove ha numero di ossidazione +6 a Cr3+ dove appunto il numero di ossidazione è +3
- Fe2+ invece si ossida passando da +2 a +3
- Adesso è il momento di scrivere le semireazioni di ossidazione e riduzione:
- Riduzione: Cr6+ → Cr3+
- Ossidazione: Fe2+ → Fe3+
- Bilanciare le semireazioni aggiungendo il numero di elettroni persi/acquistati:
- Riduzione: Cr6+ + 6e– → 2Cr3+
- Ossidazione: Fe2+ → Fe3+ + e–
- Bilanciare le cariche sfruttando gli ioni H+, dato che siamo in ambiente acido (se fossimo in ambiente basico bisognerebbe sfruttare gli ioni OH–):
- Riduzione: Cr2O72- + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O
- Ossidazione: Fe2+ → Fe3+ + e–
- Svolgere la moltiplicazione incrociata tra le due semireazioni, ovvero si moltiplica una semireazione per il numero di e– persi o acquistati dall’altra semireazione (più facile a dirsi che a farsi):
- Riduzione: Cr2O72- + 14H+ + 6e– → 2Cr3+ + 7H2O, perchè moltiplicata per 1e– della semireazione di riduzione,quindi rimarrà invariata
- Ossidazione: (Fe2+ → Fe3+ + e–) • 6e– → 6Fe2+ → 6Fe3+ + 6e–
- Come ultimo step sommare le due semireazioni e semplificare gli e–:
- Potassio da +1 a +2
- Arsenico da +3 a +5
- Manganese da +5 a +2
- Manganese da + 7 a +2
- Arsenico da +1 a +2