18.1
In che modo una batteria fornisce elettricità per far funzionare i dispositivi portatili? Perché un avocado tagliato diventa marrone, o il metallo arrugginisce sott'acqua? Questi processi sono guidati da specifici tipi di reazioni chimiche, che coinvolgono il trasferimento di elettroni da un atomo all'altro.
L'atomo che perde elettroni viene ossidato, mentre l'atomo che guadagna elettroni viene ridotto. Queste reazioni sono chiamate reazioni di riduzione-ossidazione o redox, e sono caratterizzate da cambiamenti nello stato di ossidazione per uno o più reagenti. L'interazione fra magnesio e acido cloridrico concentrato è un esempio di reazione redox.
Qui, il magnesio viene ossidato a ioni magnesio 2, e i protoni vengono ridotti a idrogeno gassoso. Semplici equazioni chimiche possono essere facilmente bilanciate. Tuttavia, poiché la maggior parte delle equazioni redox sono complesse, il numero di elettroni persi e guadagnati deve essere giustificato.
Quando si bilanciano le equazioni redox, è essenziale osservare la legge di conservazione di massa. La quantità di ogni elemento e qualsiasi guadagno o perdita di elettroni devono essere bilanciati su entrambi i lati della reazione;quindi, se un reagente viene ridotto, un altro deve essere ossidato. Il metodo delle semi-reazioni viene usato per bilanciare con successo le equazioni redox.
Considerate la reazione del permanganato con l'ossalato. Per soluzioni acquose acide, assegnate gli stati di ossidazione e dividete la reazione nelle sue semireazioni componenti. Quindi, bilanciate ogni semireazione omettendo idrogeno e ossigeno.
Qui il manganese è già bilanciato, ma l'ossalato necessita di un coefficiente di due;successivamente, bilanciate gli atomi di ossigeno con l'aggiunta di molecole d'acqua;e infine, bilanciate gli atomi di idrogeno, aggiungendo protoni dove richiesto. Bilanciate le cariche aggiungendo elettroni. Poiché il manganese è ridotto, vengono aggiunti cinque elettroni sul lato reagente.
Al contrario, l'ossalato è ossidato;quindi, due elettroni vengono aggiunti sul lato del prodotto. Moltiplicate le semireazioni per un numero intero, cosicché il numero di elettroni aggiunti sia uguale. Infine, aggiungete e semplificate le semireazioni bilanciate, cancellando le specie su ambo i lati per ottenere una reazione redox bilanciata.
Per le soluzioni acquose di base, la procedura è simile ma include un passaggio aggiuntivo. Qui, un numero uguale di ioni idrossile è aggiunto ad ambo i lati della reazione per neutralizzare i protoni prima di sommare le semireazioni bilanciate.
L'elettrochimica è la scienza coinvolta nell'interconversione delle reazioni elettriche e chimiche. Tali reazioni sono chiamate reazioni di riduzione-…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Tutti i diritti riservati.