Le reazioni di riduzione dell’ossidazione, o redox, modificano gli stati di ossidazione degli atomi attraverso il trasferimento di elettroni da un atomo, l’agente di riduzione, ad un altro atomo che riceve l’elettrone, l’agente ossidante. Qui, l’atomo che dona elettroni viene ossidato, perde gli elettroni, e l’atomo che accetta gli elettroni si riduce, ha una carica meno positiva perché guadagna elettroni. Il movimento dell’energia nelle reazioni redox dipende dal potenziale degli atomi di attirare elettroni leganti, la loro elettronegatività. Se l’agente ossidante è più elettronegativo dell’agente depuratore, l’energia viene rilasciata. Tuttavia, se l’agente ossidante è meno elettronegativo dell’agente di riduzione, è necessario l’input di energia.
L’ossidazione è una perdita o un guadagno di elettroni? La terminologia può confondere. L’acronimo OIL RIG è comunemente usato per ricordare. Sta per ossidazione è la perdita; riduzione è guadagno. Quindi, se un atomo viene ossidato, allora perde gli elettroni. Come agente di riduzione, l’atomo ossidato trasferisce gli elettroni ad un altro atomo, causandone la riduzione. Con OIL RIG in mente, la maggior parte delle domande sui membri di una reazione redox può essere risolta.
Le reazioni di Redox producono o richiedono energia. Se un atomo perde un elettrone per un atomo più elettronegativo, allora è una reazione energeticamente favorevole e l’energia viene rilasciata. Questo è in realtà molto logico, simile a un uomo forte che vince un tiro alla fune con un uomo più debole, perché un atomo più elettronegativo ha una maggiore capacità di tirare gli elettroni a se stesso. Un esempio biologico di questo tipo di reazione è la respirazione cellulare, in cui l’energia viene rilasciata e utilizzata per creare ATP, una forma di energia che le cellule possono facilmente utilizzare.
Altre reazioni redox richiedono, piuttosto che rilasciare, energia. Se un elettrone passa da un atomo più elettronegativo a un atomo meno elettronegativo, deve essere utilizzata l’energia. Questo è come un uomo più debole che vince il tiro alla fune con un uomo più forte: richiede energia da una fonte esterna. Un esempio biologico è la fotosintesi, in cui gli elettroni vengono trasferiti dall’acqua all’anidride carbonica con l’aiuto dell’energia sotto forma di luce.
Una reazione redox può verificarsi non solo quando un elettrone viene trasferito, ma anche quando c’è un cambiamento nella condivisione di un elettrone in un legame covalente! Ad esempio, quando il metano e l’ossigeno reagiscono, producono anidride carbonica e acqua. In questo caso, il carbonio nel metano viene ossidato. Questo perché gli elettroni nel metano sono equamente condivisi tra carbonio e idrogeno, mentre il carbonio nell’anidride carbonica è parzialmente positivo poiché l’ossigeno attira gli elettroni più del carbonio.
