Come bilanciare una reazione chimica di ossido-riduzione

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Introduzione

La chimica è una scienza molto vasta che studia come si trasforma la materia. I diversi tipi di reazioni chimiche si possono ricondurre a due categorie fondamentali: reazioni che avvengono con trasferimenti di protoni da una specie chimica ad un'altra, e quelle che avvengono con trasferimento di elettroni da un atomo ad un altro. Le prime sono reazioni acido-base, le seconde sono reazioni di ossido-riduzioni. Con questa guida vedremo come bilanciare una reazione chimica di ossido-riduzione.

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Nel linguaggio comune, con il termine "ossidazione" si intende indicare le trasformazioni che subiscono i metalli quando sono esposti all'aria, a contatto con l'ossigeno, come il ferro che diventa ruggine. Mentre si usa il termine "riduzione" quando si sottrae ossigeno da una sostanza. Per es. I metalli si ottengono dai loro minerali che sostanzialmente sono degli ossidi. In queste reazioni la sottrazione di ossigeno avviene utilizzando il carbone o l'idrogeno, che si ossidano a loro volta. Quindi in una reazione di ossido-riduzione, si ha sempre una sostanza che si ossida ed una che si riduce (più brevemente dette reazioni redox).

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In una reazione redox, alla luce delle conoscenze sulla struttura della materia, vi è sempre una sostanza in cui un suo elemento perde uno o più elettroni, mentre contemporaneamente c'è un'altra sostanza con un elemento chimico che acquista elettroni. La prima sostanza è detta "agente riducente" (o semplicemente riducente), mentre la seconda viene detta "agente ossidante" (o semplicemente ossidante). I termini ossidante e riducente si applicano, quindi a tutta la sostanza e non al singolo elemento che acquista o perde elettroni.

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In una reazione redox a tutti gli elementi viene attribuito un numero, detto numero di ossidazione (n. O.). Tale numero è preceduto da un segno + o - ed indica il numero di elettroni che un atomo ha acquistato o ceduto. La somma algebrica di tutti i numeri di ossidazione deve essere sempre pari a zero. Il bilanciamento di una reazione chimica redox, può essere effettuata con semplici ragionamenti sul numero di elettroni che si trasferiscono da un atomo all'altro. Operazione che può essere semplice in alcuni casi, o molto complessa. Una volta stabiliti il numero di elettroni che si trasferiscono da un atomo all'altro, utilizziamo dei coefficienti da mettere in corrispondenza delle varia sostanze, per indicare il numero di atomi, presenti nella sostanza riducente o ossidante, utilizzati.

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