Lacqua pu funzionare sia da riducente che da ossidante

Lacqua pu funzionare sia da riducente che da ossidante. (pag. 31 dispense)Quando funzione da ossidante il processo che avviene il seguente:2 H2O + 2 e -> H2 + 2 OH(-)In altre parole lidrogeno che formalmente ha numero di ossidazione +1 che si riduce ossidando qualche cosa.Il potenziale redox di questo sistema funzione del pH della soluzione. Se siamo a pH = 0 il potenziale zero per definizione, a pH = 7 il potenziale vicino a -0,42 V mentre a pH 14 il potenziale vicino a -0,84 V.Quindi le capacit ossidanti dellacqua diminuiscono passando da soluzioni acide a quelle basiche.Quando funzione da riducente il processo che avviene il seguente:2 H2O -> 4 H(+) + O2 + 4 eIn altre parole lossigeno che formalmente ha numero di ossidazione -2 che si ossida riducendo qualche cosa.Il potenziale redox di questo sistema funzione del pH della soluzione. Se siamo a pH = 0 il potenziale 1,23, a pH = 7 il potenziale vicino a 0,81 V mentre a pH 14 il potenziale vicino a 0,39 V.Quindi le capacit riducenti dellacqua aumentano passando da soluzioni acide a quelle basiche.EsempiH2O + Na -> NaOH + H2 (acqua ossidante)2 H2O + 4 Co(3+) -> O2 + 4 Co(2+) + 4 H(+) (acqua riducente)DEFINIZIONI da ricordare :Ossidazione - Processo in cui una specie chimica aumenta il proprio numero di ossidazione.Riduzione - Processo in cui una specie chimica diminuisce il proprio numero di ossidazione. Reazioni di ossidoriduzione (redox) - Sono reazioni in cui uno o pi elementi modificano il loro stato di ossidazione. Il processo si verifica attraverso il trasferimento di elettroni da una specie riducente ad una detta ossidante. Non pu avvenire una ossidazione senza una riduzione. Riducente - la sostanza contenente lelemento che aumenta il proprio numero di ossidazione (quella cio che perde elettroni).Ossidante - la sostanza contenente lelemento che diminuisce il proprio numero di ossidazione (quella cio che acquista elettroni)

Ossidanti comuni (pag 35 dispense)NO3 in ambiente acido (HNO3)Il nitrato presenta l'azoto allo stato di ossidazione (+5) e risulta un forte ossidante in ambiente acido. Tende a ridursi a NO2 (N=+4) od a NO (N=+2) a seconda se la soluzione del nitrato sia rispettivamente concentrata o diluita. Ovviamente se non presente un riducente (un elemento disponibile a cedere elettroni), non avviene nessuna reazione. Se, addirittura, la reazione avviene con un riducente molto energico, lo stato di ossidazione dell'azoto pu abbassarsi talmente fino ad arrivare a quello presente nell'ammoniaca (-3), producendo , in ambiente acido, sali dello ione ammonio.

NO3 in ambiente basicoIn ambiente basico il nitrato risulta meno forte come ossidante. Continua ad ossidare metalli come Al, Mg e Zn riducendosi ad ammoniaca.

MnO4 in ambiente acidoIl permanganato (in genere si usa il sale di potassio) presenta il manganese allo stato di ossidazione massimo (+7) e tende a ridursi, in ambiente fortemente acido, a manganese(+2) formando sali manganosi (es. Mn(ClO4)2, MnSO4 etc.)

MnO4 in ambiente basico Continua ad essere un energico ossidante e tende a ridursi a biossido di manganese (manganese allo stato di ossidazione +4), poco solubile in acqua.

Cr2O72 in ambiente acidoIl dicromato (in genere si usa il sale di potassio) presenta il cromo allo stato di ossidazione massimo (+6) e tende a ridursi, in ambiente fortemente acido, a cromo(+3) formando sali cromici (es. Cr(ClO4)3, Cr2(SO4)3 etc.)

CrO42 in ambiente basico Il dicromato esiste come monomero in ambiente basico (cromato) e presenta il cromo ancora allo stato di ossidazione massimo (+6) e tende a ridursi a cromo(+3) che essendo anfotero si comporter da non metallo: scriveremo sali nella forma di metacromiti CrO2, es, NaCrO2, Ca(CrO2)2.

H2O2 in ambiente acidoIl perossido di diidrogeno (acqua ossigenata) presenta l'ossigeno allo stato di ossidazione (-1) e, in ambiente acido, tende a ridursi formando acqua in cui l'ossigeno presenta lo stato di ossidazione (-2).

H2O2 + 2e + 2 H+ 2 H2O

H2O2 in ambiente basico In ambiente basico, quando si comporta da ossidante, l'acqua ossigenata passa a ioni ossidrili OH, in cui l'ossigeno presenta lo stato di ossidazione (-2).

H2O2 + 2e 2 OH

(pag.25 dispense)

in ambiente acido,quindi in presenza deglio ioni H+, avviene una reazione di ossidoriduzione tra zinco e idrogeno per cui l'idrogeno acquisisce i 2 elettroni ceduti dallo Zn (che si ossida andando in soluzione sottoforma di cationeZn2+ ->quindi si scioglie ) e si riduce andando a formare H2 . In ambiente moderatamente basico ( 7 < pH < 11.5) Zn2+ forma, con 2OH-, l'idrossido di Zn con una Ks abbastanza bassa (con un valore di s complesso stabile) che essendo un anione si trova in soluzione; questo succede per via del fatto che l'idrossido di Zn ha carattere anfotero (si scioglie in ambiente acido e in ambiente fortemente basico).