II.1. Reacții redox. Oxidarea și reducerea. Numărul de oxidare

Reacția redox este reacția care are loc cu transfer de electroni între reactanți.

Oxidarea este procesul ce se petrece cu cedare de electroni, iar particula care se oxidează (cedează electroni) se numește reducător (agent reducător-AR).

Reducerea este procesul ce se petrece cu acceptare de electroni, iar particula care se reduce (acceptă electroni) se numește oxidant (agent oxidant-AO).

Procesul redox (de oxido-reducere) este un proces unitar, compus din cele două reacții (de oxidare a reducătorului și de reducere a oxidantului) îndreptate în sensuri contrare, în care numărul de electroni cedați de reducător este egal cu numărul de electroni primiți de către oxidant. Acest fapt stă la baza scrierii și echilibrului reacțiilor redox.

De exemplu, la arderea magneziului în oxigen avem următoarele reacții de oxido-reducere:

Deoarece magneziul cedează electroni, el este agent reducător (AR) și se oxidează.

Deoarece oxigenul acceptă electroni, el este agent oxidant (AO) și se reduce.

👀 Experiment:Arderea magneziului cu o flacără orbitoare
🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
🔥 Atenție! A nu se privi flacăra orbitoare de la arderea magneziului întrucât aceasta produce leziuni ale ochilor!

Modelul transferului de electroni permite stabilirea oxidanților și reducătorilor la substanțe cu ajutorul numerelor (formale) de oxidare.

Numărul de oxidare (N.O.) reprezintă sarcina atribuită unui atom dintr-o substanță (simplă sau compusă).

Prin număr de oxidare se înțelege acea sarcină pe care ar avea-o un atom dintr-o moleculă, dacă molecula ar fi constituită numai din ioni.

Pentru stabilirea numerelor de oxidare (N.O.) ale atomilor din compușii anorganici se procedează astfel:

• N.O. al elementelor dintr-o substanță elementară este egal cu 0. (ex. Al⁰, O₂⁰ etc.).

• N.O. al ionilor monoatomici este egal cu sarcina ionului (ex. Ca⁺² are N.O.= +2).

• În compușii covalenți binari elementul cu electronegativitate mai mare are N.O. negativ.

F > O > Cl > N > Br > S > I > C > H

Ex. SO₂ : N.O. al S = +4 și N.O. al O = -2

• Oxigenul are N.O. = -2 (ex. CO₂^-2). Excepție avem la O din apa oxigenată și peroxizi în care are N.O. = -1.

• Hidrogenul are N.O. = +1 (ex. NH₃⁺¹). Excepție avem la H la hidrurile metalice în care are N.O. = -1.

• Într-un ion poliatomic suma N.O. ale atomilor este egală cu sarcina ionului (ex. Cr₂O₇^-2, avem : 2 ∙ (+6) + 7 ∙(-2) = -2.

• Suma N.O. ale atomilor dintr-un compus = 0.