Reacții de oxidare-reducere

Reactiile chimice care au loc cu modificarea numerelor de oxidare al unuia sau mai multor

elemente din componenta reactantilor sunt reactii de oxidare-reducere.

- In reactiile de oxidare un element (ca atare, in forma atomica sau moleculara, sau

component al unei specii chimice poliatomice) cedeaza electroni, deci isi mareste numarul

de oxidare.

- In reactiile de reducere un element (atom, molecula, ion monoatomic, ion poliatomic)

accepta electroni, deci isi scade numarul de oxidare.

- Substantele donoare de electroni se numesc reducatori (Red., agent reducator = A. R.,

sistem reducator = S.R.), iar cele acceptoare de electroni, oxidanti (Ox., agent oxidant = A.

O., sistem oxidant = S.O.):

Ox1 + ne- Red1

Red2 Ox2 + ne -

Ox1 + Red2 Ox2 + Red1

- Aceste ecuatii cu schimb de electroni definesc un cuplu oxidant-reducator analog cuplului

acid - baza conjugata din procesele cu schimb de protoni. Prin urmare, oricarui oxidant ii

corespunde un reducator conjugat si oricarui reducator un oxidant conjugat.

- Substantele care se comporta ca reducatori fata de oxidanti puternici, sau ca oxidanti fata de

reducatori puternici, se numesc amfoliti redox. Ele contin elementele care se oxideaza,

respectiv care se reduc, la un numar de oxidare intermediar fata de valoarea minima,

respectiv valoarea maxima posibila pentru numerele de oxidare ale acelui element.

- Dupa sursele principale care pot furniza electroni, procesele redox se impart in: electronice,

radiochimice, electrochimice, chimice, fotochimice, termice. In practica de laborator

predomina reactiile redox chimice si electrochimice.

- In reactiile redox pot participa ca oxidanti si reducatori diferite specii chimice, fie atomi,

fie ioni sau molecule. Ca urmare a transferului de electroni are loc modificarea starilor de

oxidare ale unor elemente din compusii participanti la reactie. Determinarea coeficientilor

stoechiometrici ai reactiilor redox se face tinandu-se seama de conservarea masei

substantelor (bilantul atomic) si a numarului electronilor schimbati (bilantul

electronic).

- Reducatori pot fi:

metalele Fe, Al, Mg, Ca, Na, K, etc. care au tendinta de a se transforma in ioni

pozitivi

nemetalele slab electronegative C, P, Si

cationi metalici la numere inferioare de oxidare: Sn2+, Fe2+, Cr2+

compusi ai nemetalelor la numere de oxidare mici: P3-, N3-, S2-, X- (Cl-,Br-,I-), CO,

SO2, etc

- Oxidanti sunt:

halogenii in forma moleculara X2 (F2, Cl2, Br2, I2);

oxigenul O2 si ozonul O3

acizii oxigenati si sarurile lor continand elemente la numere de oxidare mari:

o compusi oxigenati ai halogenilor (XO-, XO2-, XO3-, XO4-)

o K2CrO4, K2Cr2O7, KMnO4, K2FeO4, acizii si anhidridele lor

o HNO3 conc, H2SO4 conc.

ioni metalici la numere de oxidare superioare: Fe3+, Au3+, Hg2+, Ce4+, etc.

2

- POTENTIALE DE ELECTROZI

Masura puterii oxidante sau reducatoare a unui sistem este data de valoarea

potentialului redox standard, determinat in raport cu potentialul standard (E?) al

electrodului normal de hidrogen, considerat conventional zero

Electrodul unui metal - ansamblul format dintr-o lama metalica in contact cu o

solutie ce contine ionii metalului respectiv (Cu/Cu2+; Zn/Zn2+; etc.)

Practic este imposibila masurarea potentialului pentru un electrod, poate fi masurata

diferenta de potential dintre doi electrozi ? se alege un electrod de referinta care sa

aiba potentialul de electrod egal cu zero ? electrodul standard (normal) de hidrogen

Electrodul normal de hidrogen (NHE) - format dintr-o placa de platina (inerta

chimic, acoperita cu un strat poros de negru de platina) in contact cu o solutie acida

(ioni H3O+ de concentratie 1 mol/L) de HCl 1 M (sau H2SO4 2N), saturata cu

hidrogen gazos H2(g) la presiunea de 1 atm si la temperatura de 25?C. Placa de Pt

absoarbe H2 (g) si practic