Algoritmo per la formulazione delle equazioni delle reazioni di ossidoriduzione

Parte 2.
TEMA 5. Algoritmo per la scrittura delle equazioni delle reazioni di ossidoriduzione

Per scrivere correttamente le equazioni delle reazioni di ossidoriduzione è necessario seguire una sequenza precisa:

1. Individuare tra i reagenti l’ossidante e il riducente.

Per farlo, bisogna prima assegnare i numeri di ossidazione agli elementi e confrontare le loro proprietà redox.
2. Scrivere i prodotti della reazione.

Una corretta determinazione dei prodotti della reazione è possibile grazie alla conoscenza della struttura degli atomi, delle proprietà degli elementi e dei loro composti. È importante ricordare che nelle reazioni di ossidoriduzione interatomiche e intermolecolari, l’ossigeno libero, di norma, non si libera. La liberazione di ossigeno avviene durante l’interazione dei perossidi con forti ossidanti, nonché in alcune reazioni con ozono e fluoro. Ad esempio:

2KMnO4 + 5Na2O2 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2↑ + 5 Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2↑
PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2↑

In altri casi, gli atomi di ossigeno che fanno parte della molecola dell’ossidante (o del riducente) si combinano in molecole d’acqua con la partecipazione degli ioni H+, ad esempio:

HNO2 + HI = NO + I2 + H2O

Dunque, i prodotti formati nel corso della reazione dipendono dalle condizioni in cui avviene la reazione e dalla natura dell’ossidante e del riducente. Di seguito sono riportati gli schemi delle reazioni redox dei composti di manganese e cromo in vari ambienti, nonché delle reazioni dell’acido nitrico e dell’acido solforico.

Acido nitrico. Nella reazione dell’acido nitrico con i metalli, a seconda della sua concentrazione e dell’attività del metallo, si formano nitrati, acqua e diversi prodotti di riduzione dell’acido, come indicato nella tabella:

Metalli
Concentrazione HNO3

60%
da 30 a 60%
< 60%

Attivi (Li – Zn)
NO, NO2
NO2, N2, N2O
N2, NH3, sali di ammonio

Di media attività (Cr – Sn)
Non reagiscono
NO, NO2, N2O, NH3
NO, NO2, N2O, NH3

Poco attivi (Pb – Ag)
NO2
NO
Non reagiscono

Metalli nobili (Au, Pt)
Non reagiscono

Test.

1. Una reazione di ossidoriduzione è:
       A) reazione del potassio con l’acqua;
       B) reazione dell’ossido di potassio con l’acqua;
       C) reazione del diossido di carbonio con l’ossido di calcio;
       D) decomposizione dell’idrossido di alluminio

2. Gli ossidanti nelle reazioni chimiche:
   A) non cambiano numero di ossidazione;
   B) aumentano il proprio numero di ossidazione;
   C) diminuiscono il proprio numero di ossidazione;
   D) non partecipano alla reazione

3. Il potere ossidante degli alogeni, nel gruppo, dall’alto verso il basso:
   A) aumenta
   B) diminuisce
   C) non cambia
   D) gli alogeni non sono ossidanti

4. Lo zolfo è un ossidante nella reazione con:
   A) ossigeno
   B) metalli
   C) cloro e fluoro
   D) acido nitrico

5. Nella reazione 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO il fosforo:
   A) si ossida
   B) si riduce
   C) acquista elettroni
   D) non cambia numero di ossidazione

6. Una sostanza che agisce sia da ossidante che da riducente è:
   A) fluoro
   B) permanganato di sodio
   C) cromato di sodio
   D) solfito di sodio

7. Gli ossidanti possono essere sostanze con:
   A) il massimo numero di ossidazione
   B) il minimo numero di ossidazione
   C) un numero di ossidazione intermedio
   D) allo stato libero

8. Il processo di fotosintesi che avviene in natura è una reazione di:
   A) combinazione
   B) decomposizione
   C) ossidoriduzione
   D) sostituzione

9. Il numero di ossidazione del cromo nel cromato di potassio è:
   A) +3 B) +6 C) 0 D) +2

10. Il bromo agisce da riducente nella reazione se il suo numero di ossidazione