L’ossidoriduzione (o reazione redox) è una reazione chimica in cui avviene un trasferimento di elettroni tra le specie coinvolte. È una delle classi di reazioni più importanti, alla base della combustione, della corrosione, della respirazione cellulare, delle batterie e di gran parte dell’elettrochimica.
Ogni redox è la combinazione di due semireazioni complementari:
| Processo | Definizione |
|---|---|
| Ossidazione | perdita di elettroni (il numero di ossidazione aumenta) |
| Riduzione | acquisto di elettroni (il numero di ossidazione diminuisce) |
Le due avvengono sempre insieme: gli elettroni persi da una specie (che si ossida) sono acquistati da un’altra (che si riduce). La specie che fa ossidare l’altra (acquistando elettroni) è l’ossidante; quella che fa ridurre l’altra (cedendo elettroni) è il riducente. Una regola mnemonica: chi si ossida è il riducente, chi si riduce è l’ossidante.
Per tenere traccia degli elettroni si usa il numero di ossidazione, una carica formale assegnata a ciascun atomo. Una variazione del numero di ossidazione segnala che è avvenuto un trasferimento di elettroni.
L’aspetto ingegneristicamente più ricco è che il trasferimento di elettroni può essere incanalato in un circuito esterno, trasformando energia chimica in energia elettrica e viceversa. Questo è il cuore dell’elettrochimica:
- nelle pile e batterie, una redox spontanea spinge elettroni in un circuito, generando corrente;
- nell’elettrolisi, una corrente esterna forza una redox non spontanea (es. scomporre l’acqua);
- nella corrosione, redox indesiderate degradano i metalli (la ruggine è ossidazione del ferro);
- nelle celle a combustibile, la redox idrogeno-ossigeno produce elettricità.
Le reazioni redox sono quindi il ponte tra chimica ed elettricità, fondamento dell’accumulo di energia, della produzione elettrochimica e della comprensione (e prevenzione) della corrosione, temi centrali sia in chimica sia in elettrotecnica.