Reactii chimice cu modificarea starii de oxidare

Reactii chimice cu modificarea starii de oxidare

Acest tip de reactii poarta numele de reactii de oxidoreducere si reprezinta acele reactii in care are loc o modificare neta a numarului de oxidare al unuia sau mai multor componenti participanti la reactie.

Oxidarea este procesul prin care un atom sau un ion cedeaza electroni, marindu-si numarul de oxidare.

Reducerea este un proces de acceptare de electroni, caz in care are loc scaderea numarului de oxidare.

In procesele de oxidoreducere (redox), reactiile de oxidare si reducere au loc concomitent. Atomii, moleculele sau ionii care in reactiile redox accepta electroni sunt agenti oxidanti, iar cei care cedeaza electroni sunt agenti reducatori.

Combinatiile in care elementul implicat intr-un proces redox este la starea maxima de oxidare au caracter oxidant. Combinatiile in care elementul care participa la un proces redox este la starea minima de oxidare au caracter reducator. Combinatiile care au capacitatea de a se comporta atat ca oxidant, cat si ca reducator se numesc amfoliti redox.

Numarul de electroni acceptati de oxidant este egal cu numarul de electroni cedati de reducator.

Dupa elementele care cedeaza sau accepta electroni, reactiile redox se clasifica in:

reactii redox intramoleculare, cand schimbul de electroni se face intre atomi diferiti, care apartin aceleiasi molecule; un exemplu il constituie descompunerea cloratului de potasiu (KClO₃):

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

ClO₃^- + 6e^- → Cl^- + O^2-

O^2- → O + 2e^-

reactii redox de dismutatie (disproportionare), cand schimbul de electroni se face intre atomi identici, care apartin aceluiasi tip de molecule:

Cl₂ + 2KOH = KCl + KOCl + H₂O

Cl + 1e^- → Cl^-

Cl → Cl¹⁺ + 1e^-

reactii redox intermoleculare, cand schimbul de electroni se face intre atomi diferiti din molecule diferite:

2KMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5S + 8H₂O

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- → Mn²⁺ + 4H₂O

S^2- → S + 2e^-

Fenomenul redox este important pentru lumea vie, deoarece cele mai obisnuite reactii de cuplare in sistemele biologice sunt reactii de oxidoreducere.

5.2.3. Aspecte cinetice si termochimice ale reactiilor chimice

Criteriul fizic de clasificare a reactiilor chimice are in vedere aspectele cinetic si termochimic al reactiilor. Aspectul cinetic se refera la sensul reactiilor chimice si numarul de faze prezente in mediul de reactie.

Reactiile chimice implica modificari energetice care inseamna absorbtie sau eliberare de energie. Din punct de vedere termodinamic, energia considerata este energia calorica. Majoritatea reactiilor chimice se desfasoara la presiune constanta. Cantitatea de caldura degajata sau absorbita in aceste reactii este numita entalpie de reactie ( H) si reprezinta o masura a caldurii produsa sau consumata in proces. Schimburile de caldura care au loc in cursul desfasurarii unor reactii chimice respecta legea conservarii energiei.

Dupa sensul reactiilor chimice acestea pot fi reversibile si ireversibile.

Reactiile reversibile sunt acele reactii care se desfasoara in ambele directii, adica produsii de reactie pot reactiona pentru a produce reactantii initiali. Reactiile ireversibile sunt reactiile care se desfasoara intr-o singura directie. Aceste reactii mai sunt denumite reactii spobntane sau favorabile.

Dupa numarul de faze prezente in mediul de reactie, reactiile chimice sunt reactii omogene si reactii heterogene.

Reactiile chimice omogene se mai numesc reactii intr-o singura faza in timp ce reactiile chimice heterogene se mai numesc reactii in faze diferite.

Din punct de vedere termochimic, reactiile sunt exoterme (se petrec cu degajare de caldura) si endoterme (se petrec cu absorbtie de caldura).