Reazioni di ossidoriduzione: individuare gli ioni spettatori
Nel contesto di una reazione redox in forma molecolare, compaiono specie che si ossidano, specie che si riducono e specie che non partecipano direttamente alla reazione, ossia gli ioni spettatori. Questi ultimi non variano il proprio numero di ossidazione e assistono alla reazione senza subire alterazioni chimiche.
Solitamente, le reazioni redox risultano complesse e richiedono l’individuazione degli ioni spettatori. Dopo la rimozione degli spettatori, la reazione viene bilanciata utilizzando il metodo del numero di ossidazione e il metodo delle semireazioni. Successivamente, è necessario reintrodurre gli ioni spettatori per ottenere la reazione bilanciata. In molte reazioni, gli ioni spettatori sono composti da metalli alcalini o alcalino-terrosi.
Esercizi svolti
1) KI + H2SO4 → K2SO4 + I2 + H2S + H2O
Nella reazione sopra, il potassio ha numero di ossidazione +1 in entrambi i membri e agisce come ione spettatore. Al contrario, lo iodio passa da un numero di ossidazione di -1 a 0 e non è uno spettatore. Il solfuro subisce un cambiamento di numero di ossidazione da +6 in H2SO4 a -2 in H2S e non è uno spettatore. Infine, l’idrogeno e l’ossigeno mantengono invariato il loro numero di ossidazione e quindi sono spettatori.
La reazione bilanciata è: 8 KI + 5 H2SO4 → 4 I2 + H2S + 4 H2O + 4 K2SO4
2) Ag2S + HNO3 → AgNO3 + NO + S + H2O
Nella reazione sopra, l’argento ha un numero di ossidazione di +1 in entrambi i membri e svolge il ruolo di ione spettatore. Al contrario, lo zolfo passa da un numero di ossidazione di -2 a 0 e non è uno spettatore. Anche l’ossigeno, con numero di ossidazione -2, e l’idrogeno, con numero di ossidazione +1, sono spettatori. L’azoto passa da un numero di ossidazione di +5 a +2 e non è uno spettatore.
La reazione bilanciata è: 3 Ag2S + 8 HNO3 → 2 NO + 3 S + 4 H2O + 6 AgNO3