Agente riducente

Il concetto di agente riducente è usato in chimica nel contesto delle reazioni di riduzione-ossidazione (conosciute anche come reazioni redox). In queste reazioni, l'agente riducente rilascia elettroni che vengono accettati dall'agente ossidante. Tale trasferimento comporta un cambiamento di stato di ossidazione.

Queste reazioni di riduzione-ossidazione possono essere dette a due semireazioni. Da un lato, l'agente riducente perde elettroni e viene ossidato; dall'altro, l'agente ossidante guadagna elettroni e viene ridotto.

Sommando lo sviluppo delle reazioni redox, possiamo dire che l'agente riducente cede elettroni e aumenta il suo numero di ossidazione: cioè viene ossidato. L'agente ossidante, invece, aggiunge elettroni e diminuisce il suo numero di ossidazione (si riduce).

Supponiamo che ci sia una reazione tra cloro e calcio. In questo caso, il calcio agisce come agente riducente in quanto rilascia elettroni e il suo numero di ossidazione aumenta da 0 a 2. Il cloro, invece, agisce come agente ossidante (aggiunge elettroni).

È importante notare che riduzione e ossidazione avvengono sempre simultaneamente. Ogni volta che un agente riducente agisce in una reazione, c'è anche un agente ossidante. L'agente riducente è quello che viene ossidato nella reazione e contribuisce con gli elettroni.

L'idrogeno, per esempio, è un agente riducente usato frequentemente. È possibile ottenere rame metallico in una reazione in cui l'idrogeno viene ossidato e rilascia elettroni.

Guardiamo una lista di altri agenti riducenti comunemente usati, per apprezzare più chiaramente le diverse applicazioni che possono avere:

* monossido di carbonio: usato in metallurgia per ridurre gli ossidi di metallo. La temperatura utilizzata per ridurre il minerale nell'altoforno (la struttura fatta per fondere e ridurre i minerali di ferro per la futura fusione) è di circa 900 °C;

* alluminio: essendo un elemento chimico (più precisamente, un metallo non ferromagnetico) con un'alta affinità chimica per l'ossigeno, la metallurgia lo utilizza come agente riducente, e anche per ottenere metalli particolarmente difficili da ridurre, come il litio e il calcio, tra gli altri, attraverso il processo noto come alluminotermico;

* carbone: i suoi derivati idrocarburici, tra cui propano, butano, metano e benzina, così come i composti organici come carboidrati e grassi, sono anche agenti riducenti. Nella combustione del glucosio, per esempio, che avviene nelle nostre cellule, c'è una reazione in cui il carbonio agisce come agente riducente cambiando il suo stato di ossidazione;

* non-metalli ossidabili: in questa categoria ci sono il fosforo e lo zolfo;

* materiali contenenti cellulosa: qui possiamo menzionare carta, legno e tessuti;

* metalli alcalini: sebbene molti metalli possano essere considerati agenti riducenti, come il ferro quando viene ossidato dall'ossigeno, i metalli alcalini si distinguono per la loro azione speciale in questo contesto. Esempi: litio, rubidio, potassio e sodio;

* zuccheri: subiscono una combustione quando vengono ossidati dall'ossigeno ad una certa temperatura;

* acido formico: conosciuto anche come acido metanoico, è un acido organico con un solo atomo di carbonio, motivo per cui è considerato il più semplice del suo gruppo;

* idruri: sono composti binari risultanti dall'unione di un elemento chimico (come un metallo o un non metallo) e atomi di idrogeno. Vale la pena menzionare che i gas nobili non possono essere presenti nella loro composizione.

Durante la fotosintesi e nello sviluppo di fotografie stampate, tra gli altri processi, sono coinvolti anche agenti riducenti.