Electroquímica. Piles. Potencial redox

Què entenem per oxidació-reducció?

En les reaccions red-ox hi tenen lloc al mateix temps dues semireaccions, una oxidació i una reducció. 

Oxidació és la  transformació en la qual una substància perd electrons.

Reducció és la transformació en la qual una substància guanya electrons.

Els dos processos, oxidació i reducció, s'han de produir al mateix temps, simultàniament, perquè els electrons que perd la substància que s'oxida, els guanya la substància que es redueix. 

En aquest tipus de reaccions sempre hi ha una transferència d'electrons.

Els dos processos que formen les reaccions redox s'anomenen semireaccions:

La primera reacció s'anomena semireacció d'oxidació perquè el zinc s'oxida.

La segona reacció s'anomena semireacció de reducció perquè el coure es redueix.

Sumant les dues semireaccions tenim la reacció global de la pila o reacció redox.

Anomenem:

Oxidant és la espècie química capaç de fer oxidar, arrancar electrons, a una altra substància. Els oxidants es redueixen perquè guanyen electrons. En el cas anterior el Cu²⁺ és l'oxidant i ell se redueix.

Reductor és la espècie química capaç de fer reduir, cedir electrons, a una altra substància. Els reductors s'oxiden perquè perden electrons. El Zn és l'agent reductor i ell s'oxida.

Què és el nombre d'oxidacio?

El nombre d'oxidació ens indica la càrrega que presentarien els elements que formen un compost si consideràssim que està format per ions.

El nombre d'oxidació:

- És positiu si l'àtom perd electrons. 

- És negatiu si l'àtom guanya electrons.

Com s'assigna el nombre d'oxidació?

A fi de poder saber el nombre d'oxidació d'un element químic cal tenir present: 

• El nombre de oxidació de tots els elements sense combinar (Fe, Cu,...), en gasos nobles (He, Ne,...) o en molècules poliatòmiques(O₂, Cl₂,...) és 0.

• El nombre de oxidació de les espècies iòniques monoatòmiques coincideix amb la carga del ió. Per exemple S^2-_-, l'ió sofre (2-) en aquest cas té nombre d'oxidació -2.
  

• Els metalls alcalins combinats amb altres elements tenen nombre d'oxidació +1 i els alcalinoterris combinats tenen +2.
  

• El nombre d'oxidació de l'hidrogen quan està combinat amb altres elements és +1, excepte en els hidrurs metàl·lics que és -1 (KH, MgH₂).

• L'oxigen combinat amb altres elements presenta nombre d'oxidació -2, excepte en els peròxids, que és -1, i quan es combina amb el fluor que és +2.
  

• El fluor combinat amb altres elements, al ser l'element més electronegatiu, sempre té valència -1. 
  

• La suma algebraica dels nombres d'oxidació d'un compost neutre és 0 i la d'un ió poliatòmic coincideix amb la càrrega de l'ió.