ossidazione

ossidazione

Reazione chimica nella quale una molecola (o un atomo o uno ione) perde uno o più elettroni cedendoli a un’altra specie. A seguito del processo, uno o più atomi della prima specie aumentano il loro grado di ossidazione (si ossidano), mentre uno o più atomi della seconda lo diminuiscono (si riducono). Per es., il sodio, reagendo con l’acqua, le cede un elettrone passando da grado di ossidazione 0, caratteristico del metallo puro, al grado di ossidazione +1 con cui è presente nell’idrossido di sodio formato; nella conversione dell’alcool etilico, CH₃CH₂OH, in aldeide acetica, CH₃CHO, l’atomo di carbonio legato all’ossigeno aumenta il suo grado di ossidazione di due unità, cedendo elettroni sotto forma di idrogeno; un complesso del rodio (I) può dar luogo a due legami rodio idruro mediante reazione con idrogeno, che in questo caso funge da ossidante, con formazione di rodio (III). L’ossidazione di specie metalliche con ossigeno porta generalmente a perossidi e ossidi tramite i complessi metallo-ossigeno. L’ossidazione di substrati organici idrocarburici porta in primo luogo a perossidi e successivamente a composti carbonilici e ad acidi, ma può essere diretta anche verso la formazione di alcoli. La deidrogenazione rappresenta anch’essa un’ossidazione, che permette di convertire alcani in alcheni, alcoli in aldeidi o chetoni e aldeidi in acidi. L’ossidazione viene generalmente effettuata cataliticamente, impiegando in fase omogenea combinazioni metalliche prevalentemente a base di metalli di transizione, e in fase eterogenea usando combinazioni analoghe su adatti supporti come le zeoliti (per es., titanio-silicalite). Gli ossidanti preferiti sono l’ossigeno e l’acqua ossigenata. Le ossidazioni catalitiche rappresentano una buona parte dei moderni processi industriali, quali la produzione di epossidi da olefine, acetaldeide da etilene, fenolo da benzene, anidride maleica da benzene, anidride ftalica da naftalina, acido adipico da cicloesano, acido tereftalico da p-xilene, acrilonitrile da propilene e caprolattame da cicloesanone. L’ossidazione è inoltre un processo importante nella chimica dell’atmosfera, dove ha luogo, anche sotto l’azione di radiazioni, a opera di ossigeno e ozono su substrati di origine naturale (per es., idrocarburi da emissioni di vulcani e di foreste), o di provenienza antropica (gas di combustione, emissioni industriali). In questi processi, si formano principalmente ossidi di carbonio da idrocarburi, ossidi di azoto da azoto e protossido di azoto, ossidi di zolfo da zolfo, solfuro di idrogeno e anidride solforosa.

→ Chimica dell’atmosfera; Sintesi chimiche