Un agente riducente è un termine in chimica che si riferisce a un atomo che dona elettroni in una reazione di ossidoriduzione. Si dice che l’atomo che acquisisce quegli elettroni è ridotto. L’atomo ridotto è chiamato agente ossidante; prende gli elettroni dall’atomo ossidato, che è un altro nome per l’agente riducente.
Se un elettrone lascia un atomo deve andare da qualche altra parte, quindi i processi di ossidazione e riduzione vanno di pari passo. Insieme, formano una classe di reazioni chiamate reazioni di ossidoriduzione, note anche come reazioni redox. Queste reazioni generano un flusso di elettroni, quindi hanno potenziale elettrico.
Gli scienziati possono sfruttare il potenziale delle reazioni di riduzione dell’ossidazione per creare elettricità. Questo è il concetto alla base della batteria di patate, un comune esperimento scientifico. Lo sperimentatore mette un piombo di zinco e uno di rame nella patata. Gli ioni liberi nella patata facilitano il flusso di elettroni tra i due conduttori prevenendo un accumulo di carica positiva attorno ai conduttori che arresterebbe la reazione. Gli elettroni fluiscono dal piombo che agisce come agente riducente al piombo che agisce come agente ossidante; nel processo, gli atomi del piombo riducente entrano nella soluzione della patata, mentre gli ioni che circondano il piombo ossidante vengono convertiti in metallo sulla superficie del piombo originale.
Se un atomo è un agente ossidante in una reazione, sarebbe un agente riducente se la reazione fosse invertita. Il fatto che un atomo agisca come agente ossidante o come agente riducente dipende dalla direzione in cui la reazione è spontanea. Le reazioni si verificano spontaneamente se i loro prodotti sono relativamente più stabili dei loro reagenti. Gli scienziati possono prevedere la spontaneità delle reazioni di ossidoriduzione in base al loro potenziale elettrico.
Per valutare una potenziale reazione di ossidoriduzione, gli scienziati prima suddividono la reazione in mezze reazioni, che rappresentano la perdita di elettroni, o riduzione. Nel caso della patata, zinco e rame possono entrambi formare ioni con carica positiva 2. Pertanto, le semireazioni sono Zn+2 + 2e- –> Zn e Cu+2 + 2e- –> Cu.
Il prossimo passo è trovare la direzione del flusso di elettroni. Lo sperimentatore fa ciò utilizzando una tabella di potenziali di riduzione standard, che fornisce un potenziale per ciascuna semireazione. Se la direzione della semireazione è invertita, il suo potenziale ha la stessa grandezza, ma il suo segno cambia. Il potenziale per la semireazione dello zinco è di -0.76 volt, mentre quello del rame è di 0.34 volt.
Ciò significa che lo zinco è un agente riducente più forte del rame, quindi in questa reazione lo zinco agisce come agente riducente. La reazione complessiva nella batteria di patate è Zn + Cu+2 -> Zn+2 + Cu, che genera 1.10 volt di elettricità nel filo che collega i cavi. Se il piombo di zinco fosse sostituito con un piombo d’argento, tuttavia, il rame sarebbe l’agente riducente, poiché la semireazione dell’argento, Ag+ + e-, ha un potenziale di riduzione standard di 0.80 volt. La batteria genererebbe 0.46 volt.