RIDUZIONE

Enciclopedia Italiana - III Appendice (1961)

RIDUZIONE

Sergio FUMASONI

In chimica la r. è il processo inverso a quello di ossidazione (v.). In passato col termine r. si è solitamente designata la sottrazione dell'ossigeno combinato ad un elemento; così, ad es., il biossido di manganese riscaldato in presenza di idrogeno subisce una r. in quanto perde ossigeno e si trasforma in metallo:

In chimica organica si comprendono generalmente con il nome di riduzioni tutte quelle reazioni in cui avviene un'addizione di idrogeno alla molecola organica (queste reazioni si dicono anche idrogenazioni):

e quelle in cui alcune funzioni ossigenate (quali i gruppi carbonilici, carbossilici, nitrici, solfonici, ecc.) vengono desossidate, generalmente con eliminazione di acqua, e gli atomi di ossigeno eventualmente sostituiti con atomi di idrogeno:

Si ha anche riduzione quando si sostituiscono con idrogeno alcuni gruppi come il −Cl, −I, −Br, e −NO2.

Oggi per r. s'intende ogni reazione nella quale un atomo di un elemento assume uno o più elettroni, indipendentemente dal fatto che alla reazione partecipi o no l'idrogeno o l'ossigeno; così il passaggio da cloruro ferrico (FeCl3) a cloruro ferroso (FeCl2) costituisce una reazione di r. del ferro in quanto esso passa da trivalente positivo (Fe+++) a bivalente positivo (Fe++) assumendo un elettrone (Fe+++ + e → Fe++). Ogni reazione di r. è accompagpata ovviamente da un'ossidazione: così la reazione Fe + Cl2 → FeCl2 è di ossidazione per il ferro, in quanto esso passa dallo stato di zerovalenza a quello di elettrovalenza positiva con perdita di elettroni, ed è di r. per il cloro, che passa concomitantemente dallo stato di zerovalenza a quello di elettrovalenza negativa con acquisto di elettroni.

Rientrano in questa definizione, in senso ancor più lato, anche le reazioni nelle quali si ha, per effetto dell'introduzione in una molecola di un elemento a diversa affinità elettronica rispetto a quelli già preesistenti nella molecola stessa, uno spostamento di elettroni verso l'atomo più elettronegativo. La reazione d'introduzione di un alogeno nella molecola di un idrocarburo

ad es., è di riduzione per l'alogeno in quanto si ha spostamento di carica negativa dall'atomo di carbonio (che resta pertanto caricato positivamente) a quello dell'alogeno stesso.

Numerosissimi sono gli esempî di processi di r. utilizzati nella tecnica per la produzione di composti, specialmente organici (ammine per riduzione di nitroderivati; alcoli mono- e poliossidrilici per riduzione di aldeidi, chetoni ed esteri; idrocarburi saturi per idrogenazione di quelli insaturi; grassi per idrogenazione di olî contenenti molti doppî legami nelle loro molecole; composti ciclometilenici per idrogenazione di composti di tipo aromatico, ecc.). In campo inorganico notevole è l'impiego della r. nella produzione di polveri metalliche. Per molibdeno, tungsteno e cobalto la r. dai rispettivi ossidi è il principale metodo di produzione, ma vengono pure ottenuti, sempre con questo metodo, polveri di ferro, nichel e rame.

Come mezzi riducenti possono usarsi, a seconda dei casi, idrogeno idrocarburi. carbonio, ossido di carbonio. alcuni metalli (alcalini, alcalino-terrosi. alluminio, ecc.); per r. in soluzione si possono usare acido solfidrico, solfito e idrosolfito di sodio, cloruro stannoso, amalgama di sodio, anidride solforosa, aldeide formica, acido iodidrico, polveri di varî metalli in ambiente acido neutro od alcalino, idruri metallici, ecc.

Le reazioni di r. che impiegano idrogeno possono realizzarsi con o senza catalizzatori: sono classici catalizzatori di riduzione il platino, il nichel ed il palladio.

Le r. possono anche effettuarsi elettroliticamente: in una soluzione acquosa infatti, al catodo, per effetto del passaggio della corrente, si svolge idrogeno nascente particolarmente attivo che può farsi agire su una sostanza da ridurre che si venga a trovare nella zona catodica. La preparazione dell'anilina dal nitrobenzene e quella degli alcoli poliossidrilici da zuccheri sono esempî di r. compiute industrialmente per via elettrolitica.

Per operare alcune r. si può talvolta sfruttare anche la capacità riducente di alcuni enzimi, la quale si esplica in alcune reazioni biologiche, come le fermentazioni e le reazioni connesse con il metabolismo di taluni batterî. Se si aggiunge ad es. aldeide tricloroacetica ad un liquido nutritivo zuccherino contenente del lievito, contemporaneamente alla fermentazione dello zucchero si ha riduzione dell'aldeide tricloroacetica ad alcole tricloroetilico; analogamente nella fermentazione del mosto d'uva l'aldeide acetica viene ridotta ad alcole etilico. Oltre ai lieviti anche numerosi batterî, e specialmente quelli che provocano la putrefazione, hanno la capacità di ridurre il gruppo CO a CHOH, di idrogenare i doppî legami, ecc.

Bibl.: G.B. Marini-Bettolo, Le reazioni organiche, Firenze 1951; L.F. e M.A. Fieser, Trattato di chimica organica, Milano 1957.

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