A oxidação é a perda de elétrons durante a reação de uma molécula, átomo ou íon. A oxidação ocorre quando o estado de oxidação de uma molécula, átomo ou íon é aumentado. O processo oposto é chamado de redução, que ocorre quando há um ganho de elétrons ou o estado de oxidação de um átomo, molécula ou íon diminui.
Um exemplo de reação é aquela entre hidrogênio e flúor gasoso para formar ácido fluorídrico:
Nesta reação, o hidrogênio está sendo oxidado e o flúor está sendo reduzido. A reação pode ser melhor compreendida se for escrita em termos de duas semi-reações.
H2 → 2H+ + 2e–
F2 + 2e– → 2F–
Observe que não há oxigênio em nenhuma parte desta reação!
Definição histórica de oxidação envolvendo oxigênio
Um significado antigo de oxidação era quando o oxigênio era adicionado a um composto. Isso ocorreu porque o gás oxigênio (O2) foi o primeiro agente oxidante conhecido. Embora a adição de oxigênio a um composto normalmente atenda aos critérios de perda de elétrons e aumento no estado de oxidação, a definição de oxidação foi expandida para incluir outros tipos de reações químicas.
Um exemplo clássico da velha definição de oxidação é quando o ferro se combina com o oxigênio para formar óxido de ferro ou ferrugem. Diz-se que o ferro se oxidou em ferrugem. A reação química é:
2Fe + O2 → Fe2O73
O metal de ferro é oxidado para formar o óxido de ferro conhecido como ferrugem.
As reações eletroquímicas são ótimos exemplos de reações de oxidação. Quando um fio de cobre é colocado em uma solução que contém íons de prata, os elétrons são transferidos do metal cobre para os íons de prata. O cobre metálico é oxidado. Os bigodes de metal prateado crescem no fio de cobre, enquanto os íons de cobre são liberados na solução.
Cu(s) + 2Ag+(aq ) → Cu2+(aq ) + 2Ag(s)
Outro exemplo de oxidação onde um elemento se combina com o oxigênio é a reação entre o magnésio metálico e o oxigênio para formar óxido de magnésio. Muitos metais oxidam, por isso é útil reconhecer a forma da equação:
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
Oxidação e redução ocorrem juntas (reações redox)
Assim que o elétron foi descoberto e as reações químicas puderam ser explicadas, os cientistas perceberam que a oxidação e a redução ocorrem juntas, com uma espécie perdendo elétrons (oxidada) e outra ganhando elétrons (reduzida). Um tipo de reação química em que ocorre oxidação e redução é chamada de reação redox, que significa redução-oxidação.
A oxidação de um metal pelo gás oxigênio poderia então ser explicada como o átomo do metal perdendo elétrons para formar o cátion (sendo oxidado) com a molécula de oxigênio ganhando elétrons para formar ânions de oxigênio. No caso do magnésio, por exemplo, a reação pode ser reescrita como:
2Mg + O2 → 2[Mg2+] [O2-]
composto pelas seguintes semi-reações:
O2 + 4e – → 2O2-
Definição histórica de oxidação envolvendo hidrogênio
A oxidação na qual o oxigênio está envolvido ainda é oxidação de acordo com a definição moderna do termo. No entanto, existe uma outra definição antiga envolvendo hidrogênio que pode ser encontrada em textos de química orgânica. Essa definição é o oposto da definição de oxigênio, por isso pode causar confusão. Mesmo assim, é bom estar ciente. De acordo com essa definição, a oxidação é a perda de hidrogênio, enquanto a redução é o ganho de hidrogênio.
Por exemplo, de acordo com esta definição, quando o etanol é oxidado em etanal:
CH3CH2OH → CH3CHO
O etanol é considerado oxidado porque perde hidrogênio. Invertendo a equação, o etanal pode ser reduzido adicionando hidrogênio a ele para formar etanol.