Un agent reducător este un termen în chimie care se referă la un atom care donează electroni într-o reacție de oxidare-reducere. Se spune că atomul care câștigă acești electroni este redus. Atomul redus este numit agent oxidant; preia electroni de la atomul oxidat, care este un alt nume pentru agentul reducător.
Dacă un electron părăsește un atom, trebuie să meargă în altă parte, așa că procesele de oxidare și reducere merg mână în mână. Împreună, ele formează o clasă de reacții numite reacții de oxidare-reducere, cunoscute și sub denumirea de reacții redox. Aceste reacții generează un flux de electroni, deci au potențial electric.
Oamenii de știință pot valorifica potențialul reacțiilor de oxidare-reducere pentru a crea electricitate. Acesta este conceptul din spatele bateriei de cartofi, un experiment științific comun. Experimentatorul pune un plumb de zinc și unul de cupru în cartof. Ionii care plutesc liber din cartof facilitează fluxul de electroni între cele două cabluri, prevenind acumularea de sarcină pozitivă în jurul conductorilor care ar opri reacția. Electronii curg de la plumbul care acționează ca agent reducător către plumbul care acționează ca agent de oxidare; în acest proces, atomii din plumbul reducător intră în soluția cartofului, în timp ce ionii din jurul plumbului oxidant sunt transformați în metal pe suprafața plumbului original.
Dacă un atom este un agent de oxidare într-o reacție, ar fi un agent reducător dacă reacția ar fi inversată. Dacă un atom acționează ca agent oxidant sau ca agent reducător depinde de direcția în care reacția este spontană. Reacțiile apar spontan dacă produsele lor sunt relativ mai stabile decât reactivii lor. Oamenii de știință pot prezice spontaneitatea reacțiilor de oxidare-reducere pe baza potențialului lor electric.
Pentru a evalua o reacție potențială de oxidare-reducere, oamenii de știință împart mai întâi reacția în jumătate de reacție, care reprezintă pierderea de electroni sau reducerea. În cazul cartofului, zincul și cuprul pot forma ambele ioni cu sarcină pozitivă 2. Astfel, semireacțiile sunt Zn+2 + 2e- –> Zn și Cu+2 + 2e- –> Cu.
Următorul pas este găsirea direcției fluxului de electroni. Experimentatorul face acest lucru folosind un tabel de potențiale de reducere standard, care oferă un potențial pentru fiecare jumătate de reacție. Dacă direcția semireacției este inversată, potențialul său are aceeași mărime, dar semnul său se schimbă. Potențialul pentru semireacția zincului este de -0.76 volți, în timp ce cel al cuprului este de 0.34 volți.
Aceasta înseamnă că zincul este un agent reducător mai puternic decât cuprul, astfel încât în această reacție zincul acționează ca agent reducător. Reacția generală în bateria de cartofi este Zn + Cu+2 –> Zn+2 + Cu, care generează 1.10 volți de electricitate în firul care leagă cablurile. Dacă plumbul de zinc ar fi înlocuit cu un plumb de argint, atunci cuprul ar fi agentul reducător, deoarece jumătatea de reacție a argintului, Ag+ + e-, are un potențial de reducere standard de 0.80 volți. Bateria ar genera 0.46 volți.