Окислитель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Окисли́тель — вещество, в состав которого входят атомы, присоединяющие во время химической реакции электроны, иными словами, окислитель — это акцептор электронов.

В зависимости от поставленной задачи (окисление в жидкой или в газообразной фазе, окисление на поверхности) в качестве окислителя могут быть использованы самые разные вещества.

Распространённые окислители и их продукты[править | править вики-текст]

Окислитель Полуреакции Продукт Стандартный потенциал, В
O2 кислород  {\mbox  {O}}_{2}^{0} + 4{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {O}}^{2-} Разные, включая оксиды, H2O и CO2 +1,229 (в кислой среде)

+0,401 (в щелочной среде)

O3 озон Разные, включая кетоны и альдегиды
Пероксиды 2 {\mbox  {O}}^{-} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {O}}^{2-} Разные, включая оксиды, окисляет сульфиды металлов до сульфатов H2O
Hal2 галогены  {\mbox  {Hal}}_{2}^{0} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {Hal}}^{-} Hal; окисляет металлы, P, C, S, Si до галогенидов F2: +2,87

Cl2: +1,36
Br2: +1,04
I2: +0,536

ClO гипохлориты Cl
ClO3 хлораты Cl
HNO3 азотная кислота с активными металлами, разбавленная

 {\mbox {N}}^{5+} + 8{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{3-}

с активными металлами, концентрированная

 {\mbox {N}}^{5+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{2+}

с тяжёлыми металлами, разбавленная

 {\mbox {N}}^{5+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{2+}

c тяжёлыми металлами, концентрированная

 {\mbox {N}}^{5+} + {\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{4+}

NH3, NH4+


NO


NO


NO2

H2SO4, конц. серная кислота c неметаллами и тяжёлыми металлами

 {\mbox  {S}}^{6+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{4+}

с активными металлами

 {\mbox  {S}}^{6+} + 6{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{0} \downarrow

 {\mbox  {S}}^{6+} + 8{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{2-}

SO2; окисляет металлы до сульфатов с выделением сернистого газа или серы


S


H2S

Шестивалентный хром  {\mbox  {Cr}}^{6+} + 6{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {Cr}}^{3+} Cr3+ +1,33
MnO2 оксид марганца(IV)  {\mbox  {Mn}}^{4+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{2+} Mn2+ +1,23
MnO4 перманганаты кислая среда

 {\mbox  {Mn}}^{7+} + 5{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{2+}

нейтральная среда

 {\mbox  {Mn}}^{7+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{4+}

сильнощелочная среда

 {\mbox  {Mn}}^{7+} + {\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{6+}

Mn2+


MnO2


MnO42−

+1,51


+1,695


+0,564

Катионы металлов и H+  {\mbox  {Me}}^{2+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Me}}^{0} \downarrow

2 {\mbox  {H}}^{+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {H}}_{2}^{0} \uparrow

Me0

H2

См. Электрохимический ряд активности металлов

Мнемонические правила[править | править вики-текст]

Для запоминания свойств окислителей и восстановителей существует несколько мнемонических правил:

  1. Окислитель — грабитель (в процессе окислительно-восстановительной реакции окислитель присоединяет электроны).
  2. Ассоциация со знакомым словом: ПВО — Присоединяет (электроны), Восстанавливается, является Окислителем.
  3. Отдает — окисляется, сам восстановителем является.

Зависимость степени окисления от концентрации окислителя[править | править вики-текст]

Чем активнее металл, реагирующий с кислотой, и чем более разбавлен её раствор, тем полнее протекает восстановление. В качестве примера — реакция азотной кислоты с цинком:

  • Zn + 4HNO3(конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
  • 3Zn + 8HNO3(40 %) = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
  • 4Zn + 10HNO3(20 %) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
  • 5Zn + 12HNO3(6 %) = 5Zn(NO3)2 + N2 + 6H2O
  • 4Zn + 10HNO3(0.5 %) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Сильные окислители[править | править вики-текст]

Сильными окислительными свойствами обладает «царская водка» — смесь одного объема азотной кислоты и трёх объёмов соляной кислоты.

HNO3 + 3HCl ↔ NOCl + 2Cl + 2H2O

Образующийся в нём хлористый нитрозил распадается на атомарный хлор и монооксид азота:

NOCl=NO + Cl

Царская водка является сильным окислителем благодаря атомарному хлору, который образуется в растворе. Царская водка окисляет даже благородные металлы — золото и платину.

Ещё один сильный окислитель — перманганат калия. Он способен окислять органические вещества и даже разрывать углеродные цепи:

С6H5-CH2-CH3 + [O] → C6H5COOH + …
C6H6 + [O] → HOOC-(CH2)4-COOH

Сила окислителя при реакции в разбавленном водном растворе может быть выражена стандартным электродным потенциалом: чем выше потенциал, тем сильнее окислитель.

Очень сильные окислители[править | править вики-текст]

Условно к «очень сильным окислителям» относят вещества, превышающие по окислительной активности молекулярный фтор. К ним, например, относятся: гексафторид платины, диоксидифторид, дифторид криптона, гексафтороникелат(IV) калия. Перечисленные вещества, к примеру, способны при комнатной температуре окислять инертный газ ксенон, что неспособен делать фтор (требуется давление и нагрев) и тем более ни один из кислородсодержащих окислителей.

См. также[править | править вики-текст]