В химии окислитель (окислитель, окислитель) или окислитель (окислитель) - это вещество, которое обладает способностью окислять другие вещества, другими словами, принимать их электроны . Обычными окислителями являются кислород , перекись водорода и галогены .
В каком-то смысле окислитель - это химическое вещество, которое вступает в химическую реакцию, в которой он приобретает один или несколько электронов. В этом смысле он является одним из компонентов окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакции. Во втором смысле окислитель - это химическое вещество, которое переносит электроотрицательные атомы, обычно кислород, на субстрат. Горение , многие взрывчатые вещества и окислительно-восстановительные реакции органических веществ включают реакции с переносом атомов.
Акцепторы электронов
Акцепторы электронов участвуют в реакциях переноса электрона . В этом контексте окислитель называется акцептором электронов, а восстановитель - донором электронов. Классическим окислителем является ион ферроцения Fe (C
5ЧАС
5)+
2, который принимает электрон с образованием Fe (C 5 H 5 ) 2 . Одним из самых сильных акцепторов, имеющихся в продаже, является " Magic blue ", катион-радикал, производный от N (C 6 H 4 -4-Br) 3 . [2]
Доступны обширные таблицы ранжирования электроноакцепторных свойств различных реагентов (окислительно-восстановительные потенциалы), см. Стандартный электродный потенциал (страница данных) .
Реагенты для переноса атомов
В более общем случае окислитель переносит атомы кислорода на подложку. В этом контексте окислитель можно назвать реагентом оксигенации или агентом переноса атома кислорода (ОАТ). [3] Примеры включают MnO-
4( перманганат ), CrO2-
4( хромат ), OsO 4 ( четырехокись осмия ) и особенно ClO-
4( перхлорат ). Обратите внимание, что все эти частицы являются оксидами .
В некоторых случаях эти оксиды могут также служить акцепторами электронов, как показано на примере превращения MnO-
4в MnO2-
4, манганат .
Обычные окислители
- Кислород (O 2 )
- Озон (O 3 )
- Перекись водорода (H 2 O 2 ) и другие неорганические перекиси , реактив Фентона
- Фтор (F 2 ), хлор (Cl 2 ) и другие галогены
- Азотная кислота (HNO 3 ) и нитратные соединения
- Серная кислота (H 2 SO 4 )
- Пероксидисерная кислота (H 2 S 2 O 8 )
- Пероксимоносерная кислота (H 2 SO 5 )
- Гипохлорит , хлорит , хлорат , перхлорат и другие аналогичные галогенные соединения, такие как бытовой отбеливатель (NaClO).
- Соединения шестивалентного хрома, такие как хромовая и дихромовая кислоты и триоксид хрома , хлорхромат пиридиния (PCC) и соединения хромата / дихромата
- Перманганатные соединения, такие как перманганат калия (KMnO 4 )
- Перборат натрия
- Закись азота (N 2 O), диоксид азота / четырехокись азота (NO 2 / N 2 O 4 )
- Нитрат калия (KNO 3 ), окислитель в черном порошке
- Висмутат натрия (NaBiO 3 )
- Соединения церия (IV), такие как нитрат церия, аммония и сульфат церия
- Диоксид свинца (PbO 2 )
- Дихромат натрия (Na 2 Cr 2 O 7 )
Определение опасных материалов
Опасные грузы определение окислителя является веществом , которое может вызвать или способствовать воспламенению других материалов. [4] Согласно этому определению некоторые материалы, которые классифицируются химиками-аналитиками как окислители, не классифицируются как окислители в смысле опасных материалов. Примером может служить дихромат калия , который не прошел испытание на опасные грузы окислителя.
Министерство транспорта США определяет окислители специально. Есть два определения окислителей, регулируемых правилами DOT. Эти двое относятся к классу 5 ; Подкласс 5.1 (а) 1 и класс 5; Раздел 5.1 (а) 2. Подкласс 5.1 «означает материал, который может, как правило, выделяя кислород, вызывать или усиливать горение других материалов». Раздел 5. (a) 1 кода DOT применяется к твердым окислителям, «если при испытании в соответствии с Руководством ООН по испытаниям и критериям (IBR, см. § 171.7 данного подраздела) их среднее время горения меньше или равно к времени горения смеси бромата калия / целлюлозы 3: 7 ". 5.1 (a) 2 Кодекса DOT применяется к жидким окислителям, "если при испытании в соответствии с Руководством ООН по испытаниям и критериям он самовоспламеняется или его среднее время повышения давления с 690 кПа до 2070 кПа по манометру меньше, чем время смеси азотная кислота (65 процентов) / целлюлоза 1: 1 ». [5]
Обычные окислители и продукты из них
Агент | Продукты) |
---|---|
O 2 кислород | Различные, в том числе оксиды H 2 O и CO 2 |
O 3 озон | Различные, включая кетоны, альдегиды и H 2 O; см. озонолиз |
F 2 фтор | F - |
Cl 2 хлор | Cl - |
Br 2 бром | Br - |
I 2 йод | Я - , я- 3 |
ClO - гипохлорит | Cl - , H 2 O |
ClO- 3 хлорат | Cl - , H 2 O |
HNO 3 азотная кислота | NO оксида азота NO 2 диоксида азота |
SO 2 диоксид серы | S- сера ( процесс Клауса , производство ультрамарина , чаще восстанавливающий агент) |
Шестивалентный хром CrO 3 Триоксид хрома CrO2- 4 хромат Cr 2О2- 7 дихромат | Cr 3+ , H 2 O |
MnO- 4 перманганат MnO2- 4 манганат | Mn 2+ (кислотный) или MnO 2 (основной) |
RuO 4 четырехокись рутения OsO 4 четырехокись осмия | в органическом лабораторном синтезе |
H 2 O 2 , другие пероксиды | Различные, включая оксиды и H 2 O |
Таллиевые соединения Tl (III) | Соединения таллома Tl (I) в органическом лабораторном синтезе |
Смотрите также
- Горение
- Краситель
- Акцептор электронов
- Электронный донор
- Электросинтез
- Сольватированный электрон
- Органическое окисление
- Органическая окислительно-восстановительная реакция
- Восстановитель
Рекомендации
- ^ http://bbc.co.uk/bitesize/guides/zx2bh39/revision/5
- ^ NG Коннелли, мы Гейгера (1996). «Химические окислительно-восстановительные агенты для металлоорганической химии». Химические обзоры . 96 (2): 877–910. DOI : 10.1021 / cr940053x . PMID 11848774 .
- ^ Смит, Майкл Б .; Март, Джерри (2007), Расширенная органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ Австралийский кодекс опасных грузов, 6-е издание
- ^ 49 CFR 172.127 Общие требования к перевозкам и упаковке; Подчасть D