Oxidationsmedel

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 juli 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Ett oxidationsmedel är ett ämne som innehåller atomer som fäster elektroner till sig själva under en kemisk reaktion . Med andra ord är ett oxidationsmedel en elektronacceptor .

Beroende på uppgiften (oxidation i vätske- eller gasfas , oxidation på ytan) kan en mängd olika ämnen användas som oxidationsmedel.

Elektrokemisk oxidation gör det möjligt att oxidera nästan vilket ämne som helst vid anoden , i lösningar eller i smältor . Således erhålls det starkaste oorganiska oxidationsmedlet , elementärt fluor , genom elektrolys av fluorsmältor .

Vanliga oxidationsmedel och deras produkter

Oxidationsmedel	Halva reaktioner	Produkt	Standardpotential, V
O2 - syre	${\mathsf {O_{2}+4H^{+}+4{\overline {e))\högerpil 2H_{2}O))$ ${\displaystyle {\mathsf {O_{2}+2H_{2}O+4{\overline {e))\högerpil 4OH^{-))))$ ${{\mbox{O}}}_{{2}}^{{0}}+4{{\mbox{e}}}^{{-}}\högerpil 2{{\mbox{O}}} ^{{2-}}$	Diverse, inklusive oxider, H 2 O och CO 2	+1,229 (i sur miljö) +0,401 (i alkalisk miljö)
O 3 ozon	$2{\mbox{O}}_{3}^{0}+2{\mbox{e}}^{-}\högerpil 2{\mbox{O}}_{2}^{0}$	Diverse, inklusive ketoner och aldehyder	+2,07 (i sur miljö)
Peroxider	$2{\mbox{O}}^{-}+2{\mbox{e}}^{-}\högerpil 2{\mbox{O}}^{2-}$	Diverse, inklusive oxider, oxiderar sulfider till sulfater
Hal 2 halogener	${\mathsf {Hal_{2}^{0}+2{\overline {e}}\rightarrow 2Hal^{-}}}$	Hal - ; oxiderar metaller, P, C, S, Si till halogenider	F2 : +2,87 Cl2 : +1,36 Br2 : +1,04 I2 : +0,536
ClO - hypokloriter	${\mathsf {ClO^{-}+2H^{+}+2{\overline {e))\högerpil Cl^{-}+H_{2}O))$ ${\displaystyle {\mathsf {ClO^{-}+H_{2}O+2{\overline {e))\högerpil Cl^{-}+2OH^{-))))$	Cl- _
ClO3 - klorater _	${\mathsf {ClO_{3}^{-}+6H^{+}+6{\overline {e))\högerpil Cl^{-}+3H_{2}O))$ ${\displaystyle {\mathsf {ClO_{3}^{-}+3H_{2}O+6{\overline {e))\högerpil Cl^{-}+6OH^{-)))))$	Cl- _
HNO 3 salpetersyra	med aktiva metaller, utspädda ${\mbox{N}}^{5+}+8{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{N}}^{3-}$ med aktiva metaller, koncentrerade ${\mbox{N}}^{5+}+3{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{N}}^{2+}$ med tungmetaller, utspädda ${\mbox{N}}^{5+}+3{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{N}}^{2+}$ med tungmetaller, koncentrerade ${\mbox{N}}^{5+}+{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{N}}^{4+}$	NH3 , NH4 + _ NEJ NEJ NO 2
H2SO4 , konc . _ svavelsyra	med icke-metaller och tungmetaller ${\mbox{S}}^{6+}+2{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{S}}^{4+}$ med aktiva metaller ${\mbox{S}}^{6+}+6{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{S}}^{0}\downarrow$ ${\mbox{S}}^{6+}+8{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{S}}^{2-}$	SO2 ; _ oxiderar metaller till sulfater med frigöring av svaveldioxid eller svavel S H 2 S
Sexvärt krom	${\mbox{Cr}}^{6+}+6{\mbox{e}}^{-}\högerpil 2{\mbox{Cr}}^{3+}$	Cr3 +	+1,33
MnO 2 mangan(IV)oxid	${{\mbox{Mn}}}^{{4+}}+2{{\mbox{e}}}^{{-}}\högerpil {{\mbox{Mn}}}^{{2+} }$	Mn2 +	+1,23
MnO 4 - permanganater	sur miljö ${{\mbox{Mn}}}^{{7+}}+5{{\mbox{e}}}^{{-}}\högerpil {{\mbox{Mn}}}^{{2+} }$ neutral miljö ${\mbox{Mn}}^{7+}+3{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{Mn}}^{4+}$ mycket alkalisk miljö ${\mathsf {MnO4^{-}...}}$	Mn2 + MnO2 _ MnO 4 2	+1,51 +1,695 +0,564
Metallkatjoner och H +	${\mbox{Me}}^{2+}+2{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{Me}}^{0}\downarrow$ $2{\mbox{H}}^{+}+2{\mbox{e}}^{-}\högerpil {\mbox{H}}_{2}^{0}\uparrow$	Jag 0 H2 _	Se Elektrokemisk aktivitetsserie av metaller

Beroende av graden av oxidation på koncentrationen av oxidationsmedlet

Ju mer aktiv metall som reagerar med syran, och ju mer utspädd lösningen är, desto fullständigare fortskrider reduktionen. Som ett exempel, reaktionen av salpetersyra med zink:

Zn + 4HNO 3 (konc.) \u003d Zn (NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
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

Starka oxidationsmedel

" Aqua regia " - en blandning av en volym salpetersyra och tre volymer saltsyra - har starkt oxiderande egenskaper .

HNO3 + 3HCl ↔ NOCl + 2Cl + 2H2O

Nitrosylkloriden som bildas i den sönderdelas till atomär klor och kvävemonoxid:

NOCl=NO + Cl

Royal vodka är ett starkt oxidationsmedel på grund av det atomära klor som bildas i lösning. Royal vodka oxiderar även ädla metaller - guld och platina .

Selensyra är en av få oorganiska syror som kan oxidera guld i koncentrerad form. Ett starkare oxidationsmedel, även i måttligt utspädd lösning, än svavelsyra. Kan oxidera saltsyra enligt ekvationen:

{\mathsf {H_{2}SeO_{4}+2HCl\rightarrow H_{2}SeO_{3}+Cl_{2}+H_{2}O))

I detta fall är reaktionsprodukterna selensyra, fritt klor och vatten. Samtidigt kan koncentrerad svavelsyra inte oxidera HCl.

Ett annat starkt oxidationsmedel är kaliumpermanganat . Det kan oxidera organiska ämnen och till och med bryta kolkedjor:

C6H5 - CH2 - CH3 + [ O ] → C6H5COOH + ... C6H6 + [ O] -> HOOC-( CH2 ) 4 - COOH

Styrkan hos ett oxidationsmedel när det reagerar i en utspädd vattenlösning kan uttryckas av standardelektrodpotentialen : ju högre potential desto starkare oxidationsmedlet.

Starka oxidationsmedel inkluderar även koppar(III)oxid , cesiumozonid , cesiumsuperoxid , alla xenonoxider och fluorider .

Mycket starka oxidationsmedel

Konventionellt inkluderar "mycket starka oxidationsmedel" ämnen som överstiger molekylärt fluor i oxiderande aktivitet . Dessa inkluderar till exempel: platinahexafluorid , dioxidifluorid , kryptondifluorid , silver(II)fluorid , katjonisk form Ag 2+ , kaliumhexafluoronickelat (IV) . De listade ämnena kan till exempel oxidera den inerta gasen xenon vid rumstemperatur , vilket fluor inte kan göra (tryck och uppvärmning krävs), och ännu mer inget av de syrehaltiga oxidationsmedel.

Se även

Redoxreaktioner