Окислитель

Окислитель это химическое вещество, которое ведет себя в химических реакциях как окислитель, то есть окисляет его.

Примером окислителя можно считать кислород в химических реакциях, например горение водорода Н2 в кислороде О2, а так же галогены: фтор, хлор, йод, бром и много других.\

Окислитель перекись водорода окислитель

Что такое окислитель

Окислителями могут быть нейтральные атомы или положительно заряженные ионы.

Нейтральные атомы. Окислителями могут быть только те из нейтральных атомов, которые, принимая электроны, переходят в отрицательно заряженные ионы, т. е. только нейтральные атомы неметаллов.

Рис. Перекись водорода окислитель.

Самые сильные окислители — атомы галогенов, так как они могут принимать только один электрон. Самые слабые окислители— атомы неметаллов четвертой группы.

В группах (4 — 7) окислительные свойства падают с возрастанием величин радиусов нейтральных атомов.

Следовательно, из нейтральных атомов самый сильный окислитель — фтор, а самый слабыйсвинец.

Неметаллы могут быть не только окислителями, т. е. принимать электроны, но и отдавать электроны, т. е. быть восстановителями.

Положительно заряженные ионы как металлов, так и неметаллов также могут быть окислителями, так как они принимают электроны от других атомов или ионов.

В процессе реакции они переходят:

а) В положительные ионы низшей зарядности,

б) В нейтральные атомы,

в) В отрицательно заряженные ионы.

Например:

а) Sn+2ē → Sn+2;

б) Cu+2 + 2ē → Cu;

в) N+5+8ē → N-3.

Чем больше энергии было затрачено на отрыв электронов, тем сильнее они будут притягиваться образовавшимися ионами.

Поэтому к сильным окислителям относятся, например, ионы „благородных» металлов, их ионизационные потенциалы довольно высокие:

Au — 9,18 V, Ag — 7,54 V, Pd — 8,3 V, Pt — 8,88 V.

Многозарядные положительные ионы обычно являются более сильными окислителями сравнительно с малозарядными ионами тех же атомов.

Так как на отрыв большего числа электронов у них затрачено большее количество энергии.

Так, N+5 более сильный окислитель, чем N+3, Fe+6 более сильный окислитель, чем Fe+8, и т. д.

Необходимо заметить, что, хотя такие многозарядные положительные ионы в растворе существуют только в виде сложных анионов типов ЭO3, ЭO»4, ЭO4 и др., это, однако, нисколько не понижает их окислительной способности. Они являются сильными окислителями.

К наиболее сильным окислителям принадлежат: фтор, озон, двуокись свинца, ионы «благородных» металлов и многовалентные положительные ионы.

Применяемые окислители в технике и лабораторной практике делятся на нейтральные, кислые и щелочные.

Нейтральные окислители

1. Кислород О2 применяется для интенсификации производственных процессов в металлургической и химической промышленности (например, в доменном процессе, в производстве серной и азотной кислоты и т. д.).

В нейтральной среде реакция окисления кислородом протекает по уравнению:

O+ 2O + 4ē ⇄ 4OН,

а в кислой среде:

O2 + 4H + 4ē ⇄ 2Н2O

2. Озон О3 отличается от кислорода более сильной окислительной способностью: он многие красящие вещества обесцвечивает, металлы (за исключением Au, Pt и др.).

Окисляет, аммиак окисляет в азотистую и азотную кислоты, сернистые соединения — в сернокислые и т. д.

В нейтральной среде реакция окисления озоном протекает по уравнению:

O3 + H2O + ē → O2 + 2H,

в кислой среде:

O+  + 2ē → O2 + Н2O.

3. Электрический ток широко используется в технике не только как восстановитель, но и как окислитель для получения различных химически чистых веществ.

Кислые окислители

1. Хромовая и двухромовая кислоты известны только в растворе, поэтому вместо свободных кислот пользуются их устойчивыми солями (К2Сr2O7 и К2СrO4).

Которые и применяются в промышленности и лабораторной практике для окисления различных веществ.

Обычно пользуются для этой цели смесью бихроматов калия или натрия с серной кислотой (60 ч. К2Сr2O7 +80 ч. конц. H2SO4 + 270 ч. Н2O).

2. Азотная кислота HNO3 — один из сильнейших окислителей. Она окисляет очень многие металлы. Ею относительно легко окисляются и многие неметаллы.

Например: сера (при кипячении) до H2SO4, фосфор —до Р3РО4 углерод —до СО2 и т. д.

3. Азотистая кислота HNO2 хотя и является окислителем, но при взаимодействии с более сильными окислителями сама проявляет восстановительные свойства, окисляясь до азотной кислоты.

Азотистая кислота и её соли (KNО2 и NaNО2) применяются в качестве окислителей главным образом в производстве органических красителей.

4. Серная кислота H2SO4 концентрированная — сравнительно сильный окислитель, особенно при высокой температуре. Она окисляет С до СО2, S до SO2, HJ и НВr (частично) до свободных галогенов (J2 и Вr2).

Серная кислота окисляет также многие металлы: Cu, Ag, Hg и др. Однако такие металлы, как Au, Pt, Ru, Os и др., устойчивы по отношению к ней.

Проявляя окислительные свойства, H2SOобычно восстанавливается до SO2, с более сильными восстановителями— до S и даже до H2S.

Разбавленной серной кислотой окисляются только активные металлы, стоящие в ряду напряжений выше пары водорода.

5. Хлорноватая кислота — в растворе является энергичным окислителем. Так, например, 40% водный раствор её окисляет горючие вещества (например, бумагу и др.) с воспламенением.

Соли её, хлорноватокислые или хлораты, в растворе окислительных свойств не проявляют, но, будучи в кристаллическом состоянии при сплавлении, являются сильными окислителями.

Наиболее важной солью из них является хлорноватокислый калий (бертолетова соль).

6. Перекись водорода Н2O2, являясь сильным окислителем, используется в тех случаях, когда требуется окислить вещество, сравнительно легко разрушающееся от других окислителей.

В технике Н2O2 применяется для отбеливания тканей, слоновой кости, соломы, мехов, перьев и т. д.

Разрушая красящие вещества, перекись водорода почти не затрагивает отбеливаемого материала. В медицине Н2O2, сильно разбавленная, применяется для полоскания горла и промывки ран.

Она применяется также для обновления потускневших картин, написанных масляными красками.

В реакциях с более сильными окислителями Н2O2 сама проявляет восстановительные свойства.

Она способна также к реакциям самоокисления-самовосстановления.

7. Двуокись марганца MgO2 в кислой среде применяется при получении хлора из соляной кислоты, в стекольной промышленности.

Для окисления различных сернистых соединений и производных железа, при изготовлении гальванических элементов типа Лекланше и т. д.

8. Двуокись свинца PbO2 является исключительно сильным окислителем. Она широко применяется в работе свинцовых аккумуляторов.

Щелочные окислители

1. Марганцовокислый калий КМnO4 (перманганат калия)— сильный окислитель, применяется для окисления многих органических соединений.

Перманганат калия в кислой среде окисляет соли двухвалентного олова и железа в соли четырёх- и трёхвалентные.

Он также окисляет: сульфиты — в сульфаты, нитриты — в нитраты, йодистый калий — до свободного йода, соляную кислоту — до хлора, перекись водорода— до кислорода и т. д.

Характер восстановления КМnOзависит от среды, в которой протекает реакция.

2. Хлорная (или белильная) известь относится к числу наиболее сильных окислителей, широко применяется для отбелки тканей и бумаги, для дезинфекции и т. д.

В военное время хлорная известь используется для дегазации местности, заражённой отравляющим веществом.

3. Растворы гипохлорита калия и натрия

2KOH + Cl2 = KOCl + KCl + H2O

2NaOH + Cl2 = NaOCl + NaCl + H2O

применяются для отбелки тканей, главным образом хлопчатобумажных и льняных, а также бумаги.

Особое место занимают ионы так называемой промежуточной зарядности, которые в зависимости от условий реакции могут быть как окислителями, так и восстановителями.

Таковы, например:

S+4 в соединении Na2SO3; N+3 „ , KNO2; Мn+4 „ „ МnO2; Cl+1 „ „ NaOCl.

Следовательно, подразделение веществ на восстановители и окислители имеет до некоторой степени условный характер.

И преследует цель — указать на преобладание окислительных или восстановительных свойств у данного вещества в определённых условиях.

Статья на тему Окислитель

Leave a Comment