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強氧化劑( Strong oxidants ),是指具有強烈氧化性的物質,通俗的說就是能與氧氣發生劇烈反應的物質。氧化劑具有的得電子的性質稱為氧化性,氧化性的決定因素是該物質中高價態元素的得電子傾向。在溶液中,根據雙電層理論,氧化性的大小反映為氧化劑的標準氫電極電勢 :電勢越高,則氧化性越強;電勢越低,則氧化性越弱,相對應的,其還原態的還原性則越強。強氧化劑就是具有高電勢的氧化物質。

強氧化劑

目錄

概述

具有強烈氧化性的物質,通俗的說就是能與氧氣發生劇烈反應的物質。[1]

在標準電位順序中的位置越靠後,標準電位值越正,在化學反應中越易獲得電子,則這類物質(如分子、原子或離子)就是越強的氧化劑。

如三價鈷鹽、過硫酸鹽、過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、氯酸鹽、 發煙硫酸等,都是強氧化劑。

常見的氧化劑是在化學反應中易得電子被還原的物質。

(1)典型的非金屬單質如F2、O3、Cl2、Br2、I2、S等(其氧化性強弱與非金屬活動性基本一致)。

(2)含有變價元素的高價化合物,如KMnO4 KClO4 H2SO4 HNO3 等。[2]

(3)金屬陽離子如:Fe3+、Cu2+、(H+)(在金屬與酸、鹽溶液的置換反應,如反應Fe+CuSO4=FeSO4+Cu中,實質上是Cu2+離子氧化Fe原子,Cu2+是氧化劑,Fe是還原劑)

幾種類型

1.氟氣(F2)

氟氣(F2)是淡黃色的氣體,強氧化性,有特殊難聞的臭味,劇毒。-188℃以下,凝成黃色的液體。在-223℃變成黃色結晶體。在常溫下,氟幾乎能和所有的元素化合:大多數金屬都會被氟腐蝕,鹼金屬在氟氣中會燃燒,甚至連黃金在受熱後,也能在氟氣中燃燒。許多非金屬,如硅、磷、硫等同樣也會在氟氣中燃燒。

2.臭氧(O3)

臭氧是氧氣的同素異形體,有強氧化性。在常溫下,它是一種有特殊臭味的藍色氣體。臭氧主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收對人體有害的短波紫外線,防止其到達地球。氣態臭氧厚層帶藍色,有特殊臭味,濃度高時與氯氣氣味相像;液態臭氧深藍色,固態臭氧紫黑色。

3.氯氣(Cl2)

氯單質為黃綠色氣體,有窒息性臭味;熔點-100.98°C,沸點-34.6°C,氣體密度3.214克/升,20°C時1體積水可溶解2.15體積氯氣。氯相當活潑,濕的氯氣比乾的還活潑,具有強氧化性。除了氟、氧、氮、碳和惰性氣體外,氯能與所有元素直接化合生成氯化物;氯還能與許多化合物反應,例如與許多有機化合物進行取代反應或加成反應。

4.硝酸(HNO3)

硝酸(nitric acid)分子式,是一種有強氧化性、強腐蝕性的無機酸,酸酐為五氧化二氮。硝酸的酸性較硫酸和鹽酸小(PKa=-1.3),易溶於水,在水中完全電離,常溫下其稀溶液無色透明,濃溶液顯棕色。硝酸不穩定,易見光分解,應在棕色瓶中於陰暗處避光保存,嚴禁與還原劑接觸。硝酸在工業上主要以氨氧化法生產,用以製造化肥、炸藥、硝酸鹽等,在有機化學中,濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。

5.濃硫酸

濃硫酸是指濃度(這裡的濃度是指硫酸溶液里硫酸的質量百分比)大於或等於70%的硫酸溶液。濃硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與普通硫酸或普通濃硫酸最大的區別之一。常用的濃硫酸中H2SO4的質量分數為98.3%,其密度為1.84g·cm-3,其物質的量濃度為18.4mol·L-1。硫酸是一種高沸點難揮發的強酸,易溶於水,能以任意比與水混溶。

6.高錳酸鉀

高錳酸鉀 亦名"灰錳氧"、"PP粉",是一種常見的強氧化劑,常溫下為紫黑色片狀晶體,易見光或受熱分解:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑,故需避光存於陰涼處,嚴禁與易燃物及金屬粉末同放。高錳酸鉀以二氧化錳為原料製取,有廣泛的應用,在工業上用作消毒劑、漂白劑等,在實驗室,高錳酸鉀因其強氧化性和溶液顏色鮮艷而被用於物質的鑑定,酸性高錳酸鉀溶液是氧化還原滴定的重要試劑。

7.重鉻酸鉀(K2Cr2O7)

重鉻酸鉀呈橙紅色板狀結晶,有強氧化性,與可燃物接觸可能着火。比重2.676。熔點398℃。本品為用途極廣的鉻化合物,用於鉻酸混合液和重鉻酸滴定等實驗室應用,工業上的鉻酸鹽、重鉻酸鹽製造、有機合成,電鍍、防腐劑、顏料、媒染劑,照相、印刷、電池、安全火柴、化學研磨劑等。六價鉻毒性大於三價鉻。鉻還是一種致敏源,六價鉻有刺激性和腐蝕性,是一種致癌物。

8.次氯酸鈉(NaClO)

白色粉末,有潮解性。在空氣中不穩定,受熱後分解。工業品則是淺黃色透明液體。俗稱漂白水,是不穩定化合物。能逐漸釋放出氧氣。鹼性次氯酸鈉溶液比較穩定,俗稱安替福明。能溶於冷水,受熱到35℃以上或遇酸則分解,有強氧化性。作為氧化劑使用時主要在強鹼介質使用。在酸性介質下迅速分解(原因:鹼性溶液申 4ClO-+2H2O→2CI2↑+O2↑+4OH-中加H+促進反應正向進行,酸性越強,反應越激烈)。

9.雙氧水(H2O2)

水溶液為無色透明液體,有微弱的特殊氣味。純過氧化氫是淡藍色的油狀液體。存在於空氣和水中,光照、閃電和微生物均可產生過氧化氫。化學性質極不穩定,是一種強氧化劑,具有較強的漂白和防腐功能,可以掩蓋食品本身的腐敗變質。

10.其它強氧化劑

其他較常見的強氧化劑還有二氧化鉛鉍酸鈉高碘酸三氟化鈷高鐵酸鈉等,但較前面列舉的強氧化劑應用得少一些。

還原劑

常見的還原劑是在化學反應中易失電子被氧化的物質。

(1)典型的金屬單質如:K、Ca、 Na、Mg等(其還原性強弱與金屬活動性基本一致)

(2)某些非金屬單質及其化合物如:H2、C、CO。

(3)有變價元素的最低價態化合物如:H2S、HI、HBr、HCl

(4)非金屬陰離子如:S2-、I-、Br-、Cl-

活潑的金屬單質,如Na,Al,Zn,Fe等.某些非金屬單質,如H2,C,Si等.元素(如C,S等)處於低化合價時的氧化物,如CO,SO2等.元素(如Cl,S等)處於低化合價時的酸,如HCl,H2S等.元素(如Fe,S等)處於低化合價時的鹽,如Na2SO3,FeSO4等。

常見的還原劑還有:氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、鐵屑(Fe)、鋅粉(Zn)等。

參考來源