Окисли́тель — вещество, в состав которого входят атомы, присоединяющие к себе 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. Электрохимическое окисление позволяет окислять практически любые вещества на аноде, в растворах или в расплавах. Так, самый сильный неорганический окислитель, элементарный фтор, получают электролизом расплавов фторидов.
Распространённые окислители и их продукты Окислитель Полуреакции Продукт Стандартный потенциал, ВO2 кислород
Разные, включая оксиды, H2O и CO2 +1,229 (в кислой среде) +0,401 (в щелочной среде)O3 озонРазные, включая кетоны и альдегиды +2,07 (в кислой среде)ПероксидыРазные, включая оксиды, окисляет сульфиды до сульфатовHal2 галогены Hal−; окисляет металлы, P, C, S, Si до галогенидовF2: +2,87 Cl2: +1,36 Br2: +1,04 I2: +0,536ClO− гипохлориты Cl−ClO3− хлораты Cl−HNO3 азотная кислотас активными металлами, разбавленная
с активными металлами, концентрированная
с тяжёлыми металлами, разбавленная
c тяжёлыми металлами, концентрированнаяNH3, NH4+
NO
NO
NO2H2SO4, конц. серная кислотаc неметаллами и тяжёлыми металлами
с активными металламиSO2; окисляет металлы до сульфатов с выделением сернистого газа или серы
S
H2SШестивалентный хромCr3+ +1,33MnO2 оксид марганца(IV)Mn2+ +1,23MnO4− перманганатыкислая среда
нейтральная среда
сильнощелочная среда Mn2+
MnO2
MnO42− +1,51
+1,695
+0,564Катионы металлов и H+Me0
H2См. Электрохимический ряд активности металлов
Зависимость степени окисления от концентрации окислителя 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 Сильными окислительными свойствами обладает «царская водка» — смесь одного объёма 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.
Селеновая кислота — одна из немногих неорганических кислот, в концентрированном виде способная окислять золото. Более сильный окислитель даже в умеренно разбавленном растворе, чем серная кислота. Способна к окислению соляной кислоты по уравнению:
При этом продуктами реакции являются селенистая кислота, свободный хлор и вода. В то же время концентрированная серная кислота не способна окислять HCl.
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.
К сильным окислителям относятся также оксид меди(III), озонид цезия, надпероксид цезия, все оксиды и фториды ксенона.
Очень сильные окислители Условно к «очень сильным окислителям» относят вещества, превышающие по окислительной активности молекулярный фтор. К ним, например, относятся: гексафторид платины, диоксидифторид, дифторид криптона, фторид серебра(II), катионная форма Ag2+, 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
Окислительно-восстановительные реакции
*