概述
英文名:strong oxidant
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。
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。
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。
(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)
強弱標準
弱氧化劑 | 以Fe3+離子為界限標準電極電勢數值小於0.77的(E<0.77V) | 氫離子H+(0);硫S(0.142);正四價錫離子Sn4+(0.151);正三價銻離子Sb3+(0.152);稀硫酸H2SO4(0.17);正二價銅離子Cu2+(0.341);正四價硫離子S4+(0.45);正一價銅離子(亞銅離子)Cu1+(0.52);碘I2(0.536) |
較強氧化劑 | 從Fe3+離子開始到O2氧氣的電極電勢數值(+0.77V<E<+1.23V) | 正三價鐵離子Fe3+(0.77);正一價汞離子(亞汞離子)Hg+(0.79);正一價銀離子Ag+(0.8);正二價汞離子Hg2+(0.85);冷濃硫酸H2SO4(0.9);稀硝酸HNO3(0.96);亞硝酸HNO2(0.983);碲酸H6TeO6(1.02);正四價氮離子N4+(1.035);溴Br2(1.087);熱濃硫酸H2SO4(1.1);濃硝酸HNO3(1.1);硒酸H2SeO4(1.15);四氯化碳CCl4(1.18);碘酸HIO3(1.195);正四價錳離子Mn4+(1.22) |
很強氧化劑 | 從氧氣到Co3+離子(+1.23V<E<+1.83V) | 氧氣O2(1.23);正三價鉈離子Tl3+(1.25);重鉻酸H2Cr2O7(1.33),氯氣Cl2(1.358);高氯酸(過氯酸)HClO4(1.39);次碘酸HIO(1.44);氯酸HClO3(1.47),溴酸HBrO3(1.482);正三價金離子Au3+(1.5);次溴酸HBrO(1.57);偏高碘酸(偏過碘酸)H5IO6(1.60);次氯酸HClO(1.61);亞氯酸HClO2(1.645);正四價鎳離子Ni4+(1.678);高錳酸(過錳酸)HMnO4(1.679);正四價鉛離子Pb4+(1.691);正一價金離子(亞金離子)Au+(1.692);高溴酸(過溴酸)HBrO4(1.763);正一價氮離子N+(1.766);過氧化氫H2O2(1.776,實際氧化能力弱於氯氣Cl2) |
極強氧化劑 | 氧化性大於Co3+離子(E>+1.83V) | 正三價鈷離子Co3+(1.83);正二價銀離子Ag2+(1.98);過二硫酸H2S2O8(需要銀離子Ag+催化)(2.01);臭氧O3(2.076);氙酸H2XeO4(2.11);高鐵酸H2FeO4(2.2);氟化氧OF2(2.244);二氟化氙XeF2(2.365);五氟化溴BrF5(2.408);氧原子O(2.694);三氟化氯(2.796);OH-自由基(2.85);氟氣F2(2.866);六氟化銠RhF6(2.908);六氟化鉑PtF6(2.924);六氟化銥IrF6(2.941);高氙酸H4XeO6(濃度>8mol/L時爆炸分解)(3.0);二氟化二氧(極不穩定)(3.0194);二氟化三氧O3F2(氧元素為+2/3價)(3.0202);二氟化六氧O6F2(極不穩定)(3.0272);二氟化氪KrF2(3.0273);氟原子F(3.055) |
幾種類型
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
矽、磷、硫等同樣也會在氟氣中燃燒。
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。
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,濕的氯氣比干的還活潑,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。
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。
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。
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,有廣泛的套用,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。
重鉻酸鉀呈橙紅色板狀結晶,有強氧化性,與可燃物接觸可能著火。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套用,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。
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)。
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
還原劑
(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。