Μέσο οξείδωσης

Κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης οξειδοαναγωγής, ένας οξειδωτικός παράγοντας είναι ένα αντιδραστήριο που αφαιρεί ηλεκτρόνια από άλλα αντιδρώντα, το οποίο είναι γνωστό ως οξείδωση. Τυπικά, ο οξειδωτικός παράγοντας απορροφά αυτά τα ηλεκτρόνια για τον εαυτό του, με αποτέλεσμα τη μείωση του οξειδωτικού παράγοντα και το κέρδος ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, μια οξειδωτική ουσία χρησιμεύει ως δέκτης ηλεκτρονίων. Ένας άλλος τρόπος να σκεφτείς έναν οξειδωτικό παράγοντα είναι ως είδος που είναι ικανό να μεταφέρει ηλεκτραρνητικά άτομα (ιδιαίτερα οξυγόνο) σε ένα υπόστρωμα.

Οι οξειδωτικοί παράγοντες αναφέρονται επίσης ως οξειδωτικά ή οξειδωτικά.

Οι οξειδωτικές ουσίες περιλαμβάνουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου, το όζον, το οξυγόνο, το νιτρικό κάλιο και το νιτρικό οξύ, για να αναφέρουμε μερικές. Κάθε ένα από τα αλογόνα είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας (π.χ. χλώριο, βρώμιο, φθόριο).

Κατά τη διάρκεια μιας χημικής διαδικασίας, ένας οξειδωτικός παράγοντας αποκτά ηλεκτρόνια και ανάγεται, ενώ ένας αναγωγικός παράγοντας χάνει ηλεκτρόνια και οξειδώνεται κατά την ίδια αντίδραση.

Επειδή ένα οξειδωτικό έχει τη δυνατότητα να συμβάλλει στην καύση, μπορεί να ταξινομηθεί ως δυνητικά επικίνδυνη ουσία. Όταν πρόκειται για οξειδωτικά, το σύμβολο κινδύνου είναι ένας κύκλος με φλόγες στην κορυφή του.

Παράγοντες που επηρεάζουν την οξειδωτική δύναμη ενός οξειδωτικού παράγοντα

Οι οξειδωτικοί παράγοντες βρίσκονται συνήθως στις πιο ακραίες καταστάσεις οξείδωσής τους, και ως αποτέλεσμα, έχουν σημαντική δυνατότητα να αποκτήσουν ηλεκτρόνια και να υποστούν αναγωγή όταν εκτίθενται στο οξυγόνο. Είναι γενικά αποδεκτό ότι τα οξειδωτικά είναι ιόντα, άτομα και μόρια που έχουν ισχυρή συγγένεια με τα ηλεκτρόνια που περιέχουν. Η οξειδωτική ισχύς αυξάνεται σε ευθεία αναλογία με την ισχύ της συγγένειας των ηλεκτρονίων.

Το στοιχειακό φθόριο θεωρείται συχνά ότι είναι ο πιο ισχυρός στοιχειώδης οξειδωτικός παράγοντας που υπάρχει. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι το φθόριο είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο στον σύγχρονο περιοδικό πίνακα, και ως αποτέλεσμα, έχει τη μεγαλύτερη ελκτική δύναμη στα ηλεκτρόνια από όλα τα στοιχεία του πίνακα. Λόγω της οξειδωτικής ισχύος του διατομικού φθορίου, μπορεί να προκαλέσει φλόγα μετάλλων όπως ο αμίαντος και ο χαλαζίας (καθώς και μόρια όπως το νερό) όταν εκτεθούν σε αυτό σε αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις.

Μεταξύ των άλλων τύπων στοιχειακών οξειδωτικών παραγόντων είναι το διατομικό οξυγόνο (O2), το διατομικό χλώριο (Cl2) και το όζον, για να αναφέρουμε μερικά παραδείγματα (O3). Αυτή η ομάδα οξειδωτικών περιέχει τις στοιχειακές μορφές του δεύτερου και του τρίτου πιο ηλεκτραρνητικού στοιχείου (οξυγόνο και χλώριο, αντίστοιχα), γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικούς δέκτες ηλεκτρονίων.

Σε μια διεργασία οξειδοαναγωγής, το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου μιας ημιαντίδρασης προσφέρει πληροφορίες σχετικά με την οξειδωτική ισχύ της χημικής ουσίας.

Παραδείγματα οξειδωτικών παραγόντων

Αλογόνα

Τα Αλογόνα είναι ένα σύνολο από δεκαεπτά στοιχεία στον περιοδικό πίνακα που συλλογικά αναφέρονται ως αλογόνα. Σύμφωνα με ορισμένους, έχουν σημαντική ικανότητα να αποκτούν ηλεκτρόνια, κάτι που μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι ηλεκτραρνητικότητες τους είναι υψηλότερες από αυτές άλλων στοιχείων της ίδιας ομάδας. Ουσιαστικά, αυτό σημαίνει ότι έχουν την ικανότητα να προσελκύουν ηλεκτρόνια στους αντίστοιχους πυρήνες τους με σχετική ευκολία. Το ιώδιο, το βρώμιο, το χλώριο και το φθόριο είναι μερικά μόνο από τα αλογόνα που είναι αποτελεσματικοί οξειδωτικοί παράγοντες. Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, το φθόριο θεωρείται ο πιο ισχυρός στοιχειώδης οξειδωτικός παράγοντας, καθώς έχει την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.

Οξυγόνο

Το οξυγόνο είναι το στοιχείο που έχει τον ατομικό αριθμό 8 και αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο «O» σε έναν περιοδικό πίνακα. Ένα αμέταλλο με εξαιρετικές οξειδωτικές ιδιότητες, ανήκει στην ομάδα των χαλκογόνων του περιοδικού πίνακα και είναι ένα εξαιρετικά δραστικό αμέταλλο με εξαιρετικές οξειδωτικές ιδιότητες. Η ισχυρή οξειδωτική δύναμη του οξυγόνου προκαλεί τα μέταλλα να αντιδρούν με το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μεταλλικών οξειδίων ως αποτέλεσμα. Η παρουσία οξυγόνου έχει παρατηρηθεί στις περισσότερες διαδικασίες καύσης.

Υπεροξείδιο του υδρογόνου

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) είναι μια χημική ένωση με μοριακό τύπο H2O2. Σύμφωνα με το ανθρώπινο μάτι, φαίνεται να είναι ένα άχρωμο υγρό με ιξώδες υψηλότερο από αυτό του νερού. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι η πιο βασική χημική ουσία, που αποτελείται από μια λειτουργική ομάδα υπεροξειδίου που συνδέεται με έναν απλό δεσμό οξυγόνου-οξυγόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ασθενές οξειδωτικό, απολυμαντικό και λευκαντικό, μεταξύ άλλων.

Υπάρχουν πολλοί περισσότεροι οξειδωτικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικά περιβάλλοντα καθώς και στην καθημερινή ανθρώπινη ζωή. Το οικιακό λευκαντικό (NaClO3), το νιτρικό κάλιο (KNO3) και το θειικό οξύ είναι όλα παραδείγματα οξειδωτικών παραγόντων (H2SO4).

Εφαρμογές οξειδωτικών παραγόντων

Μπορούν να βρεθούν διάφορες εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές για οξειδωτικά μέσα. Πολλές από αυτές τις χρήσεις παρατίθενται στην επόμενη ενότητα.

Τα υφάσματα αποχρωματίζονται.

Ο καθαρισμός του νερού είναι μια διαδικασία.

Για την καύση του καυσίμου απαιτείται η εφαρμογή οξειδωτικού παράγοντα.

Οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται για αποθήκευση ενέργειας.

Το καουτσούκ έχει βουλκανιστεί (αυξάνοντας την αντοχή και την ελαστικότητα του καουτσούκ).

Πολλές βιολογικές λειτουργίες, όπως ο μεταβολισμός και η φωτοσύνθεση, βασίζονται σε οξειδωτικά μέσα για τη σωστή λειτουργία τους.

Συμπέρασμα

Ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου πριν και μετά την αντίδραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση του οξειδωτικού παράγοντα και αυτή η πληροφορία μπορεί να ληφθεί από τον αριθμό οξείδωσης ενός ατόμου πριν και μετά τη διαδικασία. Είναι η απώλεια ηλεκτρονίων από το υλικό που ευθύνεται για την αύξηση του αριθμού οξείδωσης καθώς κινείται προς την πλευρά του προϊόντος της αντίδρασης. Η ουσία έλαβε ηλεκτρόνια και μειώθηκε, με αποτέλεσμα να μειωθεί ο αριθμός οξείδωσης του μορίου καθώς κινούνταν προς την πλευρά του προϊόντος της εξίσωσης. Επειδή κερδίζει ηλεκτρόνια, το υλικό που ανάγεται σε μια αντίδραση αναφέρεται ως οξειδωτικός παράγοντας. Επειδή έχει χάσει ηλεκτρόνια, το υλικό που έχει οξειδωθεί σε μια διαδικασία είναι γνωστό ως αναγωγικός παράγοντας.