Окислитель

Окисли́тель — вещество, в состав которого входят атомы, присоединяющие 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, В
O2 кислород	${\mbox {O}}_{2}^{0} + 4{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {O}}^{2-}$	Разные, включая оксиды, H2O и CO2	+1,229 (в кислой среде) +0,401 (в щелочной среде)
O3 озон		Разные, включая кетоны и альдегиды
Пероксиды	$2 {\mbox {O}}^{-} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {O}}^{2-}$	Разные, включая оксиды, окисляет сульфиды металлов до сульфатов H2O
Hal2 галогены	${\mbox {Hal}}_{2}^{0} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {Hal}}^{-}$	Hal−; окисляет металлы, P, C, S, Si до галогенидов	F2: +2,87 Cl2: +1,36 Br2: +1,04 I2: +0,536
ClO− гипохлориты		Cl−
ClO3− хлораты		Cl−
HNO3 азотная кислота	с активными металлами, разбавленная ${\mbox {N}}^{5+} + 8{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{3-}$ с активными металлами, концентрированная ${\mbox {N}}^{5+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{2+}$ с тяжёлыми металлами, разбавленная ${\mbox {N}}^{5+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{2+}$ c тяжёлыми металлами, концентрированная ${\mbox {N}}^{5+} + {\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {N}}^{4+}$	NH3, NH4+ NO NO NO2
H2SO4, конц. серная кислота	c неметаллами и тяжёлыми металлами ${\mbox {S}}^{6+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{4+}$ с активными металлами ${\mbox {S}}^{6+} + 6{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{0} \downarrow$ ${\mbox {S}}^{6+} + 8{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {S}}^{2-}$	SO2; окисляет металлы до сульфатов с выделением сернистого газа или серы S H2S
Шестивалентный хром	${\mbox {Cr}}^{6+} + 6{\mbox {e}}^{-} \rightarrow 2{\mbox {Cr}}^{3+}$	Cr3+	+1,33
MnO2 оксид марганца(IV)	${\mbox {Mn}}^{4+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{2+}$	Mn2+	+1,23
MnO4− перманганаты	кислая среда ${\mbox {Mn}}^{7+} + 5{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{2+}$ нейтральная среда ${\mbox {Mn}}^{7+} + 3{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{4+}$ сильнощелочная среда ${\mbox {Mn}}^{7+} + {\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Mn}}^{6+}$	Mn2+ MnO2 MnO42−	+1,51 +1,695 +0,564
Катионы металлов и H+	${\mbox {Me}}^{2+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {Me}}^{0} \downarrow$ $2 {\mbox {H}}^{+} + 2{\mbox {e}}^{-} \rightarrow {\mbox {H}}_{2}^{0} \uparrow$	Me0 H2	См. Электрохимический ряд активности металлов

Мнемонические правила

Для запоминания свойств окислителей и восстановителей существует несколько мнемонических правил:

1. Окислитель — грабитель (в процессе окислительно-восстановительной реакции окислитель присоединяет электроны).
2. Ассоциация со знакомым словом: ПВО — Присоединяет (электроны), Восстанавливается, является Окислителем.
3. Отдает — окисляется, сам восстановителем является.

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 + 4HNO_3(конц.) = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
• 3Zn + 8HNO_3(40 %) = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
• 4Zn + 10HNO_3(20 %) = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O
• 5Zn + 12HNO_3(6 %) = 5Zn(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O
• 4Zn + 10HNO_3(0.5 %) = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Сильные окислители

Сильными окислительными свойствами обладает «царская водка» — смесь одного объема 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.

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.

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, 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