在氧化还原反应中,获得电子的物质称作氧化剂,与此对应,失去电子的物质称作还原剂。狭义地说,氧化剂又可以指可以使另一物质得到氧的物质,以此类推,氟化剂是可以使物质得到氟的物质,氯化剂、溴化剂等亦然。
含有容易得到电子元素的物质,即氧化性强的物质常用氧化剂。总之,氧化剂具有氧化性,得到电子化合价降低,发生还原反应,得到还原产物。
氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性,氧化性的决定因素是该物质中高价态元素的得电子倾向。在溶液中,根据双电层理论,氧化性的大小反映为氧化剂的标准氢电极电势:电势越高,则氧化性越强;电势越低,则氧化性越弱,相对应的,其还原态的还原性则越强。
在水中,大部分氧化剂的氧化反应分为三个步骤:解离,亲和,合。这三步决定了氧化反应半反应的焓,对氧化剂的氧化性有非常大的影响。
氧化剂的作用主要有以下八个方面:
(1)在化学工业中,广泛用于多种原料和成品生产。在冶金中常用氧化剂以去除杂质而提纯所熔炼的金属,如炼钢过程中所用的氧化剂有铁矿石、铁磷、空气或工业纯氧等。在化学电池中,常用氧化剂以去除正极上所放出的氧,称为“去除剂”,如干电池中所用的二氧化锰。
(2)氧化剂遇热分解,易引起燃烧爆炸,所以不得受热。
(3)许多氧化剂易爆炸,如氯酸盐类、硝酸盐类,特别是有机过氧化物等,经摩擦、撞击、震动等作用后,易引起爆炸,所以要轻装轻卸。
(4)遇有机物、易燃物品、可燃物等会发生强烈反应,甚至会引起燃烧爆炸。所以氧化剂的包装材料、仓库和运输车辆等,必须彻底清扫干净,以防混入杂质,发生危险。
常见的氧化剂中,氟气的氧化性最强,相应的,氟离子的还原性最弱,实际上,仅有少数化合物能氧化氟离子生成氟气,且基本为歧化反应。
凡品名中有"高"、"重"、“过”字的,如高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐,过氧化钠等,都属于此类物质。常见的氧化剂有氧气(或空气)、氯气、重铬酸钠、重铬酸钾、高锰酸钾、硝酸等。
常见的这类物质有:氯酸盐:ClO3-;高氯酸盐:ClO4-;无机过氧化物:Na2O2、K2O2、MgO2、CaO2、BaO2、H2O2;硝酸盐:NO3-;高锰酸盐:MnO4-。
例如:
1、典型的非金属单质如F2、Cl2、O2、Br2、I2、S、Si等(其氧化性强弱与非金属活动性基本一致);
2、含有变价元素的高价化合物,如KMnO4、KClO3、浓 H2SO4 、HNO3、MnO2 、FeCl3等;
选择氧化剂应当考虑如下几点:
(1)氧化效率和用量。
(2)与被氧化体系配合性,在反应过程中稳定,不易挥发降低效力,不发生副反应,不影响最终产品的性能。
(3)氧化剂本身在储存过程中不易变质失效。
(4)使用复合氧化剂制得的胶黏剂明显优于单一氧化剂的作用。
(5)低毒安全,不损害健康,不污染环境。
(6)价廉易得。
(1)除不燃烧气体外,不得与其他性质抵触的物品共同储存;不同品种的氧化剂应分垛存放,严禁混入有机可燃物。仓库储存前后与运输车辆装卸前后,均应彻底清扫,严防混入杂质。
(2)包装要完好、密扎不得撒漏,以免危险。如遇包装破损,应立即采取措施,漏出部分须彻底扫除。
(3)仓库不得漏水,并应防止酸雾等侵入,严禁与酸类混放。仓库应阴凉通风,防止日光曝晒。
(4)储运过程中应避免摩擦、撞击。可参照爆炸物品。
(5)应单独装运,不得与酸类、有机物、还原剂等并车装运。在一般情况下,一级无机氧化剂不得与有机氧化剂配装;亚硝酸盐类、亚氯酸盐类与次亚氯酸盐不得与其他无机氧化剂配装。