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強氧化劑就是具有強烈氧化性的物質。如三價鈷鹽、過硫酸鹽、過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、氧酸鹽、濃硫酸等。

1 強氧化劑 -概述

英文名:strong oxidant
具有強烈氧化性的物質。
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。
如三價鈷鹽、過硫酸鹽、過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、氧酸鹽、濃硫酸等,都是強氧化劑。
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、O₂、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 KClO₃ H2SO₄ HNO₃ MnO₂ 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+作氧化劑,Fe是還原劑)

2 強氧化劑 -常見強氧化劑


1.氟氣
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,甚至連黃金在受熱后,也能在氟氣中燃燒。許多非金屬,如硅、磷、硫等同樣也會在氟氣中燃燒。
2.臭氧
臭氧(分子式O₃)是氧的同素異形體,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。
3.氯氣
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,濕的氯氣比乾的還活潑,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。
4.硝酸
硝酸(nitric acid)分子式HNO₃,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。
5.濃硫酸
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。
6.高錳酸鉀
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,有廣泛的應用,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鑒定,酸性高錳酸鉀溶液是氧化還原滴定的重要試劑。
7.重鉻酸鉀
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應用,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。
8.次氯酸鈉
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,有氧化性。作為氧化劑使用時主要在強鹼介質使用。
9.雙氧水
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
其他較常見的強氧化劑還有二氧化鉛、鉍酸鈉、高碘酸、三氟化鈷、高鐵酸鈉等,但較前面列舉的強氧化劑應用得少一些。

3 強氧化劑 -還原劑


常見的還原劑是在化學反應中易失電子被氧化的物質。
(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。

4 強氧化劑 -氧化劑強弱的標準


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)

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<+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);濃硫酸H2SO4(0.9,加熱時1.1);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);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<+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(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(2.33);氧原子O(2.694);OH-自由基(2.85);氟氣F2(2.866);高氙酸H4XeO6(3.0)

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