什么是氧化劑
在氧化還原反應(yīng)中,獲得電子的物質(zhì)稱作氧化劑,與此對應(yīng),失去電子的物質(zhì)稱作還原劑。狹義地說,氧化劑又可以指可以使另一物質(zhì)得到氧的物質(zhì),以此類推,氟化劑是可以使物質(zhì)得到氟的物質(zhì),氯化劑、溴化劑等亦然。
(注:這兩種定義有不同,前者強調(diào)電子的得失,后者則強調(diào)氧元素的得失。根據(jù)前者定義,一些物質(zhì),如二氟化氙是強氧化劑,而根據(jù)后者定義,則為氟化劑。本詞條主要描述前者。)
含有容易得到電子元素的物質(zhì),即氧化性強的物質(zhì)常用氧化劑。
總之,氧化劑具有氧化性,得到電子化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),得到還原產(chǎn)物。
常見氧化劑
常見的氧化劑中,氟氣的氧化性最強,相應(yīng)的,氟離子的還原性最弱,實際上,僅有少數(shù)化合物能氧化氟離子生成氟氣,且基本為歧化反應(yīng)。
凡品名中有"高"、"重"、“過”字的,如高氯酸鹽、高錳酸鹽、重鉻酸鹽,過氧化鈉等,都屬于此類物質(zhì)。常見的氧化劑有氧氣(或空氣)、氯氣、重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硝酸等。常見的這類物質(zhì)有:
氯酸鹽:ClO3-;高氯酸鹽:ClO4-;無機過氧化物:Na2O2、K2O2、MgO2、CaO2、BaO2、H2O2;硝酸鹽:NO3-;高錳酸鹽:MnO4-。
舉例:
典型的非金屬單質(zhì)如F2、Cl2、O2、Br2、I2、S、Si等(其氧化性強弱與非金屬活動性基本一致);
含有變價元素的高價化合物,如KMnO4、KClO3、濃 H2SO4 、HNO3、MnO2 、FeCl3等;
金屬陽離子如:Fe3+、Cu2+等。
什么是還原劑
還原劑是在氧化還原反應(yīng)里,失去電子或有電子偏離的物質(zhì)。還原劑本身具有還原性,被氧化,其產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物。還原與氧化反應(yīng)是同時進行的,即是說,還原劑在與被還原物進行氧化反應(yīng)的同時,自身也被氧化,而成為氧化物。所含的某種物質(zhì)的化合價升高的反應(yīng)物是還原劑。
典型還原劑
活潑的金屬單質(zhì):如Na,Al,Zn,Fe等.
活潑的金屬氫化物:如氫化鋁鋰LiAlH4
某些非金屬單質(zhì):如H2,C,Si等.元素(如C,S等)
堿金屬單質(zhì):如Li,Na,K等
處于低化合價時的氧化物:如CO,SO2,H2O2等。
非金屬氫化物:如H2S,NH3,HCl,CH4等。
處于低化合價時的鹽:如Na2SO3,FeSO4等。
氯化亞錫SnCl2,草酸H2C2O4,硼氫化鉀KBH4,硼氫化鈉NaBH4,乙醇C2H5OH
如何判斷氧化劑和還原劑
升(化合價)失(電子)氧(氧化物 氧化反應(yīng)) 降(化合價)得(電子)還(還原物 還原反應(yīng)) 若說劑 正相反
物質(zhì)與氧反應(yīng),生成氧化物的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)。
有含氧的化合物反應(yīng)不一定是氧化反應(yīng),比如如果生成的化合物雖然含氧,但不是氧化物的話,就不叫氧化反應(yīng)
如果你是高中的,氧化反應(yīng)就是指化合價升高的反應(yīng)。
氧化、還原概念久已為人們所認(rèn)識和應(yīng)用了。人們對它的認(rèn)識有一個過程,是逐步深化的。氧化反應(yīng)本來的意思是指燃料在空氣或氧氣里的燃燒,金屬的灼燒和銹蝕,生物的呼吸,等等。還原反應(yīng)被描述為從金屬礦石中提煉出金屬來,等等。所以得氧就是氧化反應(yīng),失氧就是還原反應(yīng)。但是,又發(fā)現(xiàn)在有些反應(yīng)里,氧化并沒有得氧,而是失去了氫。如硫化氫溶液暴露在空氣里跟氧氣反應(yīng),生成硫和水。
2H2S+O2=2H2O+2S
在這個反應(yīng)里,H2S的被氧化是失去了氫,氧氣的被還原卻是得到了氫。這樣,氧化、還原概念又有所擴展,氧化反應(yīng)就是得氧或失氫,還原反應(yīng)就是失氧或得氫。這個概念雖然是淺顯的,但到今天也仍然沒有失去它的意義。許多有機化學(xué)的和生物化學(xué)的氧化還原反應(yīng)常常是更直接地以失氫、得氫來衡量,如在光合作用里,水的被氧化是失氫,二氧化碳的被還原是得氫。
氧化、還原的概念后來又進一步擴展到除氧氣以外的非金屬,如氯氣、硫等的反應(yīng)。FeCl2的溶液容易在空氣里被氧化為FeCl3,這是氧化反應(yīng)。
12FeCl2+6H2O+3O2=8FeCl3十4Fe(OH)3↓
但是,F(xiàn)eCl2也很容易跟Cl2起反應(yīng),生成FeCl3。
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
研究了這二個反應(yīng)的實質(zhì),發(fā)現(xiàn)氧化、還原與電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系。失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng),得到電子的反應(yīng)是還原反應(yīng)。
氧化還原反應(yīng)必然同時發(fā)生的這一現(xiàn)象自然更深刻地被人們所認(rèn)識了,因為還原劑失去的電子,必然同時為氧化劑所獲得。
對于離子化合物的氧化還原反應(yīng)來說,電子是完全失去或完全得到的。但是,對于共價化合物來說,在氧化還原反應(yīng)中,有電子的偏移,但還沒有完全的失去或得到,那么用氧化數(shù)來表示就更為合理。例如
H2+Cl2=2HCl
這個反應(yīng)的生成物是共價化合物,氫原子的電子沒有完全失去,氯原子也沒有完全得到電子,只是形成的電子對偏離于氫,偏向于氯罷了。這樣,氧化數(shù)的升高就是氧化,氧化數(shù)的降低就是還原。在氧化還原反應(yīng)里,總的來說一種元素氧化數(shù)升高的數(shù)值總是跟另一種元素氧化數(shù)降低的數(shù)值相等。
氧化劑:
物質(zhì)的氧化性、還原性
氧化劑易于得到電子,具有氧化性。還原劑易于失去電子,具有還原性。所謂氧化性,是指具有氧化別的元素的能力,即奪取電子的能力;還原性是指具有還原別的元素的能力,即失去電子的能力。一般地說,強氧化劑,它的氧化性強,自身易被還原;強還原劑,它的還原性強,自身易被氧化。
金屬元素的原子易于失去電子,因此,它具有還原性。越活潑的金屬元素的單質(zhì),是越強的還原劑,具有越強的還原性。由此可見,元素的金屬性的強弱跟它的還原性強弱是一致的。常見金屬的活動性順序,也就是還原性順序。
許多非金屬元素的原子易于得到電子,因此,它們具有氧化性。越活潑的非金屬元素的單質(zhì),是越強的氧化劑,具有越強的氧化性。由此可見,元素的非金屬性的強弱跟它的氧化性強弱是一致的。
由于元素的金屬性、非金屬性的強弱分別跟元素的還原性、氧化性強弱相對應(yīng),因此,元素周期表反映元素金屬性、非金屬性變化規(guī)律的同時,也反映出元素還原性、氧化性的變化規(guī)律。