Оксидациони агенс
Оксидациони агенс (оксиданс, оксидизер) се може дефинисати као супстанца која уклања електроне са неког другог реактанта у редокс хемијској реакцији.[1] Оксидациони агенс се редукује преузимањем електрона на себе, док се редуктанс оксидује дајући електроне. Кисеоник је добар пример оксидационог агенса међу многобројним другим једињењима.[2][3] Уобичајени оксиданти су кисеоник, водоник пероксид и халогени.
Оксидационо средство је хемијска врста која пролази кроз хемијску реакцију у којој добија један или више електрона. У том смислу, то је једна компонента у оксидационо-редукционој (редокс) реакцији. Оксидационо средство је исто тако хемијска врста која преноси електронегативне атоме, обично кисеоник, на супстрат. Сагоревање, многи експлозиви и органске редокс реакције обухватају реакције преноса атома.
Електронски акцептори уреди
Електронски акцептори[4] учествују у реакцијама преноса електрона.[5][6][7] У том контексту, оксидационо средство се назива акцептор електрона, а редукционо средство донатор електрона. Класично оксидационо средство је фероценијум јон Фе(C
5Х
5)+
2, који прихвата електрон да формира Fe(C5H5)2.[8][9][10] Један од најјачих акцептора на тржишту је магично плаво,[11] радикални катјон изведен из N(C6H4-4-Br)3.[8]
Доступне су опсежне табеле за рангирање својстава прихватања електрона за различите реагенсе (редокс потенцијали), погледајте стандардни потенцијал електрода.[12][13][14]
Реагенси атомског трансфера уреди
У уобичајенијој употреби, оксидационо средство преноси атоме кисеоника на супстрат. У том контексту, оксидационо средство се може назвати оксигенационим реагенсом или агенсом трансфера атома кисеоника (ОАТ).[15] Примери укључују МнО−
4 (перманганат), ЦрО2−
4 (хромат), OsO4 (осмијум тетроксид), а посебно ЦлО−
4 (перхлорат). Уочите да су све ове врсте оксиди.
У неким случајевима, ови оксиди могу послужити и као акцептори електрона, што је илустровано конверзијом МнО−
4 у МнО2−
4, манганат.
Дефиниција опасних материјала уреди
По дефиницији оксидационог средства као опасног терета то је супстанца која може изазвати или допринети сагоревању другог материјала.[16] Према овој дефиницији, неки материјали које аналитички хемичари класификују као оксиданционе агенсе нису класификовани као такви у смислу опасних материјала. Пример је калијум дихромат, који не испуњава критерије оксидационих агенаса као опасних материја.
Министарство транспорта САД специфично дефинише оксидационе агенсе. Постоје две дефиниције оксидационих агенаса према ДОТ прописима. Оне су Класа 5; Одељак 5.1(а)1 и Класа 5; Одељак 5.1(а)2. Одељак 5.1 „означава материјал који генерално отпуштањем кисеоника може изазвати или појачати сагоревање других материјала.” Одељак 5.(а)1 ДОТ кода примењује се на чврсте оксиданте „ако је, када се тестира у складу са Приручником за испитивања и критеријуме УН (ИБР, види § 171.7 овог потпоглавља), његово средње време горења мање или једнако од времена сагоревања мешавине 3:7 калијум бромата/целулозе.” 5.1(а)2 ДОТ кода примењује се на течне оксидансе „ако се, када се тестира у складу са УН Приручником за испитивања и критеријуме, спонтано запали или ако је његово средње време за пораст притиска са 690 кПа на 2070 кПа мање од времена мешавине 1:1 азотне киселине (65 процената)/целулозе.”[17]
Примери оксидације уреди
Формирање гвожђе(III) оксида;
- 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
У горњој једначини, гвожђе (Fe) има оксидациони број 0 пре и 3+ након реакције. За кисеоник (O) почетни оксидациони број је 0 и смањује се до 2−. Те промене се могу посматрати као две полуреакције, које се истовремено одвијају:
- Полуреакција оксидације: Fe0 → Fe3+ + 3e−
- Полуреакција редукције: O2 + 4e− → 2 O2−
Гвожђе (Fe) је постало оксидовано, јер је његов оксидациони број повећан. Оно је редукциони агенс, јер је дало електроне кисеонику (O). Кисеоник (O) је редукован, јер је његов оксидациони број умањен. Он је оксидациони агенс, јер је узео електроне са гвожђа (Fe).
Уобичајени оксидациони агенси и њихови производи уреди
| Агенс | Продукт(и) |
|---|---|
| O2 кисеоник | Разни, међу којима су оксиди H2O и CO2 |
| O3 озон | Разни, неки од њих су: кетони, алдехиди, и H2O |
| F2 флуор | F− |
| Cl2 хлор | Cl− |
| Br2 бром | Br− |
| I2 јод | I−, I3− |
| OCl− хипохлорит | Cl−, H2O |
| ClO3− хлорат | Cl−, H2O |
| HNO3 азотна киселина | NO азот моноксид NO2 азот диоксид |
| Хексавалентни хром CrO3 хром триоксид CrO42− хромат Cr2O72− дихромат |
Cr3+, H2O |
| MnO4− перманганат MnO42− манганат |
Mn2+ (кисели) или MnO2 (базни) |
| H2O2, други пероксиди | Разни, нпр. оксиди и H2O |
Види још уреди
Референце уреди
- ^ Уллманн’с Енцyцлопедиа оф Индустриал Цхемистрy. Wеинхеим: Wилеy-ВЦХ. 2005.
- ^ Худлицкý, Милош (1996). Редуцтионс ин Органиц Цхемистрy. Wасхингтон, D.C.: Америцан Цхемицал Социетy. стр. 429. ИСБН 978-0-8412-3344-7.
- ^ Худлицкý, Милош (1990). Оxидатионс ин Органиц Цхемистрy. Wасхингтон, D.C.: Америцан Цхемицал Социетy. стр. 456. ИСБН 978-0-8412-1780-5.
- ^ „елецтрон аццептор”. Тхе ИУПАЦ Цомпендиум оф Цхемицал Терминологy. ИУПАЦ Голд Боок. 2014. ИСБН 978-0-9678550-9-7. дои:10.1351/голдбоок.Е01976. Архивирано из оригинала 2018-05-26. г. Приступљено 21. 4. 2018.
- ^ Пиецхота, Ериц Ј.; Меyер, Гералд Ј. (2019). „Интродуцтион то Елецтрон Трансфер: Тхеоретицал Фоундатионс анд Педагогицал Еxамплес”. Јоурнал оф Цхемицал Едуцатион. 96 (11): 2450—2466. Бибцоде:2019ЈЦхЕд..96.2450П. С2ЦИД 208754569. дои:10.1021/ацс.јцхемед.9б00489.
- ^ Греенwоод, Н. Н.; Еарнсхаw, А. (1997). Цхемистрy оф тхе Елементс (2нд ед.). Оxфорд: Буттерwортх-Хеинеманн. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Холлеман, А. Ф.; Wиберг, Е. (2001). Инорганиц Цхемистрy. Сан Диего: Ацадемиц Пресс. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ а б N. G. Connelly; W. E. Geiger (1996). „Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry”. Chemical Reviews. 96 (2): 877—910. PMID 11848774. doi:10.1021/cr940053x.
- ^ Nielson, Roger M.; McManis, George E.; Safford, Lance K.; Weaver, Michael J. (1989). „Solvent and electrolyte effects on the kinetics of ferrocenium-ferrocene self-exchange. A reevaluation”. J. Phys. Chem. 93 (5): 2152. doi:10.1021/j100342a086.
- ^ Le Bras, J.; Jiao, H.; Meyer, W. E.; Hampel, F.; Gladysz, J. A. (2000). „Synthesis, Crystal Structure, and Reactions of the 17-Valence-Electron Rhenium Methyl Complex [(η5-C5Me5)Re(NO)(P(4-C6H4CH3)3)(CH3)]+ B(3,5-C
6H
3(CF
3)
2)−
4: Experimental and Computational Bonding Comparisons with 18-Electron Methyl and Methylidene Complexes”. J. Organomet. Chem. 616: 54—66. doi:10.1016/S0022-328X(00)00531-3. - ^ Earle, Martyn J.; Vibert, Aude; Jahn, Ullrich (2011). „Tris(4-bromophenyl)aminium Hexachloroantimonate”. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. ISBN 978-0471936237. doi:10.1002/047084289X.rt397.pub2.
- ^ Bard, Allen J.; Parsons, Roger; Jordan, Joseph (1985). Standard Potentials in Aqueous Solution. CRC Press. ISBN 978-0-8247-7291-8.
- ^ Vanýsek, Petr (2012). „Electrochemical Series”. Ур.: Haynes, William M. Handbook of Chemistry and Physics (93rd изд.). CRC Press. стр. 5—80. ISBN 9781439880494.
- ^ Vanýsek, Petr (2011). „Electrochemical Series”. Ур.: Haynes, William M. CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd изд.). CRC Press. стр. 5—80—9. ISBN 978-1-4398-5512-6.
- ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th изд.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7.
- ^ Australian Dangerous Goods Code, 6th Edition
- ^ 49 CFR 172.127 General Requirements for Shipments and Packagings; Subpart D
Literatura уреди
- Jensen, W.B. (1980). The Lewis acid-base concepts : an overview. New York: Wiley. ISBN 0-471-03902-0.
- „Electron acceptor”. The IUPAC Compendium of Chemical Terminology. IUPAC Gold Book. 2014. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.E01976. Приступљено 21. 4. 2018.
- Phillips, John; Strozak, Victor; Wistrom, Cheryl (2000). Chemistry: Concepts and Applications. Glencoe McGraw-Hill. стр. 558. ISBN 978-0028282107. „Students often are confused when associating reduction with the gain of electrons.”
- Robertson, William (2010). More Chemistry Basics. National Science Teachers Association. стр. 82. ISBN 978-1-936137-74-9.
- Rodgers, Glen (2012). Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid-State Chemistry. Brooks/Cole, Cengage Learning. стр. 330. ISBN 978-0-8400-6846-0.
- Zumdahl, Steven; Zumdahl, Susan (2009). Chemistry. Houghton Mifflin. стр. 160. ISBN 978-0-547-05405-6.
- Schüring, J. (2000). Redox: Fundamentals, Processes and Applications. Springer. ISBN 978-3-540-66528-1.
- Piepho, Susan B.; Krausz, Elmars R.; Schatz, P. N. (1978). „Vibronic coupling model for calculation of mixed valence absorption profiles”. Journal of the American Chemical Society. 100 (10): 2996—3005. doi:10.1021/ja00478a011.; Publication Date: May 1978
- Beratan, D. N.; Betts, J. N.; Onuchic, J. N. (1991). „Protein Electron Transfer Rates Set by the Bridging Secondary and Tertiary Structure”. Science. 252 (5010): 1285—1288. Bibcode:1991Sci...252.1285B. PMID 1656523. doi:10.1126/science.1656523.
- Jensen, W.B. (1980). The Lewis acid-base concepts : an overview. New York: Wiley. ISBN 0-471-03902-0.
- Quiroz-Guzman, Mauricio; Brown, Seth N. (2010). „Tris(4-bromophenyl)aminium hexachloridoantimonate ('Magic Blue'): A strong oxidant with low inner-sphere reorganization”. Acta Crystallographica Section C. 66 (7): m171—m173. PMID 20603548. doi:10.1107/S0108270110019748.
- Schmidt, Werner; Steckhan, Eberhard (1980). „Über organische Elektronenüberträgersysteme, I. Elektrochemische und spektroskopische Untersuchung bromsubstituierter Triarylamin‐Redoxsysteme”. Chemische Berichte. 113 (2): 577—585. doi:10.1002/cber.19801130215.
- Chemistry LibreTexts (2021-04-26). „P1: Standard Reduction Potentials by Element”. Chemistry LibreTexts. Приступљено 2021-11-30.
- „Standard Reduction Potentials” (PDF). csun.edu (на језику: енглески). California State University, Northridge (CSUN). Архивирано (PDF) из оригинала 2017-12-15. г. Приступљено 2021-11-30.
- Bratsch, Steven G. (1989). „Standard electrode potentials and temperature coefficients in water at 298.15 K” (PDF). nist.gov (на језику: енглески). Приступљено 2021-11-30.
- Wardman, Peter (1989). „Reduction potentials of one-electron couples involving free radicals in aqueous solution” (PDF). srd.nist.gov (на језику: енглески). Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г. Приступљено 2021-11-30.
- Bard, A.J.; Faulkner, L.R. (2001). Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications (2nd изд.). Wiley. ISBN 9781118312803.
- Pourbaix, Marcel (1966). Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions. Houston, Texas; Cebelcor, Brussels: NACE International. OCLC 475102548.
- Atkins, Peter W. (1997). Physical Chemistry (6th изд.). W.H. Freeman. ISBN 9780716734659.
- Aylward, Gordon; Findlay, Tristan (2008). SI Chemical Data (6th изд.). Wiley. ISBN 978-0-470-81638-7.
- Pang, Suh Cem; Chin, Suk Fun; Anderson, Marc A. (јул 2007). „Redox equilibria of iron oxides in aqueous-based magnetite dispersions: Effect of pH and redox potential”. J. Colloid Interface Sci. 311 (1): 94—101. Bibcode:2007JCIS..311...94P. PMID 17395194. doi:10.1016/j.jcis.2007.02.058. Приступљено 2017-03-26.
