Środek utleniający: co to jest, najsilniejsze przykłady

Środek utleniający to substancja chemiczna, która ma zdolność odejmowania elektronów od innej substancji (środka redukującego), która je oddaje lub traci. Znany również jako środek utleniający jest ten pierwiastek lub związek, który przenosi atomy elektroujemne do innej substancji.

Gdy badane są reakcje chemiczne, należy wziąć pod uwagę wszystkie substancje, które się w nich znajdują i procesy w nich zachodzące. Do najważniejszych należą reakcje oksydacyjno-redukcyjne, zwane również redoks, które wiążą się z przenoszeniem lub przenoszeniem elektronów między dwoma lub więcej gatunkami chemicznymi.

W tych reakcjach oddziałują dwie substancje: środek redukujący i środek utleniający. Niektóre z czynników utleniających, które można zaobserwować częściej, to między innymi tlen, wodór, ozon, azotan potasu, nadboran sodu, nadtlenki, chlorowce i nadmanganian.

Tlen uważany jest za najpowszechniejszy ze środków utleniających. Przykładem tych reakcji organicznych obejmujących transfer atomów jest spalanie, które składa się z reakcji wytwarzanej między tlenem a jakimś innym utlenialnym materiałem.

Jakie są środki utleniające?

W pół-reakcji utleniania zmniejsza się czynnik utleniający, ponieważ po otrzymaniu elektronów ze środka redukującego następuje spadek wartości ładunku lub liczby utleniania jednego z atomów środka utleniającego.

Można to wyjaśnić następującym równaniem:

2Mg (s) + O ₂ (g) → 2MgO (s)

Można zaobserwować, że magnez (Mg) reaguje z tlenem (O2), a tlen jest czynnikiem utleniającym, ponieważ odejmuje elektrony od magnezu - to znaczy redukuje - a magnez staje się z kolei w środku redukującym tej reakcji.

Podobnie, reakcja pomiędzy silnym środkiem utleniającym i silnym środkiem redukującym może być bardzo niebezpieczna, ponieważ mogą one gwałtownie oddziaływać, więc muszą być przechowywane w oddzielnych miejscach.

Jakie czynniki określają siłę środka utleniającego?

Gatunki te są rozróżniane według ich „siły”. Oznacza to, że najsłabsze są te, które mają mniejszą zdolność do odejmowania elektronów od innych substancji.

Natomiast najsilniejsi mają większą łatwość lub zdolność do „zrywania” tych elektronów. W celu jego zróżnicowania uwzględnia się następujące właściwości:

Radio atomowe

Jest znany jako połowa odległości oddzielającej jądra dwóch atomów od sąsiednich lub „sąsiadujących” elementów metalowych.

Promienie atomowe są zwykle określane przez siłę, z jaką najbardziej powierzchowne elektrony są przyciągane do jądra atomu.

Dlatego promień atomowy elementu maleje w układzie okresowym od dołu do góry i od lewej do prawej. Oznacza to, że na przykład lit ma znacznie większy promień atomowy niż fluor.

Elektroujemność

Elektroujemność jest definiowana jako zdolność atomu do wychwytywania elektronów należących do wiązania chemicznego. Wraz ze wzrostem elektroujemności pierwiastki wykazują rosnącą tendencję do przyciągania elektronów.

Ogólnie rzecz biorąc, elektroujemność wzrasta od lewej do prawej w układzie okresowym i zmniejsza się, gdy charakter metaliczny rośnie, przy czym fluor jest pierwiastkiem elektroujemnym.

Powinowactwo elektroniczne

Mówi się, że jest to zmiana energii, która jest rejestrowana, gdy atom otrzymuje elektron w celu wytworzenia anionu; to znaczy zdolność substancji do odbioru jednego lub więcej elektronów.

Wraz ze wzrostem powinowactwa elektronowego wzrasta zdolność oksydacyjna gatunku chemicznego.

Energia jonizacji

Jest to minimalna ilość energii potrzebna do zerwania elektronu z atomu lub, inaczej mówiąc, jest miarą „siły”, z jaką elektron jest związany z atomem.

Im większa wartość tej energii, tym trudniejsze staje się oderwanie elektronu. Zatem energia jonizacji powiększa się od lewej do prawej i zmniejsza się od góry do dołu w układzie okresowym. W tym przypadku gazy szlachetne mają duże wartości energii jonizacji.

Najsilniejsze środki utleniające

Biorąc pod uwagę te parametry pierwiastków chemicznych, możliwe jest określenie, jakie cechy muszą mieć najlepsze czynniki utleniające: wysoka elektroujemność, niski promień atomowy i wysoka energia jonizacji.

Mimo to uważa się, że najlepszymi czynnikami utleniającymi są pierwiastkowe formy najbardziej elektroujemnych atomów, i obserwuje się, że najsłabszym czynnikiem utleniającym jest metaliczny sód (Na +), a najsilniejszy jest elementarna cząsteczka fluoru (F2), który jest zdolny do utleniania dużej ilości substancji.

Przykłady reakcji ze środkami utleniającymi

W niektórych reakcjach redukcji tlenków łatwiej jest wizualizować transfer elektronów niż w innych. Poniżej wyjaśnimy niektóre z najbardziej reprezentatywnych przykładów:

Przykład 1

Reakcja rozkładu tlenku rtęci:

2HgO (s) → 2Hg (l) + O ₂ (g)

W tej reakcji rtęć (czynnik utleniający) jest rozróżniana jako receptor elektronowy tlenu (czynnik redukujący), rozkładający się na płynną rtęć i gazowy tlen po podgrzaniu.