Oksidant (oksidacijsko sredstvo): definicija, primeri in delovanje

Oksidacijsko sredstvo ima lahko dva pomena.

Lahko gre za kemikalijo, ki sprošča atome kisika. Na tak način delujejo klasična oksidacijska sredstva, ki so »donorja« kisika v reakcijah. Primer je Kalijev klorat, ki ima kemijsko formulo KClO₃. Ko oksidira redukcijsko sredstvo, kot je kovenski aluminij v prahu,, reducent sprejme kisik (aluminij se oksidira do njegovih oksidov), oksidant pa se pri tem reducira — na primer do kalijev klorid, KCl. Takšne reakcije so pogoste v pirotehniki, pri beljenju in pri nekaterih oksidacijah v industriji.

Elektronska (moderna) opredelitev

Druga opredelitev je kemikalija, ki sprejema elektrone od reducenta. V tej, širši in današnji elektronski opredelitvi, je oksidacijsko sredstvo snov, ki oksidira drugo snov tako, da od nje odvzame elektrone — sama pa se ob tem reducira. Primer je Kalijev permanganat (KMnO₄), kjer ima mangan oksidacijsko stanje +7. V kisli raztopini manganov ion sprejme 5 elektronov (e^-) in se reducira do Mn²⁺ (oksidacijsko stanje +2). Polereakcija v kislem sredju je na primer:

MnO₄^- + 8 H⁺ + 5 e^- → Mn²⁺ + 4 H₂O

Večina oksidantov po tej elektronski definiciji vsebuje kisik, vendar to ni nujno. Na primer fluor (F₂), najmočnejše oksidacijsko sredstvo, nima kisika. Ko deluje kot oksidacijsko sredstvo, fluor sprejme elektron za prenos in se pri tem spremeni iz oksidacijskega stanja 0 v oksidacijsko stanje -1 (F₂ + 2 e^- → 2 F^-).

Osnovni pojmi: oksidacija in redukcija

Pomembno je ločiti pojme: oksidacija je izguba elektronov, redukcija pa pridobitev elektronov. To si lahko zapomnite z izrekoma LEO in GER: LEO = Loss of Electrons = Oksidacija, GER = Gain of Electrons = Redukcija. Oksidacijsko sredstvo torej povzroči oksidacijo partnerja tako, da mu odvzame elektrone (samo se pri tem reducira).

Primeri in uporaba

• Med pogostejšimi oksidanti so: O₂ (kisik), O₃ (ozon), H₂O₂ (vodikov peroksid), KClO₃ (kalijev klorat), KMnO₄ (kalijev permanganat), K₂Cr₂O₇ (kalijev dikromat), HNO₃ (dušikova kislina), Cl₂ (klor) in F₂ (fluor).
• Uporaba: dezinfekcija, beljenje (tekstil, papir), oksidacijske sinteze v kemiji, raketno gorivo in pirotehnika (oksidanti omogočijo zgorevanje goriva), industrijske oksidacije in odstranjevanje organskih nečistoč.

Varnost

Oxidanti so lahko zelo reaktivni in nevarni: pri stiku z gorljivimi ali organskimi snovmi lahko povzročijo spontan vžig ali eksplozije. Mnoga oksidacijska sredstva so korozivna in dražilna. Pri rokovanju upoštevajte varnostne predpise: hranite jih ločeno od gorljivih snovi, uporabite zaščitno opremo (očala, rokavice) in preprečite nenadzorovane reakcije.

Povzetek

Oksidacijsko sredstvo je lahko snov, ki ali daje kisik (zgodnja, praktična definicija) ali — bolj splošno in natančno — snov, ki sprejema elektrone in s tem oksidira drugo snov. Razumevanje obeh vidikov je pomembno pri praktičnih aplikacijah in pri razlagi oksidacijsko-redukcijskih (redoks) reakcij v kemiji.