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Agente oxidante
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Un agente oxidante es una sustancia que gana electrones durante las reacciones químicas redox. El agente oxidante recibe electrones de un agente reductor, en un proceso denominado oxidación, por lo que el agente oxidante efectivamente oxida la otra sustancia. Así, un agente oxidante es cualquier sustancia que químicamente oxida otra sustancia.
El concepto de estado de oxidación es fundamental para entender la acción de los agentes oxidantes. Durante una reacción redox, el estado de oxidación del agente oxidante disminuye, lo que significa que gana electrones. En contraste, el estado de oxidación del agente reductor aumenta, ya que pierde electrones. Este intercambio se resume diciendo que los oxidantes se reducen y los reductores se oxidan.
Existen varios ejemplos comunes de agentes oxidantes, entre los que destacan el oxígeno, el peróxido de hidrógeno y los halógenos. Estas sustancias tienen la capacidad de transferir átomos electronegativos, como el oxígeno, a otros compuestos. Esta característica los hace esenciales en procesos como la combustión, la detonación de explosivos y diversas reacciones orgánicas redox.
HSD
Aceptores de electrones
Los aceptores de electrones participan en las reacciones de transferencia de electrones. En este contexto, el agente oxidante se denomina aceptor de electrones y el agente reductor se denomina donante de electrones. Un agente oxidante clásico es el ion ferrocenio Fe(C
5H
5)
2, que acepta un electrón para formar Fe(C 5 H 5) 2. Uno de los aceptores más fuertes disponibles comercialmente es "Magic blue", el catión radical derivado de N(C 6 H 4 -4-Br) 3.
Se encuentran disponibles tabulaciones extensas de clasificación de las propiedades de aceptación de electrones de varios reactivos (potenciales redox), consulte Potencial de electrodo estándar (página de datos).
Reactivos de transferencia atómica
En un uso más común, un agente oxidante transfiere átomos de oxígeno a un sustrato. En este contexto, el agente oxidante puede denominarse reactivo de oxigenación o agente de transferencia de átomos de oxígeno (OAT). Los ejemplos incluyen MnO
4(permanganato), CrO
4(cromato), OsO 4 (tetróxido de osmio), y especialmente ClO
4(perclorato). Nótese que estas especies son todas óxidos.
En algunos casos, estos óxidos también pueden servir como aceptores de electrones, como lo ilustra la conversión de MnO
4a MnO
4, manganato.
Agentes oxidantes comunes
- Oxígeno (O 2)
- Ozono (O 3)
- Peróxido de hidrógeno (H 2 O 2) y otros peróxidos inorgánicos, reactivo de Fenton
- Flúor (F 2), cloro (Cl 2) y otros halógenos
- Ácido nítrico (HNO 3) y compuestos de nitrato
- Ácido sulfúrico (H 2 SO 4)
- Ácido peroxidisulfúrico (H 2 S 2 O 8)
- Ácido peroximonosulfúrico (H 2 SO 5)
- Hipoclorito, clorito, clorato, perclorato y otros compuestos halógenos análogos como lejía doméstica (NaClO)
- Compuestos de cromo hexavalente tales como ácidos crómico y dicrómico y trióxido de cromo, clorocromato de piridinio (PCC) y compuestos de cromato/dicromato
- Compuestos de permanganato como el permanganato de potasio (KMnO 4)
- perborato de sodio
- Óxido nitroso (N 2 O), Dióxido de nitrógeno/tetróxido de dinitrógeno (NO 2 / N 2 O 4)
- Nitrato de potasio (KNO 3), el oxidante en polvo negro
- Bismutato de sodio (NaBiO 3)
- Compuestos de cerio (IV) como nitrato de amonio cérico y sulfato cérico
- Dióxido de plomo (PbO 2)
- Dicromato de sodio (Na 2 Cr 2 O 7)
Definición de materiales peligrosos
La definición de mercancías peligrosas de un agente oxidante es una sustancia que puede causar o contribuir a la combustión de otro material. Según esta definición, algunos materiales que los químicos analíticos clasifican como agentes oxidantes no se clasifican como agentes oxidantes en el sentido de materiales peligrosos. Un ejemplo es el dicromato de potasio, que no pasa la prueba de mercancías peligrosas de un agente oxidante.
El Departamento de Transporte de los Estados Unidos define específicamente a los agentes oxidantes. Hay dos definiciones de agentes oxidantes que se rigen por las reglamentaciones del DOT. Estos dos son Clase 5; División 5.1(a)1 y Clase 5; División 5.1(a)2. División 5.1 "significa un material que puede, generalmente al producir oxígeno, causar o mejorar la combustión de otros materiales". La división 5.(a)1 del código DOT se aplica a los oxidantes sólidos "si, cuando se prueban de acuerdo con el Manual de Pruebas y Criterios de la ONU (IBR, consulte § 171.7 de este subcapítulo), su tiempo medio de combustión es menor o igual al tiempo de combustión de una mezcla de celulosa/bromato de potasio 3:7". 5.1 (a) 2 del código DOT se aplica a los oxidantes líquidos "si, cuando se prueban de acuerdo con el Manual de Pruebas y Criterios de la ONU,
Agentes oxidantes comunes y sus productos
| Agente | producto(s) |
|---|---|
| oxígeno O2 _ | Varios, incluidos los óxidos H 2 O y CO 2 |
| O3 ozono _ | Varios, incluyendo cetonas, aldehídos y H 2 O; ver ozonólisis |
| F 2 flúor | F |
| Cloro Cl2 _ | cl |
| Br 2 bromo | hermano |
| yo 2 yodo | yo, yo 3 |
| hipoclorito de ClO | Cl, H2O _ |
| Cl O 3clorato | Cl, H2O _ |
| ácido nítrico HNO 3 | NO óxido nítrico NO 2 dióxido de nitrógeno |
| dióxido de azufre SO2 | S azufre (proceso Claus, producción ultramarina, más comúnmente agente reductor) |
| Cromo hexavalente CrO 3 trióxido de cromo CrO 4cromato Cr 2O 7bicromato | Cr, H2O _ |
| MnO 4permanganato MnO 4manganato | Mn (ácido) o MnO 2 (básico) |
| RuO 4tetróxido de rutenio OsO 4tetroxido de osmio | en síntesis orgánica a escala de laboratorio |
| H 2 O 2, otros peróxidos | Varios, incluyendo óxidos y H 2 O |
| Tl(III) compuestos tálicos | Tl(I) compuestos talosos, en síntesis orgánica a escala de laboratorio |
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