O que é um oxidante?

Oxidação: perdendo elétron (s), Agente oxidante / oxidante: um produto químico que pode oxidar outro reagente. Redução: ganhando elétron (s) – pense nisso como uma redução de carga! Agente redutor: Um produto químico que pode reduzir outro reagente.

E a oxidação nunca pode ocorrer sem redução , ou seja, se você usar um agente oxidante para oxidar uma substância, quando o próprio agente oxidante está sendo reduzido. Ele ganha os elétrons da substância oxidada.

Para descrever como uma substância funciona como um oxidante, usamos potenciais de redução , medido em volts! Uma substância com um grande potencial de redução positivo é fácil de reduzir, o que, por sua vez, significa que é um bom agente oxidante. Da mesma forma, se uma substância tem um grande potencial de redução negativo, isso significa que é difícil reduzir essa substância. Isso ocorre porque ele é bom na redução de outras substâncias – é um agente redutor.

Para descobrir se uma reação redox é espontânea (se pode ocorrer por conta própria), usamos a redução padrão potenciais, $ E_0 $ . Isso é para concentrações de 1 M e uma temperatura de 25 graus Celsius. Você os procura em seu livro ou online.

Um exemplo: a seguinte reação é espontânea? $$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2Ag (s) – > Cu (s) + 2Ag + (aq)} $$

Para descobrir, primeiro encontramos os potenciais de redução padrão para cada espécie participante:

$ \ ce {Cu ^ {2 +} (aq) + 2e- – > Cu (s)}, E_0 = + 0,34V $

$ \ ce {Ag ^ {+} (aq) + e- – > Ag (s)}, E_0 = + 0,80V $

Isso descreve o quanto eles querem ser reduzidos (GANHE elétrons). O íon de prata é o que mais deseja! No entanto, observe que em nossa reação estamos pedindo que PERDE elétrons (seja oxidado). PORTANTO: Não, a reação não é espontânea sob as condições padrão mencionadas. No entanto, a reação REVERSA é espontânea. Para calcular o potencial para nosso reação, simplesmente dizemos:

$$ E_0 = (+ 0,34V) – (+ 0,80V) = -0,46V $$

O potencial de redução para a substância que queremos para ganhar elétrons (reduzido), menos o potencial para a substância que queremos perder elétrons (ser oxidado). O fato de o resultado ser negativo é o que nos diz que a reação não ocorrerá – e que de fato ocorrerá no Direção oposta.

Observe que esses potenciais de redução não recebem a unidade Volt sem motivo! Eles são verdadeiros potenciais elétricos. Você pode pensar em potenciais elétricos como “pressões de elétrons”. O pólo com o elétron mais alto a pressão será (-), porque os elétrons são carregados negativamente, e o outro será (+) em relação a ela.

Lembre-se que o potencial de redução (a vontade de receber elétrons) do íon de prata é maior do que o do íon de cobre. A prata quer absorver elétrons mais do que o cobre, o que significa que os elétrons viajarão do cobre para a prata. você também poderia dizer que o cobre quer se livrar de seus elétrons mais do que a prata – o cobre tem a pressão de elétrons mais alta.

E a eletronegatividade ? A eletronegatividade realmente se correlaciona um pouco com os potenciais de redução, pelo menos para reações simples envolvendo elementos puros. E você pode ver que Ag realmente tem uma eletronegatividade maior do que Cu, o que faz sentido. A eletronegatividade não leva em consideração os estados de oxidação de diferentes espécies, etc., e rapidamente se torna uma ideia melhor simplesmente deixar a eletronegatividade de fora ao lidar com reações redox.

A resposta de Brian é muito boa e completa, mas há um fato empírico bastante importante que você precisa considerar com relação aos potenciais de redução. Embora a diferença nos valores de $ \ ce {E_0} $ possa dizer se uma reação pode ocorrer, não pode dizer se uma reação irá ocorrer. Existem outros fatores, como taxa de reação e energia de ativação, que podem interferir com o que os valores de $ \ ce {E_0} $ indicam.

Existem dois excelentes vídeos de estudo CHEM que demonstram esses pontos. O primeiro, Bromo: Elemento do Mar , mostra um procedimento para oxidar o íon brometo na água do mar em bromo elementar. Por volta das 9h30, eles discutem a procura de valores $ \ ce {E_0} $ para encontrar um oxidante para o bromo. Eles tentam primeiro o oxigênio, que indica uma reação espontânea de $ \ ce {E_0} $, mas na verdade a reação não ocorre, provavelmente porque a taxa é muito lenta. Eles então tentam o cloro, que funciona para oxidar o bromo. Neste exemplo, a diferença nos valores de $ \ ce {E_0} $ é maior entre $ \ ce {Br_2} $ e $ \ ce {Cl_2} $ do que entre $ \ ce {Br_2} $ e $ \ ce {O_2} $ , então você pode razoavelmente concluir que uma diferença maior nos valores de $ \ ce {E_0} $ indica uma reação mais rápida.

Infelizmente, há mais do que isso, como mostra o segundo vídeo. O vídeo do estudo CHEM sobre Ácido nítrico mostra que o ácido nítrico – $ \ ce {HNO_3} $ – pode ser usado como um agente oxidante forte, devido ao nitrogênio no estado $ \ ce {+5} $. Por volta das 10h30, eles discutem os produtos de redução potencial que podem ser produzidos a partir do ácido nítrico (principalmente gases nitrogênio-oxigênio), consultando os valores $ \ ce {E_0} $. O potencial mais alto é para gás nitrogênio, $ \ ce {N_2} $. Mas quando um experimento para oxidar metais é conduzido, o produto é o dióxido de nitrogênio venenoso $ \ ce {(NO_2)} $, não $ \ ce {N_2} $, embora $ \ ce {NO_2} $ tenha um $ \ ce menor {E_0} valor de $. A resposta é que a redução para $ \ ce {N_2} $ requer uma energia de ativação mais alta, e em temperatura ambiente essa reação geralmente não ocorre, mas a redução para $ \ ce {NO_2} $ domina. Não perceber esta possibilidade pode ser literalmente a diferença entre a vida $ \ ce {(N_2)} $ e a morte $ \ ce {(NO_2)} $!

Como sempre na ciência, a experimentação é o determinante final de o que funciona. Teorias como os potenciais de redução ajudam a determinar o que poderia funcionar, mas é apenas o começo do processo.

Comentários

• Importante de fato 🙂

Qualquer reagente de retirada de elétrons é um oxidante, seja em gás ou fase líquida (sólida também). Eles são chamados assim simplesmente porque agem como oxigênio, sendo o oxigênio o agente oxidante mais comum na Terra.