Agente ossidante: che cos'è, il più forte, esempi

Un agente ossidante è una sostanza chimica che ha la capacità di sottrarre elettroni da un'altra sostanza (agente riducente) che la dona o la perde. Anche noto come agente ossidante è quell'elemento o composto che passa atomi elettronegativi a un'altra sostanza.

Quando si studiano le reazioni chimiche, devono essere prese in considerazione tutte le sostanze che intervengono e i processi che si verificano in esse. Tra le più importanti vi sono le reazioni di riduzione dell'ossidazione, chiamate anche redox, che comportano il trasferimento o il trasferimento di elettroni tra due o più specie chimiche.

In queste reazioni interagiscono due sostanze: l'agente riducente e l'agente ossidante. Alcuni degli agenti ossidanti che possono essere osservati più frequentemente sono ossigeno, idrogeno, ozono, nitrato di potassio, perborato di sodio, perossidi, alogeni e composti di permanganato, tra gli altri.

L'ossigeno è considerato il più comune degli agenti ossidanti. Un esempio di queste reazioni organiche che comportano il trasferimento di atomi è la combustione, che consiste in una reazione prodotta tra l'ossigeno e qualche altro materiale ossidabile.

Quali sono gli agenti ossidanti?

Nella semireazione di ossidazione l'agente ossidante viene ridotto poiché, dopo aver ricevuto elettroni dall'agente riducente, viene indotta una diminuzione nel valore di carica o nel numero di ossidazione di uno degli atomi dell'agente ossidante.

Questo può essere spiegato dalla seguente equazione:

2Mg (s) + O ₂ (g) → 2MgO (s)

Si può osservare che il magnesio (Mg) reagisce con l'ossigeno (O2) e che l'ossigeno è l'agente ossidante perché sottrae gli elettroni dal magnesio - cioè, si sta riducendo - e il magnesio diventa, a sua volta, nell'agente riducente di questa reazione.

Allo stesso modo, la reazione tra un forte agente ossidante e un forte agente riducente può essere molto pericolosa perché possono interagire violentemente, quindi devono essere conservati in luoghi separati.

Quali fattori definiscono la forza di un agente ossidante?

Queste specie si distinguono in base alla loro "forza". Cioè, i più deboli sono quelli che hanno una capacità inferiore di sottrarre elettroni da altre sostanze.

Al contrario, i più forti hanno maggiore facilità o abilità nel "cogliere" questi elettroni. Per la sua differenziazione, sono considerate le seguenti proprietà:

Radio atomica

È noto come metà della distanza che separa i nuclei di due atomi dagli elementi metallici adiacenti o "vicini".

I raggi atomici sono generalmente determinati dalla forza con cui gli elettroni più superficiali sono attratti dal nucleo dell'atomo.

Pertanto, il raggio atomico di un elemento diminuisce nella tavola periodica dal basso verso l'alto e da sinistra a destra. Ciò implica che, ad esempio, il litio ha un raggio atomico significativamente più grande del fluoro.

elettronegatività

L'elettronegatività è definita come la capacità di un atomo di catturare elettroni appartenenti ad un legame chimico. Con l'aumentare dell'elettronegatività, gli elementi presentano una crescente tendenza ad attirare elettroni.

In termini generali, l'elettronegatività aumenta da sinistra a destra nella tavola periodica e diminuisce mentre il carattere metallico cresce, con il fluoro che è l'elemento più elettronegativo.

Affinità elettronica

Si dice che sia la variazione dell'energia che viene registrata quando un atomo riceve un elettrone per generare un anione; cioè, è la capacità di una sostanza di ricevere uno o più elettroni.

All'aumentare dell'affinità elettronica aumenta la capacità ossidativa di una specie chimica.

Energia di ionizzazione

È la quantità minima di energia necessaria per strappare un elettrone da un atomo o, in altre parole, è una misura della "forza" con cui un elettrone è legato a un atomo.

Maggiore è il valore di questa energia, più difficile diventa il distacco di un elettrone. Pertanto, l'energia di ionizzazione si allarga da sinistra a destra e viene ridotta dall'alto verso il basso nella tavola periodica. In questo caso, i gas nobili hanno grandi valori di energie di ionizzazione.

I più forti agenti ossidanti

Tenendo conto di questi parametri degli elementi chimici, è possibile determinare quali sono le caratteristiche che devono avere i migliori agenti ossidanti: alta elettronegatività, basso raggio atomico ed elevata energia di ionizzazione.

Detto questo, si ritiene che i migliori agenti ossidanti siano le forme elementali degli atomi più elettronegativi, e si osserva che l'agente ossidante più debole è il sodio metallico (Na +) e il più forte è la molecola di fluoro elementare (F2), che è in grado di ossidare una grande quantità di sostanze.

Esempi di reazioni con agenti ossidanti

In alcune reazioni di riduzione dell'ossido è più facile visualizzare il trasferimento di elettroni che negli altri. Di seguito spiegheremo alcuni degli esempi più rappresentativi:

Esempio 1

La reazione di decomposizione dell'ossido di mercurio:

2HgO (s) → 2Hg (l) + O ₂ (g)

In questa reazione, il mercurio (agente ossidante) si distingue come recettore di elettroni di ossigeno (agente riducente), che si decompone in mercurio liquido e ossigeno gassoso quando riscaldato.