مواد شیمیایی اکسید کننده

مواد شیمیایی اکسید کننده

مواد شیمیایی اکسید کننده، موادی هستند که طی فرایند اکسیداسیون ، می توانند مواد دیگر را اکسید کنند. بنابراین ، عامل اکسید کننده به عنوان یک گروه گیرنده الکترون عمل می کند ، زیرا آن ها الکترون ها را می پذیرند. این عوامل دارای خاصیت این هستند که همیشه خود را کاهش می دهند و ماده دیگری را اکسید می کنند.

مواد اکسید کننده وظیفه انتقال اتم های اکسیژن به بستر را بر عهده دارند. با این حال ، برخی از واکنش های ردوکس ، اکسیداسیون – کاهش در غیاب اتم های اکسیژن صورت می گیرد. برخی از نمونه‌های عوامل اکسید کننده MnO4– ، CrO4-2 و غیره هستند. در این مقاله با توجه به اهمیت و کاربرد گسترده مواد اکسید کننده در صنایع مختلف به معرفی مواد شیمیایی اکسید کننده و نکات مورد توجه هنگام مواجهه با آن ها پرداخته ایم.

تعریف اکسیداسیون

سه تعریف مختلف برای اکسیداسیون وجود دارد. “فرآیند یا نتیجه اکسیداسیون یا اکسید شدن” ، “بهبود اکسیژن ، مانند زمانی که یک عنصر با اکسیژن ترکیب می شود و اکسید خود را تشکیل می دهد ، مانند زنگ زدن” و در آخر “از دست دادن الکترون ها در طی یک واکنش ، که منجر به افزایش حالت اکسیداسیون اتم می شود.” آخرین تعریف ، تعریفی است که باید برای شیمی به خاطر بسپارید.

اکسیداسیون زمانی اتفاق می افتد که یک اتم یک یا چند الکترون را در طی یک واکنش شیمیایی از دست بدهد ، به این معنی که عدد اکسیداسیون آن افزایش می یابد. این به این دلیل است که اتم بار منفی الکترون را از دست می دهد که شبیه به دست آوردن بار مثبت است و عدد اکسیداسیون را افزایش می دهد. این می تواند مانند اتمی باشد که از -X1 به X0 یا X0 به +X1 می رود.عبارت «اکسیداسیون» به این دلیل استفاده می‌شود که از نظر تاریخی ، اولین واکنش‌های ردوکس مشاهده شده ، واکنش‌هایی با اکسیژن بودند.

با این حال ، اگر کمک کند ، می‌توانیم آن را اکسیداسیون بدانیم زیرا عدد اکسیداسیون افزایش می‌یابد/مثبت‌تر می‌شود. هنگامی که سفید کننده یا پراکسید هیدروژن چیزی را سفید می کند ، می گوییم که این ماده اکسید شده است. یون هیپوکلریت موجود در سفید کننده یا یون پراکسید ، الکترون می گیرد و ماده ای که سفید می شود (به طور پیش فرض عامل کاهنده) الکترون ها را از دست می دهد.

نکته: عامل کاهنده گونه ای است که اکسید می شود. این به این دلیل است که عامل کاهنده گونه ای است که باعث کاهش دیگری می شود. در یک واکنش ردوکس ، اکسید شدن گونه باعث کاهش سایر گونه ها از طریق تبادل الکترون می شود. بیایید به چند نمونه از نیمه واکنش های اکسیداسیون نگاه کنیم:

2I– (aq) → I2 (s) 

Zn (s) → Zn2+ (aq)

مواد شیمیایی اکسید کننده

مواد شیمیایی اکسید کننده موادی هستند که احتراق را تقویت می کنند یا از احتراق حمایت می کنند یا به طور خود به خود اکسیژن را در دمای اتاق یا با حرارت کمی تولید می کنند. این دسته از مواد شیمیایی شامل پراکسیدها ، کلرات ها ، پرکلرات ها ، نیترات ها و پرمنگنات ها می باشد. اکسید کننده های قوی می توانند در صورت مخلوط شدن با مواد قابل احتراق ، آلی یا به راحتی اکسید شونده ، مخلوط های انفجاری تشکیل دهند.

تامین کننده مواد شیمیایی

انواع مواد اکسید کننده

در زیر چهار دسته از اکسید کننده های قوی آورده شده است که بر اساس شدت خطر در ترکیب با سایر ترکیبات تقسیم می شوند:

کلاس 1. اکسید کننده ای که میزان سوختن ماده دیگر را به طور متوسط افزایش نمی دهد.

کلاس 2. اکسید کننده ای که میزان سوختن را به طور متوسط افزایش می دهد.

کلاس 3. اکسید کننده ای که باعث افزایش شدید سرعت سوختگی می شود.

کلاس 4. اکسید کننده ای که پتانسیل ایجاد اکسیداسیون انفجاری را در ترکیب با مواد دیگر دارد.

• پرکلرات آمونیوم (کلاس 4)
• پرمنگنات آمونیوم (کلاس 4)
• اسید کرومیک (کلاس 2)
• سدیم دی کرومات
• پراکسید هیدروژن (>27.5-52٪ کلاس 2 ، > 52-91٪ کلاس 3)
• پراکسید منیزیم (کلاس 1)
• نیتریک اسید (≤40٪ کلاس 1 ، > 40-86٪ کلاس 2)
• پرکلریک اسید (>50-60٪ کلاس 2 ، > 60-72٪ کلاس 3 ، > 72٪ کلاس 4)
• پتاسیم برومات (کلاس 3)
• پتاسیم کلرات (کلاس 3)
• پراکسید پتاسیم (کلاس 2)
• سدیم کلرات (کلاس 3)
• سدیم کلریت (بیش از 40٪ کلاس 3)
• سدیم پرکلرات (کلاس 2)

خطرات مواد شیمیایی اکسید کننده

هنگام استفاده از یک عامل اکسید کننده یا کاهنده باید احتیاط کرد. واکنش اغلب می تواند خشن باشد ، یا باعث نتایج غیرمنتظره یا گازهای سمی شود. به عنوان مثال ، بسیاری از عوامل اکسید کننده می توانند کلر را از اسید هیدروکلریک آزاد کنند و در صورت مخلوط شدن با گلیسیرین می توانند شعله های بزرگ آتش ایجاد کنند. برعکس ، یک عامل کاهنده مانند تیوسولفات سدیم در آزمایشگاه در صورت ریختن برم یا ید مفید است. می تواند به سرعت و ایمن به تمیز کردن کمک کند.

عوامل اکسید کننده قوی می توانند خطرات آتش سوزی و انفجار ایجاد کنند. این خطر زمانی بالاتر است که احتمال تماس یک عامل اکسید کننده با یک عامل کاهنده ، یک سوخت یا مواد قابل احتراق دیگر وجود دارد. اکسید کننده های جامد در محلول ممکن است آنقدر رقیق باشند که با مواد قابل احتراق واکنش نشان دهند و آتش ایجاد کنند. با این حال ، اگر یک ماده قابل احتراق (به عنوان مثال ، دستمال کاغذی ، روکش آزمایشگاهی ، تشک آزمایشگاهی) با محلول حاوی اکسید کننده آلوده شود ، با خشک شدن محلول ، اکسید کننده غلیظ می شود. این می تواند باعث شود مواد قابل احتراق به طور خود به خود مشتعل شده و به شدت بسوزد.

سمیت مواد اکسید کننده

محصولات احتراق ناشی از آتش‌سوزی‌های تغذیه‌شده با اکسیدکننده عموماً بسیار سمی‌تر از محصولات احتراق خود مواد قابل احتراق در هوا هستند. به عنوان مثال ، متان (یعنی گاز طبیعی) که در هوا سوزانده می شود دی اکسید کربن و آب تولید می کند. فرآورده های حاصل از احتراق که در اتمسفر کلر می سوزند ، گاز هیدروژن کلرید و بخار تتراکلرید کربن هستند. گاز هیدروژن کلرید استنشاق شده به عنوان هیدروکلریک اسید وارد محلول می شود و بافت ریه و سایر غشاهای مخاطی را تخریب می کند. این می تواند منجر به ادم شیمیایی ریه شود که علائم آن برای چندین ساعت آشکار نمی شود. سایر اکسید کننده ها نیز خطرات مشابهی دارند.

از آنجایی که هدف اکسید کننده ها اکسید شدن است ، بافت هایی مانند ریه ، پوست و چشم در معرض خطر هستند. خطرات ناشی از اکسید کننده ها برای بافت ها بسته به اکسید کننده و غلظت آن متفاوت است. قرار گرفتن پوست در معرض مواد شیمیایی اکسید کننده می تواند منجر به سوختگی های خطرناک شود ، اما درماتیت (به عنوان مثال ، خشک شدن پوست) شایع تر است. چشم ها نسبت به به قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی اکسید کننده خیلی بیشتر حساس هستند. کاربران باید خود را با خطرات خاص ترکیباتی که با آنها کار می کنند آشنا کنند ، که می تواند در برگه اطلاعات ایمنی مواد شیمیایی (SDS) یافت شود.

نکات ایمنی هنگام استفاده از مواد اکسید کننده

محافظت از چشم: هنگام استفاده از مواد شیمیایی اکسید کننده باید از عینک ایمنی استفاده شود. هنگامی که احتمال پاشش وجود دارد ، باید از عینک استفاده کرد.

محافظ دست: هنگام کار با مواد شیمیایی اکسید کننده باید از دستکش استفاده شود. به عنوان مثال دستکش های نیتریل سبک (حداقل ضخامت 4 میل) باید برای جابجایی مقادیر کمی از این ترکیبات در محیط های آزمایشگاهی عمومی کافی باشد. با این حال ، اگر تماس پوستی محتمل است یا مقادیر زیادی استفاده می شود ، باید یک دستکش نئوپرن یا نیتریل گرید کاربردی روی نیتریل سبک پوشیده شود.

محافظت از پوست و بدن: هنگام کار با این ترکیبات باید از شلوارهای بلند یا لباس هایی که بدن را تا مچ پا می پوشاند و کفش های رویه محکم با پنجه بسته پوشیده شود. کت های آزمایشگاهی باید پوشیده شوند. لباس‌های محافظ اضافی (مانند محافظ صورت ، پیش‌بند ، روپوش) در مواردی که احتمال تماس شیمیایی با پوست وجود دارد ، مناسب است.

هود بخار: هنگام کار با این مواد باید از هودهای بخار یا سایر تهویه های تخلیه شده محلی استفاده شود. این شامل حین انتقال یا دستکاری مقادیر کم است که ممکن است ذرات معلق در هوا تولید کند و در هنگام توزین جامدات اگر سمی باشند.

ذخیره سازی / جابجایی: اکسید کننده ها را دور از عوامل آلی ، قابل اشتعال ، خشک کننده یا کاهنده نگهداری کنید. اکسید کننده ها را در کابینت های چوبی یا در قفسه های چوبی نگهداری نکنید. مایعات را بالاتر از سطح چشم (~5 فوت) ذخیره نکنید. محتویات ثانویه را برای اسیدهای اکسید کننده قوی مانند اسید پرکلریک و کرومیک فراهم کنید. از چوب پنبه یا درپوش لاستیکی استفاده نکنید.

دفع زباله: مواد اکسید کننده باید به عنوان زباله های خطرناک جمع آوری شوند. اقلامی که با این ترکیبات در تماس هستند ، مانند صفحات توزین ، پیپت و دستکش ، اما اگر فقط مقادیر کمی روی آن ها وجود دارد ، می توانند در سطل زباله معمولی دور ریخته شوند.

سوالات متداول

مواد اکسید کننده چیست؟

به بیان ساده، عوامل اکسید کننده موادی هستند که توانایی اکسید کردن سایر مواد را دارند.

تفاوت مواد اکسید کننده و پراکسید کننده؟

در جایی که یک عامل اکسید کننده ماده‌ای است که توانایی اکسید کردن سایر مواد را دارد، یک پراکسید آلی – در حالی که هنوز یک عامل اکسید کننده است – خطرات مشابهی را ایجاد نمی‌کند. یک عامل اکسید کننده غیر قابل احتراق است و اکسیژن مورد نیاز برای حفظ احتراق را فراهم می‌کند، در حالی که یک پراکسید آلی می‌تواند به طور مستقل احتراق کند. در حالی که هر دو متفاوت هستند، هر دو به عنوان مواد خطرناک طبقه بندی می‌شوند و باید با دقت نگهداری شوند.

عوامل اکسید کننده بیشتر در کجا یافت می‌شوند؟

عوامل اکسید کننده رایج عبارتند از: اکسیژن، پراکسید هیدروژن، اسید سولفوریک و نیترات پتاسیم. از این مواد به عنوان سفید کننده، تصفیه کننده آب و کود استفاده می‌شود.

مواد شیمیایی اکسید کننده چه خطراتی برای مردم و محیط زیست دارند؟

در حالی که مواد اکسید کننده به خودی خود قابل احتراق نیستند، ممکن است واکنش نشان دهند، باعث احتراق مواد دیگر شوند یا به آن‌ها کمک کنند. نتیجه ناگزیر تولید گرما، گاز و/یا شعله می‌کند – که به نوبه خود می‌تواند آسیب قابل توجهی به افراد و محیط اطراف وارد کند. علاوه بر این، قرار گرفتن در معرض عوامل اکسید کننده، به ویژه بدون محافظت مناسب، می‌تواند از طریق بلع، استنشاق یا تماس چشمی به فرد آسیب جدی وارد کند.

چگونه مواد اکسید کننده را ذخیره کنیم؟

عوامل اکسید کننده باید به گونه‌ای نگه داشته شوند که از خطرات گرما، اصطکاک یا تماس با سایر مواد ناسازگار محافظت شوند. این را می‌توان با جداسازی و ذخیره آن‌ها در مناطق ذخیره سازی اختصاصی، یا در کابینت‌هایی که برای ذخیره سازی خاص عوامل اکسید کننده طراحی شده اند، به دست آورد.

منابع و رفرنس های مواد شیمیایی اکسید کننده:

• STRONG OXIDIZERS
• Oxidising Agents
• Understanding Redox Reactions & Oxidation Reduction
• Common Oxidizing Agents