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酸化剤（酸化剤、電子受容体、電子アクセプターとも呼ばれる）は、酸化還元化学反応において、還元剤（還元剤、還元体、電子供与体と呼ばれる）から電子を獲得または「受け取る」物質です。言い換えると、酸化剤とは、別の物質を酸化する物質です。電子の損失の度合いを表す酸化剤の酸化状態は低下し、還元剤の酸化状態は増加します。これは、酸化剤は「還元を受ける」および「還元される」のに対し、還元剤は「酸化を受ける」および「酸化される」と表現されます。一般的な酸化剤は、酸素、過酸化水素、およびハロゲンです。
ある意味では、酸化剤は化学反応を起こして 1 つ以上の電子を得る化学種です。その意味では、酸化剤は酸化還元反応の 1 つの要素です。2 つ目の意味では、酸化剤は電気陰性原子 (通常は酸素) を基質に移動する化学種です。燃焼、多くの爆発物、および有機酸化還元反応には、原子移動反応が関与しています。
電子受容体
電子受容体は電子移動反応に関与する。この文脈では、酸化剤は電子受容体と呼ばれ、還元剤は電子供与体と呼ばれる。古典的な酸化剤はフェロセニウムイオンFe(C
5H
5）+
2は電子を受け取り、Fe(C 5 H 5 ) 2を形成する。市販されている最も強力な受容体の1つは、N(C 6 H 4 -4-Br) 3から誘導されるラジカルカチオンである「マジックブルー」である。[2]
さまざまな試薬の電子受容特性（酸化還元電位）をランク付けした広範な表が利用可能です。標準電極電位（データ ページ）を参照してください。
原子移動試薬
より一般的な用法では、酸化剤は酸素原子を基質に転移させる。この文脈では、酸化剤は酸素化試薬または酸素原子移動（OAT）剤と呼ばれることがある。[3]例としては、MnO−
4（過マンガン酸塩）、CrO2−4
...（クロム酸塩）、OsO 4（四酸化オスミウム）、特にClO−
4(過塩素酸塩)。これらの種はすべて酸化物であることに注意してください。
場合によっては、これらの酸化物は電子受容体としても機能する。これはMnOの変換によって示される。−
4MnOへ2−4
...つまり、過マンガン酸塩からマンガン酸塩へ。
一般的な酸化剤
- 酸素(O 2 )
- オゾン（O 3）
- 過酸化水素（H 2 O 2）およびその他の無機過酸化物、フェントン試薬
- フッ素（F 2）、塩素（Cl 2）、その他のハロゲン
- 硝酸（HNO 3）および硝酸カリウム（KNO 3 ）などの硝酸塩化合物（黒色火薬の酸化剤）
- 塩素酸カリウム(KClO 3 )
- ペルオキシ二硫酸（H 2 S 2 O 8）
- ペルオキシ一硫酸（H 2 SO 5）
- 次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、およびその他の類似のハロゲン酸化物イオン
- 塩素、臭素、ヨウ素のフッ化物
- クロム酸、二クロム酸、三酸化クロムなどの六価クロム化合物、クロロクロム酸ピリジニウム（PCC）、二クロム酸ナトリウム（Na 2 Cr 2 O 7）などのクロム酸塩/二クロム酸塩化合物
- 過マンガン酸カリウム（KMnO 4）などの過マンガン酸化合物
- 過ホウ酸ナトリウム（[Na+
]
2· [B
2お
4（おお）
4]2−
） - 亜酸化窒素(N 2 O)、二酸化窒素/四酸化二窒素(NO 2 / N 2 O 4 )
- ビスマス酸ナトリウム(NaBiO 3 )
- 硝酸セリウムアンモニウムや硫酸セリウムなどのセリウム（IV）化合物
- 二酸化鉛(PbO 2 )
危険物の定義
危険物としての酸化剤の定義は、他の物質の燃焼を引き起こしたり、燃焼に寄与したりする物質です。[4]この定義によれば、分析化学者によって酸化剤として分類される物質の中には、危険物という意味では酸化剤として分類されないものもあります。一例は二クロム酸カリウムで、これは酸化剤の危険物試験に合格しません。
米国運輸省は酸化剤を具体的に定義しています。DOT 規制で規定される酸化剤には 2 つの定義があります。これら 2 つは、クラス 5、区分 5.1(a)1 とクラス 5、区分 5.1(a)2 です。区分 5.1 は、「一般に酸素を発生することにより、他の物質の燃焼を引き起こしたり促進したりする可能性のある物質」を意味します。DOT コードの区分 5.(a)1 は、「国連の試験および基準マニュアル (IBR、このサブチャプターの § 171.7 を参照) に従って試験した場合、平均燃焼時間が臭素酸カリウム/セルロースの 3:7 混合物の燃焼時間以下である場合」の固体酸化剤に適用されます。 DOTコードの5.1(a)2は、液体酸化剤に適用される。「国連試験基準マニュアルに従って試験した場合、自然発火するか、圧力が690kPaから2070kPaゲージまで上昇する平均時間が、1:1硝酸（65パーセント）/セルロース混合物の時間よりも短い場合。」[5]
一般的な酸化剤とその生成物
参照
- 燃焼 – 燃料と酸素の間の化学反応
- 電子受容体 – 電子を受け取ることができる化学物質
- 電子供与体 – 他の物質に電子を供与できる化学物質
- 電気合成 – 電気化学セル内での化合物の合成
- 有機酸化 – 有機化合物で起こる酸化還元反応
- 有機酸化還元反応 – 有機化合物で起こる酸化還元反応
- 還元剤 – 酸化還元反応で他の種に電子を与える化学種
- 溶媒和電子 – 溶液（通常は液体アンモニア）中の自由電子
参考文献
- ^ “Metals”. Bitesize . BBC. 2022年11月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ NG Connelly 、WE Geiger (1996)。「有機金属化学のための化学酸化還元剤」。化学レビュー。96 ( 2 ) : 877–910。doi :10.1021/cr940053x。PMID 11848774 。
- ^ スミス、マイケル B.;マーチ、ジェリー(2007)、上級有機化学: 反応、メカニズム、構造 (第 6 版)、ニューヨーク: ワイリーインターサイエンス、ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ オーストラリア危険物規則、第 6 版
- ^ 49 CFR 172.127 出荷および梱包に関する一般要件; サブパート D
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの酸化剤に関連するメディア