Oxidator

Uit PyroWiki.nl

Een oxidator is een chemische stof die in een chemische reactie elektronen kan opnemen. De stof die de elektronen afstaat heet een reductor.

Oxidatoren worden officieel beschreven als:

1. een chemische verbinding die vrijelijk zuurstof atomen afstaat in een reactie. Ook hier vindt elektronen overdracht plaats.
2. een substantie die elektronen verkrijgt in een traditionele redox-reactie.

In de pyrotechnische industrie is een oxidator de chemische stof die zuurstof levert aan de brandstoffen in een reactie. De vrijgekomen zuurstof atomen treden dan op als daadwerkelijke directe oxidator volgens het klasieke redox principe. De vrijgekomen zuurstof atomen zijn dus in feite "elektronentransporteur". De O atomen staan elektronen af aan het centrale atoom van het ion of molecuul en nemen dan weer elektronen op van de sterkere reductor. In het algemeen kunnen alle oxiden en ionen van oxiden optreden als oxidator, afhangend van de bindingssterkte van de gebonden zuurstof binnen het oxide wordt bepaald hoe sterke reductor nodig is om de zuurstof vrij te maken uit de verbinding. Hoe zwakker de binding hoe instabieler en krachtiger de oxidator zijn zuurstof (dus bindingselektronen) af kan staan.

Een pyrotechnische compositie is in zeer weinig gevallen volledig stoichiometisch dit omdat de reactie om thermische redenen nooit helemaal vloeiend zal verlopen.

Hier is een lijst met sommige meest voorkomende oxidatoren binnen pyrotechniek, lab en het huishouden:

• Ammoniumnitraat
• Bariumnitraat
• Kaliumchloraat
• Kaliumnitraat
• Kaliumperchloraat
• Kaliumpermanganaat
• Natriumnitraat
• zwavelzuur en zouten (calcium en kaliumsulfaat)
• zwavel
• Jood
• Chloor
• Broom
• perchloorzuur en zouten
• natriumhypochloriet
• kaliumbromaat
• kaliumjodaat

Zoals bekend is, is het nitraat-ion (NO₃^-) een vrij krachtige oxidator afhangend van het reducerend vermogen van het positieve ion, zijn over het algemeen alle nitraat-zouten bruikbaar als oxidator. Ook doen alle chloraten en perchloraten het nog beter wanneer ze met een midden-krachtige reductor worden gemengt. Dit komt omdat de N sterker met O gebonden is dan de Cl atoom. Het N atoom met zijn 5+ oxidatietoestand wil die toestand liever behouden.

Reactievergelijking van de reductie van nitraat-ionen

2 NO₃^- ----> 2 NO₂^- + O₂

Cl ook in 5+ daar in tegen wil maar al te graag al zijn elektronen weer opvullen tot Cl^-.

Reactievergelijking van de reductie van chloraat tot chloride:

2 ClO₃^- ----> Cl^- + 3 O₂

Zoals je kan zien is de bovenstaande reactie veel efficienter en komt meer energie vrij door het elektronentransport. Het sulfaat-ion zal alleen als oxidator optreden wanneer het wordt gemengt met een zeer sterke reductor. Deze eigenschap maken deze stoffen echter wel zeer geschikt als oxidator in strobe-composities.