對于經(jīng)常為研究或電子組裝進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的實驗室，擁有一個氧化劑庫并了解它們的比較優(yōu)勢至關(guān)重要。然而，即使在技術(shù)和科學(xué)專業(yè)人士中，大多數(shù)沒有化學(xué)背景的人也可能不了解氧化劑是什么或它們是如何工作的。這是有問題的，因為在許多實驗室中，技術(shù)人員需要知道為特定任務(wù)選擇哪種氧化劑——而做出錯誤選擇的后果可能是災(zāi)難性的。
在討論哪種氧化劑適合不同類型的實驗室任務(wù)之前，有必要探索如何測量氧化劑的強(qiáng)度，并了解什么定義了氧化劑非常適合特定的工作。
簡短的分析化學(xué)課程將為氧化劑的實際使用奠定堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)一種化學(xué)物質(zhì)接收電子時，它被稱為“還原”；當(dāng)它提供電子時，它被稱為“氧化”。在化學(xué)溶液的情況下，添加氧化劑相當(dāng)于添加原子，該原子可以從溶液中的其他原子接收電子，從而使溶液中的其他原子捐贈電子并被氧化。雖然這個術(shù)語有點違反直覺，但更多地了解如何測量氧化和還原將提供實質(zhì)性的澄清。 標(biāo)準(zhǔn)還原電位 化學(xué)物質(zhì)的 (E h ) 描述了該化學(xué)物質(zhì)從相鄰電極而不是從溶液中化學(xué)物質(zhì)的另一個原子接收或提供電子的難易程度。具有更高標(biāo)準(zhǔn)還原電位值的化學(xué)物質(zhì)是更好的氧化劑，因為它們可以接受更多的捐贈電子，從而氧化更大比例的符合捐贈條件的潛在電子。標(biāo)準(zhǔn)還原電位以伏特為單位測量，因為它反映了電子從電極流向化學(xué)物質(zhì)的流動。
然而，精明的化學(xué)家會注意到，電子流動的難易程度受幾個因素的影響，包括：
溫度
參與原子的純度
離子濃度
分壓
因此，標(biāo)準(zhǔn)還原電位的“標(biāo)準(zhǔn)”分量是指還原電位與特定化學(xué)品列出的伏特值相同的條件。
這些條件是：
25攝氏度
100% 純度的參與原子
1 摩爾濃度的參與離子
參與氣態(tài)原子的分壓為 1 個大氣壓
為了使度量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化，定義為零伏電位的一致氫電極也用作參考點。在現(xiàn)實世界的實踐中，最重要的一點是具有更高標(biāo)準(zhǔn)還原電位的元素將成為更有效的氧化劑?？紤]到這一指標(biāo)，可以比較氧化劑的相對能力，以找到最適合任何給定應(yīng)用的氧化劑。
每種最常見的氧化劑都有特定的用例。試劑的液相或氣相、其腐蝕性能以及對人體或其他實驗室硬件造成傷害的風(fēng)險都是需要考慮的相關(guān)因素。通常，大多數(shù)氧化劑對人的生命是危險的，如果控制不當(dāng)，可能會對周圍區(qū)域造成損害。然而，通過適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，大多數(shù)氧化劑可以安全地用于它們的至少一個物質(zhì)相。
硫酸 (H2SO4) 是一種中等強(qiáng)度的氧化劑，標(biāo)準(zhǔn)還原電位為 0.17 伏。因為硫酸根據(jù)定義是其水溶液形式，所以它非常適合在電極表面上積聚的殘留物被氧化的情況下，必須將其清除和沖洗掉。
然而，作為氧化劑，硫酸不一定能捕獲足夠的電子來消除高度還原的電極或溶液中的自由電子。此外，硫酸不適合與由銀或金等易腐蝕元素組成的電極或化學(xué)溶液一起使用。
過氧化氫 (H2O2) 在其水溶液中的氧化電位為 0.70 伏。與硫酸不同，過氧化氫是一種更強(qiáng)的氧化劑。由于它不是強(qiáng)酸，因此使用起來也更加安全。這意味著它也適用于氧化由容易失去光澤或腐蝕的元素制成的電極。對于大多數(shù)實驗室用途，過氧化氫是理想的氧化劑，因為它的強(qiáng)度足以完成對目標(biāo)溶液或電極的氧化任務(wù)，同時購買成本低廉且使用起來簡單安全。
然而，在某些情況下，水性氧化劑在氧化過程之后是不希望的或難以去除的。此外，可能存在過氧化氫不足以完全氧化目標(biāo)的情況。
臭氧 (O3) 是一種氣態(tài)的強(qiáng)氧化劑，具有 2.075 伏的氧化電位。臭氧對人類非常危險，而且由于暴露在狹窄范圍之外的溫度下容易爆炸，因此也很難使用。當(dāng)使用正確的預(yù)防措施時，臭氧是需要極其強(qiáng)大的氣相氧化劑的工業(yè)應(yīng)用的首選。但是，臭氧的購買成本非常高，并且在使用或儲存時需要非常小心，這使得它不適合使用另一種氧化劑來完成的任務(wù)。
氟 (F2) 是最強(qiáng)大和最通用的氧化劑之一，其水溶液形式的氧化電位為 3.05 伏特，氫氟酸，其氣態(tài)形式的氧化電位為 2.87 伏特。對于需要在液相或氣相中使用最強(qiáng)氧化劑的應(yīng)用，氟是唯一的選擇。然而，氟具有極強(qiáng)的反應(yīng)性，無論其相或目標(biāo)的組成如何，都很難使用。
許多原子和分子以最小的刺激與氟發(fā)生爆炸性反應(yīng)，包括無處不在的分子，如二氧化碳。有機(jī)分子中的常見元素，如碳、氮和氨，也會在各種分子條件下發(fā)生爆炸性反應(yīng)。因此，明智的做法是避免使用氟作為氧化劑，如果有其他東西可以完成這項工作。
雖然上述氧化劑列表只是可以發(fā)揮類似作用的大量市售化學(xué)品中的一小部分，但許多實驗室可能仍然難以根據(jù)他們的需要選擇合適的氧化劑，尤其是當(dāng)他們的需求是非傳統(tǒng)的時。因此，與經(jīng)驗豐富的氧化劑和其他實驗室化學(xué)品供應(yīng)商合作可以大大有助于為實驗室的預(yù)期應(yīng)用找到合適的化學(xué)工具。當(dāng)實驗室與熟悉其工業(yè)或研究需求的合格供應(yīng)商合作時，保持創(chuàng)新引擎的運轉(zhuǎn)比以往任何時候都容易。
