¿Cuál es el agente oxidante más potente?

Question

He buscado el agente oxidante más fuerte y he encontrado diferentes resultados: $\ce{ClF3}$ , $\ce{HArF}$ , $\ce{F2}$ estaban entre ellos.

Muchos dijeron $\ce{ClF3}$ es el más potente, ya que lo oxida todo, incluso el amianto, la arena, el hormigón, y puede incendiar fácilmente cualquier cosa que no se pueda detener; sólo se puede almacenar en teflón.

Y $\ce{HArF}$ podría ser un oxidante muy potente debido a su gran inestabilidad como compuesto de argón con flúor, pero ¿se llegó a utilizar como tal?

¿Qué compuesto se utiliza actualmente como agente oxidante y se ha demostrado que es más fuerte que otros, por ejemplo, mediante el potencial de reducción estándar?

Answer 1

La respuesta de Ivan invita a la reflexión. Pero divirtámonos un poco.

La IUPAC define la oxidación como:

La eliminación completa y neta de uno o más electrones de una molécula molecular.

Mi humilde pregunta es la siguiente: ¿qué mejor manera hay de eliminar un electrón que combinándolo con un antielectrón literal ? Sí, amigos míos, intentaremos trascender el problema por completo y matar la mosca a cañonazos con una bomba termonuclear. Presento como la entrada más poderosa, el positrón .

Desde 1932, sabemos que la materia ordinaria tiene una imagen especular, que ahora llamamos antimateria . El homólogo antimateria del electrón ( $\ce{e-}$ ) es el positrón ( $\ce{e+}$ ). Por lo que sabemos, se comportan exactamente igual, excepto por sus cargas eléctricas opuestas. Subrayo que el positrón tiene nada con el protón ( $\ce{p+}$ ), otra clase de partícula completamente distinta.

Como ya sabrá, cuando la materia y la antimateria se encuentran, liberan enormes cantidades de energía, gracias a $E=mc^2$ . Para un electrón y un positrón sin más energía inicial que sus masas en reposo individuales de $\pu{511 keV c^-2}$ cada uno, el más común aniquilación resultado es:

$$\ce{e- +\ e+ -> 2\gamma}$$

Sin embargo, este proceso es totalmente reversible en electrodinámica cuántica; es simétrico en el tiempo. La reacción opuesta es producción en pareja :

$$\ce{2\gamma -> e- +\ e+ }$$

¿Una reacción reversible? Entonces nada nos impide imaginar el siguiente equilibrio químico:

$$\begin{align} \ce{e- +\ e+ &<=> 2\gamma} & \Delta_r G^\circ &= \pu{-1.022 MeV} =\pu{-98 607 810 kJ mol^-1} \end{align}$$

La distinción entre entalpía y energía libre de Gibbs en tales reacciones subatómicas es completamente despreciable, ya que el factor entrópico es irrisoriamente pequeño en comparación, en cualquier condición razonable. Voy a considerar descaradamente el valor anterior como el cambio de energía libre de Gibbs estándar de la reacción. Este enorme $\Delta_r G^\circ$ corresponde a una constante de equilibrio $K_\mathrm{eq} = 3 \times 10^{17276234}$ lo que representa una reacción algo favorecida por el producto. Introduciendo la ecuación de Nernst, el potencial de electrodo estándar para la "reducción de un positrón" es entonces $\mathrm{\frac{98\ 607\ 810\ kJ\ mol^{-1}}{96\ 485.33212\ C\ mol^{-1}} = +1\ 021\ 998\ V}$ .

Ivan menciona en su respuesta el uso de una partícula alfa como oxidante. Vayamos más lejos. Según el NIST una estimación aproximada de la afinidad electrónica de un núcleo de darmstadtio completamente desnudo ( $\ce{Ds^{110+}}$ ) es $\pu{-204.4 keV}$ Así que ni siquiera un átomo superpesado desnudo puede igualar el poder oxidante de un positrón.

... es decir, hasta llegar a $\ce{Ust^{173+}}$ ...

Answer 2

No hay una respuesta definitiva; si cree que la tiene, se equivoca.

Ves, esto es como preguntar "cuál es la gran ciudad más septentrional" . Dependiendo de dónde pongas el límite para ser "grande", la respuesta puede ser Moscú (latitud $55^\circ$ N, población 13M), San Petersburgo ( $60^\circ$ N, 5M), Murmansk ( $68^\circ$ N, 300K), y bastantes más. No existe una forma natural y universalmente aceptada de trazar esa línea; es intrínsecamente arbitraria.

¿Qué tiene eso de similar, podría preguntarse, ya que no hay ninguna línea de este tipo en su pregunta? Sí la tiene, y aquí está: quiere los compuestos que existe . De verdad, no querrás compuestos que no existen, ¿verdad?

Ahora bien, hay un truco: tenemos bastantes grados diferentes de sutileza para "existir" y no hay una forma natural de trazar la línea que lo haga claramente blanco o negro. De hecho, a falta de más contexto, es tan poco definido y vago como "ser grande" para una ciudad. En mi gusto personal, $\ce{HArF}$ no existe; si me indica los documentos que afirman lo contrario, le lanzaré (en sentido figurado) $\ce{He^2+}$ , AKA an $\alpha$ partícula, que se conocía desde hace un buen siglo más, sin duda existe, y se oxida fácilmente $\ce{HArF}$ Estoy bastante seguro de ello.

El problema tiene otra dimensión. La capacidad oxidativa de cualquier compuesto no se mide con un número para poder compararlos. Es cierto que existe potencial redox pero se mide en condiciones estándar, y en condiciones diferentes las cosas pueden resultar al revés. Así que no va a haber una respuesta aunque nos pusiéramos unánimemente de acuerdo en la definición de "existe" (que no lo estaríamos).

Así es.

Answer 3

Creo que la respuesta sería un agujero negro formado por antimateria (concretamente positrones) . Aquí tienes la energía de aniquilación junto con una inmensa energía gravitatoria y una inmensa energía electromagnética. Las fuerzas de marea gravitacionales son fuertes unido a que la fuerza electromagnética repele al núcleo y atrae a los electrones lo es aún más. ¡No se me ocurre nada mejor!

Answer 4

La partícula oxidante más potente sería el positrión. Desde el punto de vista químico, el oxidante más potente no sería el HArF y, desde luego, tampoco el ClF3. El ClF3 es más potente que el ClF3, pero no tanto como el fluoruro de oxígeno. El O2F2 es mucho más reactivo que el fluoruro de cloro o el flúor, de hecho se descompondrá en flúor y oxígeno a -163 grados centígrados. El fluoruro de oxígeno tiende a ser más reactivo cuanto más oxígeno y flúor contiene el compuesto. . Hay compuestos que son incluso más reactivos que el fluorohidruro de argón, como han mencionado otros usuarios, el dihelio oxidará el HArF.

El trihelio puede ser incluso más reactivo que el dihelio, ya que el enlace de Van der Waals es aún más largo. En 1925 se descubrió un ácido llamado Hidruro de helio que es más adicidc que cualquier hecho por el hombre superácido Tiene menor afinidad por el protón que el helio. El compuesto de neón puede ser el compuesto más oxidante, pero no existe ningún compuesto de neón estable (esto se debe a que el neón es más inerte que el helio).