تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تنطوي على بيروكسيد الهيدروجين. بيروكسيد الهيدروجين

تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في وجود بيروكسيد الهيدروجين (محلول مائي من بيروكسيد الهيدروجين - H2ا2 (aq)) تشكل حالة خاصة يجب تحليلها بشكل منفصل ، خاصة فيما يتعلق بتوازنها. وذلك لأن الأكسجين الموجود في بيروكسيد الهيدروجين ، والذي يحتوي على أكاسيد النيتروجين يساوي -1 ، يمكن أن يتأكسد أو ينقص.

على سبيل المثال ، دعونا ننظر إلى حالتين يتصرف فيهما أولاً كعامل مؤكسد (مختزل) ثم كعامل مختزل (مؤكسد):

  • عامل مؤكسد: كلما تم تقليل بيروكسيد الهيدروجين ، كعامل مؤكسد ، فإنه يولد الماء كمنتج.

إذا أضفنا محلول بيروكسيد الهيدروجين إلى محلول يحتوي على أيونات يوديد (I.-) في وسط حمضي ، سيكون لدينا:

ح2ا2 (aq) + أنا-(هنا) + ح+(هنا) → H.2ا(1) + أنا2 (ق)

تأكد من تكوين الماء واليود. ولكن للتحقق مما إذا كان بيروكسيد الهيدروجين يعمل بالفعل كعامل مؤكسد وتم تقليله ، لاحظ تحديد عدد الأكسدة (NOx): *

يقلل بيروكسيد الهيدروجين ويعمل كعامل مؤكسد

انخفض أكاسيد الأكسجين في بيروكسيد الهيدروجين من -1 إلى -2 ، نظرًا لأنه تلقى إلكترونًا واحدًا. ومع ذلك ، نظرًا لأن لدينا اثنين من الأكسجين في كل جزيء بيروكسيد الهيدروجين (H2ا2) ، سيكون الاختلاف Nox مساويًا لـ 2.

لذلك ، كما هو موضح في النص "

موازنة الأكسدة والاختزال"، فإن الخطوة الضرورية لموازنة التفاعلات بواسطة طريقة تقليل الأكسدة هي عكس قيم تغيرات أكسيد النيتروجين بواسطة المعامِلات ، في هذه الحالة ، على النحو التالي:

* ح2ا2 = 2 (∆Nox) = 2 → 2 سيكون معامل أنا-;

* أنا-= ∆Nox = 1 → 1 سيكون معامل H.2ا2.

وهكذا لدينا:

1 ساعة2ا2 (aq) + 2 أنا-(هنا) + ح+(هنا) → H.2ا(1) + أنا2 (ق)

ضرب المعامِلات الأخرى عن طريق الموازنة بالتجارب:

  • نظرًا لوجود ذرتين من الأكسجين في العضو الأول ، يجب أن يساوي معامل الماء في العضو الثاني 2. ونظرًا لوجود أيوني يوديد أيضًا في العضو الأول ، فإن معامل اليود في العضو الثاني سيكون 1. لا تنس أنه يتعين علينا ضرب المؤشر في المعامل لإيجاد الكمية الصحيحة من الذرات والأيونات في كل عضو:

1 ساعة2ا2 (aq) + 2 أنا-(هنا) + ح+(هنا) → 2 ح2ا(1) + 1 أنا2 (ق)

لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)

  • الآن يبقى فقط موازنة الكاتيون الهيدروجيني للعضو الأول ، ويجب أن يكون معامله مساويًا لـ 2 ، لأنه في العضو الثاني يحتوي على 4 هيدروجين وفي العضو الأول لديه بالفعل اثنان:

1 ساعة2ا2 (aq) + 2 أنا-(هنا) +2 ح+(هنا) → 2 ح2ا(1) + 1 أنا2 (ق)

  • الحد من وكيل: عندما يتأكسد بيروكسيد الهيدروجين ، يعمل كعامل اختزال ، فإنه يولد الأكسجين (O2) كمنتج.

مثال على انخفاض بيروكسيد الهيدروجين عندما يتلامس مع برمنجنات البوتاسيوم (KMnO4). هذه المادة لها لون بنفسجي مميز للغاية ، ولكن عندما تتلامس مع بيروكسيد الهيدروجين ، فإنها تصبح عديمة اللون. هذا بسبب وجود كل المنغنيز في أيون MnO4- من محلول البرمنجنات ينخفض ​​، مما يؤدي إلى ظهور أيون المنغنيز2+، كما هو مبين أدناه:

+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2
ح2ا2 + MnO4-+ ح+ → ملف2 + مينيسوتا2++ ح2ا

بحساب أكسيد النيتروجين ، نرى أن الأكسجين الموجود في بيروكسيد الهيدروجين يتأكسد بالفعل ويؤدي إلى تقليل المنجنيز:

أكسدة بيروكسيد الهيدروجين والعمل كعامل مختزل

كما في المثال السابق ، سيكون ∆Nox لبيروكسيد الهيدروجين مساويًا لـ 2 ، حيث يوجد نوعان من الأكسجين ويفقد كل منهما إلكترونًا. لذلك لدينا:

* يا2 = 2 (∆Nox) = 2 → 2 سيكون معامل MnO4-;

* MnO4- = ∆Nox = 5 → 5 سيكون معامل O2.

ومثل كل يا2 يأتي من بيروكسيد الهيدروجين ، ولكل من المادتين نفس المعامل:

5 ح2ا2 + 2MnO4-+ ح+5 ا2 + مينيسوتا2++ ح2ا

الموازنة بطريقة التجربة ، لدينا:

5 ساعات2ا2 + 2 MnO4-+ 6 ح+ → 5 أ2 + 2 مليون2++ 8 ساعات2ا


* لأية أسئلة حول كيفية حساب عدد الأكسدة (Nox) للذرات والأيونات في التفاعل ، اقرأ النص "تحديد عدد الأكسدة (NOx)".


بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:

فوغا ، جينيفر روشا فارغاس. "تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تشتمل على بيروكسيد الهيدروجين" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm. تم الوصول إليه في 28 يونيو 2021.

المذاب والمذيب: ما هما والاختلافات والأمثلة

المذاب والمذيب: ما هما والاختلافات والأمثلة

المذاب والمذيب هما مكونان من خليط متجانس يسمى محلول كيميائي.المذاب: هي المادة التي تتشتت في المذي...

read more
الضغط الاسموزي: ما هو وكيفية حسابه

الضغط الاسموزي: ما هو وكيفية حسابه

ال الضغط الاسموزي إنها خاصية جماعية تتوافق مع الضغط الذي يجب أن يمارس على نظام لمنع حدوث التناضح ...

read more
قانون هس: ما هو ، الأصول والتمارين

قانون هس: ما هو ، الأصول والتمارين

يسمح لنا قانون هيس بحساب التغير في المحتوى الحراري ، وهو مقدار الطاقة الموجودة في المواد بعد خضوع...

read more