Oxidačně-redukční reakce zahrnující peroxid vodíku. Peroxid vodíku

Oxidačně-redukční reakce, ke kterým dochází v přítomnosti peroxidu vodíku (vodný roztok peroxidu vodíku - H₂Ó_{2 (aq)}) představují zvláštní případ, který musí být analyzován samostatně, zejména pokud jde o jeho vyvážení. Je to proto, že kyslíky v peroxidu vodíku, které mají Nox rovné -1, mohou buď oxidovat, nebo redukovat.

Podívejme se například na dva případy, kdy se chová nejprve jako oxidační činidlo (redukční) a poté jako redukční činidlo (oxidující):

• oxidační činidlo: kdykoli je peroxid vodíku redukován a působí jako oxidační činidlo, vytváří jako produkt vodu.

Přidáme-li roztok peroxidu vodíku k roztoku obsahujícímu jodidové ionty (I.^-) v kyselém prostředí budeme mít:

H₂Ó_{2 (aq)} + Já^-_(tady) + H⁺_(tady) → H₂Ó₍₁₎ + Já_{2 (s)}

Podívejte se, že se tvoří voda a jód. Chcete-li však zkontrolovat, zda peroxid vodíku skutečně působil jako oxidační činidlo a snížil se, sledujte stanovení oxidačních čísel (NOx): *

Kyslík Nox peroxidu vodíku se snížil z -1 na -2, za předpokladu, že přijal 1 elektron. Protože však máme v každé molekule peroxidu vodíku dva atomy kyslíku (H.

₂Ó₂), bude se Nox variace rovnat 2.

Jak tedy ukazuje text „Redoxní vyvážení“, Nezbytným krokem k vyvážení reakcí metodou oxidačně-redukční je převrácení hodnot variací Nox koeficienty, v tomto případě následující:

* H₂Ó₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 bude koeficient I^-;

* Já^-= ∆Nox = 1 → 1 bude koeficient H₂Ó₂.

Máme tedy:

1 hodina₂Ó_{2 (aq)} + 2 já^-_(tady) + H⁺_(tady) → H₂Ó₍₁₎ + Já_{2 (s)}

Dosažení dalších koeficientů vyvažováním zkouškami:

• Protože v 1. členu jsou dva atomy kyslíku, musí se koeficient vody ve 2. členu rovnat 2. A protože v 1. členu jsou také dva jodidové ionty, bude jódový koeficient ve 2. členu 1. Nezapomeňte, že musíme vynásobit index koeficientem, abychom našli správné množství atomů a iontů v každém členu:

1 hodina₂Ó_{2 (aq)} + 2 já^-_(tady) + H⁺_(tady) → 2 H₂Ó₍₁₎ + 1 já_{2 (s)}

• Nyní zbývá vyrovnat pouze vodíkový kation 1. člena a jeho koeficient se bude muset rovnat 2, protože ve 2. členu má 4 vodíky a v 1. členu již dva:

1 hodina₂Ó_{2 (aq)} + 2 já^-_(tady) +2 hodiny⁺_(tady) → 2 H₂Ó₍₁₎ + 1 já_{2 (s)}

• redukční činidlo: kdykoli peroxid vodíku oxiduje a působí jako redukční činidlo, vytváří kyslík (O₂) jako produkt.

Příkladem redukce peroxidu vodíku je kontakt s manganistanem draselným (KMnO₄). Tato látka má velmi charakteristickou fialovou barvu, ale při kontaktu s peroxidem vodíku se stává bezbarvou. Je to proto, že veškerý mangan přítomný v iontu MnO₄^- roztoku manganistanu se sníží, což vede k iontu Mn²⁺, Jak je ukázáno níže:

^{+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2}
H₂Ó₂ + MnO₄^-+ H⁺ → The₂ + Mn²⁺+ H₂Ó

Při výpočtu NOX vidíme, že kyslík v peroxidu vodíku skutečně oxiduje a způsobuje redukci manganu:

Stejně jako v předchozím příkladu se ∆Nox peroxidu vodíku bude rovnat 2, protože existují dva kyslíky a každý ztratí elektron. Proto máme:

* O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 bude koeficient MnO₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 bude koeficientem O₂.

A jako všechny ostatní₂ pochází z peroxidu vodíku, obě látky mají stejný koeficient:

5 H₂Ó₂ + 2MnO₄^-+ H⁺ → 5 Ó₂ + Mn²⁺+ H₂Ó

Při vyvážení zkušební metodou máme:

5 hodin₂Ó₂ + 2 MnO₄^-+ 6 hodin⁺ → 5 O.₂ + 2 mil²⁺+ 8 hodin₂Ó

---

* V případě jakýchkoli otázek, jak vypočítat oxidační číslo (Nox) atomů a iontů v reakci, si přečtěte text „Stanovení oxidačního čísla (Nox)“.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm