Oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid, mis hõlmavad vesinikperoksiidi. Vesinikperoksiidi

Oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid, mis toimuvad vesinikperoksiidi (vesinikperoksiidi vesilahus - H) juuresolekul₂O_{2 (aq)}) on erijuhtum, mida tuleb analüüsida eraldi, peamiselt selle tasakaalu osas. Seda seetõttu, et vesinikperoksiidis olevad oksügeenid, mille Nox on võrdne -1, võivad kas oksüdeeruda või redutseeruda.

Vaatame näiteks kahte juhtumit, kus see käitub kõigepealt oksüdeeriva (redutseeriva) ja seejärel redutseeriva (oksüdeeriva) ainena:

• oksüdeerija: kui vesinikperoksiid redutseerub, toimides oksüdeeriva ainena, tekitab see produktina vett.

Kui lisame vesinikperoksiidi lahuse lahusele, mis sisaldab jodiidi ioone (I^-) happelises keskkonnas on meil:

H₂O_{2 (aq)} + I^-_(siin) + H⁺_(siin) → H₂O₍₁₎ + I_{2 (s)}

Vaadake, et moodustuks vesi ja jood. Kuid selleks, et kontrollida, kas vesinikperoksiid toimis tegelikult oksüdeeriva ainena ja redutseerus, jälgige oksüdatsiooniarvude (NOx) määramist: *

Vesinikperoksiidi hapniku Nox väärtus vähenes -1-lt -2-le, arvestades, et see sai 1 elektroni. Kuid kuna meil on igas vesinikperoksiidi molekulis kaks hapnikku (H

₂O₂), on Noxi variatsioon võrdne 2-ga.

Niisiis, nagu on näidatud tekstisRedoks tasakaalustamine", Vajalik samm reaktsioonide tasakaalustamiseks oksüdatsioon-redutseerimise meetodil on Noxi variatsioonide väärtuste ümberpööramine koefitsientide abil, mis on antud juhul järgmine:

* H₂O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 on I koefitsient^-;

* Mina^-= ∆Nox = 1 → 1 on H koefitsient₂O₂.

Seega on meil:

1 tund₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(siin) + H⁺_(siin) → H₂O₍₁₎ + I_{2 (s)}

Teiste koefitsientide saavutamine katsete abil tasakaalustamise teel:

• Kuna 1. liikmes on kaks hapniku aatomit, peab 2. liikme vee koefitsient olema võrdne 2. Ja kuna 1. liikmes on ka kaks jodiidi iooni, on 2. liikme joodikoefitsient 1. Ärge unustage, et aatomite ja ioonide õige hulga leidmiseks igas liikmes tuleb indeks korrutada koefitsiendiga:

1 tund₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(siin) + H⁺_(siin) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (s)}

• Nüüd jääb alles ainult 1. liikme vesinikkatiooni tasakaalustamine ja selle koefitsient peab olema võrdne 2-ga, sest teises liikmes on sellel 4 vesinikku ja esimeses liikmes juba kaks:

1 tund₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(siin) +2 H⁺_(siin) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (s)}

• redutseerija: kui vesinikperoksiid oksüdeerub, toimides redutseerijana, tekitab see hapnikku (O₂) tootena.

Vesinikperoksiidi redutseeriv näide on kokkupuutel kaaliumpermanganaadiga (KMnO₄). Sellel ainel on väga iseloomulik violetne värv, kuid kokkupuutel vesinikperoksiidiga muutub see värvusetuks. Seda seetõttu, et kogu MnO ioonis sisalduv mangaan₄^- permanganaadi lahus redutseerub, põhjustades Mn iooni²⁺, nagu allpool näidatud:

^{+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2}
H₂O₂ + MnO₄^-+ H⁺ →₂ + Mn²⁺+ H₂O

Noxi arvutamisel näeme, et vesinikperoksiidi hapnik tegelikult oksüdeerub ja põhjustab mangaani redutseerumist:

Nagu eelmises näites, võrdub vesinikperoksiidi oxNox 2-ga, kuna seal on kaks hapnikku ja kumbki kaotab elektroni. Seetõttu on meil:

* O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 on MnO koefitsient₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 on O koefitsient₂.

Ja nagu kõik O₂ pärineb vesinikperoksiidist, on kahel ainel sama koefitsient:

5 H₂O₂ + 2MnO₄^-+ H⁺ → 5 O₂ + Mn²⁺+ H₂O

Proovimeetodil tasakaalustades on meil:

5 tundi₂O₂ + 2 MnO₄^-+ 6 H⁺ → 5 O₂ + 2 Mn²⁺+ 8 H₂O

---

* Kui teil on küsimusi selle kohta, kuidas arvutada reaktsioonis olevate aatomite ja ioonide oksüdatsiooninumber (Nox), lugege teksti „Oksüdatsiooninumbri (Nox) määramine”.

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm