Hapetus-pelkistysreaktiot, joihin liittyy vetyperoksidia. Vetyperoksidi

Hapetus-pelkistysreaktiot, jotka tapahtuvat vetyperoksidin (vetyperoksidin vesiliuos - H) läsnä ollessa₂O_{2 (aq)}) ovat erityistapaus, joka on analysoitava erikseen, lähinnä sen tasapainon suhteen. Tämä johtuu siitä, että vetyperoksidissa olevat oksigeenit, joiden Nox on -1, voivat joko hapettaa tai pelkistää.

Tarkastellaan esimerkiksi kahta tapausta, joissa se käyttäytyy ensin hapettimena (pelkistävänä) ja sitten pelkistävänä aineena (hapettavana):

• hapettava aine: aina kun vetyperoksidi pelkistyy ja toimii hapettimena, se tuottaa vettä tuotteena.

Jos lisätään vetyperoksidiliuosta liuokseen, joka sisältää jodidi-ioneja (I^-) happamassa ympäristössä meillä on:

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

Katso, että vettä ja jodia muodostuu. Mutta tarkistaaksesi, toimiiko vetyperoksidi todella hapettimena ja pelkistyneenä, seuraa hapetuslukujen (NOx) määritystä: *

Vetyperoksidin happioksidi laski -1: stä -2: een, koska se sai 1 elektronin. Kuitenkin, koska jokaisessa vetyperoksidimolekyylissä on kaksi oksigeeniä (H₂O₂), Nox-vaihtelu on yhtä suuri kuin 2.

Joten, kuten tekstissäRedox-tasapainotus”, Välttämätön vaihe reaktioiden tasapainottamiseksi hapetus-pelkistysmenetelmällä on kääntää Nox-vaihtelujen arvot kertoimilla, mikä on tässä tapauksessa seuraava:

* H₂O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 on kerroin I: lle^-;

* I^-= ∆Nox = 1 → 1 on H-kerroin₂O₂.

Siksi meillä on:

1 tunti₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tässä) + H⁺_(tässä) → H₂O₍₁₎ + I_{2 (s)}

Muiden kertoimien saavuttaminen tasapainottamalla kokeilla:

• Koska ensimmäisessä jäsenessä on kaksi happiatomia, toisen jäsenen vesikertoimen on oltava yhtä suuri kuin 2. Ja koska ensimmäisessä jäsenessä on myös kaksi jodidi-ionia, toisen jäsenen jodikerroin on 1. Älä unohda, että meidän on kerrottava indeksi kertoimella, jotta löydämme oikean määrän atomeja ja ioneja jokaisessa jäsenessä:

1 tunti₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tässä) + H⁺_(tässä) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (s)}

• Nyt jäljellä on vain tasapainottaa ensimmäisen jäsenen vetykationi, ja sen kertoimen on oltava yhtä suuri kuin 2, koska toisessa jäsenessä on 4 vetyä ja ensimmäisessä jäsenessä jo kaksi:

1 tunti₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tässä) +2 H⁺_(tässä) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (s)}

• pelkistävä aine: aina kun vetyperoksidi hapettuu ja toimii pelkistävänä aineena, se tuottaa happea (O₂) tuotteena.

Esimerkki vetyperoksidin pelkistymisestä on, kun se joutuu kosketuksiin kaliumpermanganaatin (KMnO₄). Tällä aineella on hyvin tyypillinen violetti väri, mutta joutuessaan kosketuksiin vetyperoksidin kanssa se muuttuu värittömäksi. Tämä johtuu siitä, että kaikki MnO-ionissa olevat mangaanit₄^- permanganaattiliuoksen pelkistys johtaa Mn-ionin syntymiseen²⁺, kuten alla:

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

Laskettaessa Nox-arvoa havaitaan, että vetyperoksidin happi todella hapettuu ja aiheuttaa mangaanin pelkistyksen:

Kuten edellisessä esimerkissä, vetyperoksidin oxNox on yhtä suuri kuin 2, koska oksigeenejä on kaksi ja kukin menettää elektronin. Siksi meillä on:

* O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 on MnO-kerroin₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 on O: n kerroin₂.

Ja kuten kaikki O₂ tulee vetyperoksidista, kahdella aineella on sama kerroin:

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

Tasapainottamalla kokeilumenetelmällä meillä on:

5 tuntia₂O₂ + 2 MnO₄^-+ 6 H⁺ → 5 O₂ + 2 Mn²⁺+ 8 H₂O

---

* Jos sinulla on kysyttävää atomien ja ionien hapetusluvun (Nox) laskemisesta reaktiossa, lue teksti "Hapettumisnumeron (Nox) määrittäminen".

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm