Hapetus-pelkistysreaktiot, jotka tapahtuvat vetyperoksidin (vetyperoksidin vesiliuos - H) läsnä ollessa2O2 (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:
H2O2 (aq) + I-(tässä) + H+(tässä) → H2O(1) + I2 (s)
Katso, että vettä ja jodia muodostuu. Mutta tarkistaaksesi, toimiiko vetyperoksidi todella hapettimena ja pelkistyneenä, seuraa hapetuslukujen (NOx) määritystä: *
Vetyperoksidin happioksidi väheni arvosta -1 arvoon -2, 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 tunti2O2 (aq) + 2 I-(tässä) + H+(tässä) → H2O(1) + I2 (s)
Muiden kertoimien saavuttaminen tasapainottamalla kokeilla:
- Koska ensimmäisessä jäsenessä on kaksi happiatomia, toisen jäsenen vesikerroksen on oltava 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 tunti2O2 (aq) + 2 I-(tässä) + H+(tässä) → 2 H2O(1) + 1 I2 (s)
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
- 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 tunti2O2 (aq) + 2 I-(tässä) +2 H+(tässä) → 2 H2O(1) + 1 I2 (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
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Vetyperoksidia sisältävät hapettumisen pelkistysreaktiot"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
