Réactions d'oxydoréduction qui se produisent en présence de peroxyde d'hydrogène (solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène - H2O2(aq)) constituent un cas particulier qui doit être analysé séparément, principalement en ce qui concerne son équilibre. En effet, les oxygènes du peroxyde d'hydrogène, dont le Nox est égal à -1, peuvent s'oxyder ou se réduire.
Par exemple, regardons deux cas dans lesquels il se comporte d'abord en oxydant (réducteur) puis en réducteur (oxydant) :
- agent d'oxydation: chaque fois que le peroxyde d'hydrogène est réduit, agissant comme un agent oxydant, il génère de l'eau en tant que produit.
Si l'on ajoute une solution de peroxyde d'hydrogène à une solution contenant des ions iodure (I-) en milieu acide, on aura :
H2O2(aq) + je-(ici) +H+(ici) → H2O(1) + je2(s)
Voir que l'eau et l'iode sont formés. Mais pour vérifier si le peroxyde d'hydrogène a effectivement agi comme agent oxydant et réduit, observez la détermination des indices d'oxydation (NOx) :*
Le Nox d'oxygène du peroxyde d'hydrogène a diminué de -1 à -2, étant donné qu'il a reçu 1 électron. Cependant, comme nous avons deux oxygènes dans chaque molécule de peroxyde d'hydrogène (H
2O2), la variation Nox sera égale à 2.Donc, comme indiqué dans le texte "Équilibrage redox», une étape nécessaire pour équilibrer les réactions par la méthode redox consiste à inverser les valeurs des variations de Nox par les coefficients, dans ce cas, comme suit :
*H2O2 = 2 (∆Nox) = 2 → 2 sera le coefficient du I-;
* JE-= ∆Nox = 1 → 1 sera le coefficient de H2O2.
Ainsi, nous avons :
1 heure2O2(aq) + 2 je-(ici) + H+(ici) → H2O(1) + je2(s)
Atteindre les autres coefficients en équilibrant par essais :
- Puisqu'il y a deux atomes d'oxygène dans le 1er membre, le coefficient d'eau dans le 2ème membre doit être égal à 2. Et comme il y a aussi deux ions iodure dans le 1er membre, le coefficient d'iode dans le 2ème membre sera de 1. N'oubliez pas qu'il faut multiplier l'indice par le coefficient pour trouver la bonne quantité d'atomes et d'ions dans chaque membre :
1 heure2O2(aq) + 2 je-(ici) +H+(ici) → 2 heures2O(1) + 1 je2(s)
- Maintenant il ne reste plus qu'à équilibrer le cation hydrogène du 1er membre, et son coefficient devra être égal à 2, car dans le 2ème membre il a 4 hydrogènes et dans le 1er membre il en a déjà deux :
1 heure2O2(aq) + 2 je-(ici) +2H+(ici) → 2 heures2O(1) + 1 je2(s)
- agent réducteur: chaque fois que le peroxyde d'hydrogène s'oxyde, agissant comme agent réducteur, il génère de l'oxygène (O2) en tant que produit.
Un exemple où le peroxyde d'hydrogène réduit est lorsqu'il entre en contact avec le permanganate de potassium (KMnO4). Cette substance a une couleur violette très caractéristique, mais lorsqu'elle entre en contact avec le peroxyde d'hydrogène, elle devient incolore. C'est parce que tout le manganèse présent dans l'ion MnO4- de la solution de permanganate est réduite, donnant naissance à l'ion Mn2+, comme indiqué ci-dessous:
+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2
H2O2 + MnO4-+ H+ → Le2 + Mn2++ H2O
En calculant le Nox, on voit que l'oxygène du peroxyde d'hydrogène s'oxyde en fait et provoque la réduction du manganèse :
Comme dans l'exemple précédent, le ∆Nox du peroxyde d'hydrogène sera égal à 2, car il y a deux oxygènes et chacun perd un électron. Par conséquent, nous avons :
* O2 = 2 (∆Nox) = 2 → 2 sera le coefficient de MnO4-;
*MnO4- = ∆Nox = 5 → 5 sera le coefficient du O2.
Et comme tout O2 provient du peroxyde d'hydrogène, les deux substances ont le même coefficient :
5 H2O2 + 2MnO4-+ H+ → 5 O2 + Mn2++ H2O
En équilibrant par la méthode d'essai, on a :
5 heures2O2 + 2MnO4-+ 6H+ → 5 O2 + 2 Mn2++ 8H2O
* Pour toute question sur le calcul de l'indice d'oxydation (Nox) des atomes et des ions dans une réaction, lisez le texte « Détermination de l'indice d'oxydation (Nox) ».
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm