Reakcije redukcije oksidacije koje uključuju vodikov peroksid. Vodikov peroksid

Reakcije redukcije oksidacije koje se javljaju u prisutnosti vodikovog peroksida (vodena otopina vodikovog peroksida - H₂O_{2 (vod.)}) predstavljaju poseban slučaj koji se mora analizirati odvojeno, uglavnom s obzirom na njegovu ravnotežu. To je zato što kisici u vodikovom peroksidu, koji imaju Nox jednak -1, mogu ili oksidirati ili reducirati.

Na primjer, pogledajmo dva slučaja u kojima se ponaša prvo kao oksidirajuće sredstvo (reducirajući), a zatim kao reducirajuće sredstvo (oksidacijsko):

• oksidirajuće sredstvo: kad god se vodikov peroksid reducira, djelujući kao oksidirajuće sredstvo, on stvara vodu kao proizvod.

Ako otopini koja sadrži jodidne ione dodamo otopinu vodikovog peroksida (I^-) u kiselom mediju imat ćemo:

H₂O_{2 (vod.)} + Ja^-_(ovdje) + H⁺_(ovdje) → H₂O₍₁₎ + Ja₂

Pazite da nastaju voda i jod. Ali da biste provjerili je li vodikov peroksid stvarno djelovao kao oksidacijsko sredstvo i reducirao se, promatrajte određivanje oksidacijskih brojeva (NOx): *

Kisik Nox vodikovog peroksida smanjio se s -1 na -2, s obzirom da je primio 1 elektron. Međutim, kako imamo po dva kisika u svakoj molekuli vodikovog peroksida (H

₂O₂), varijacija Nox bit će jednaka 2.

Dakle, kao što je prikazano u tekstu “Redox balansiranje”, Neophodan korak za uravnoteženje reakcija metodom oksidacijsko-redukcijske reakcije jest inverzija vrijednosti varijacija Nox-a koeficijentima, koji su, u ovom slučaju, kako slijedi:

* H₂O₂ = 2 (oxNox) = 2 → 2 bit će koeficijent I^-;

* Ja^-= ∆Nox = 1 → 1 bit će koeficijent H₂O₂.

Dakle, imamo:

1 sat₂O_{2 (vod.)} + 2 I^-_(ovdje) + H⁺_(ovdje) → H₂O₍₁₎ + Ja₂

Postizanje ostalih koeficijenata uravnoteženjem pokusima:

• Budući da se u prvom članu nalaze dva atoma kisika, koeficijent vode u drugom članu mora biti jednak 2. A budući da se u prvom članu nalaze i dva jodidna iona, koeficijent joda u drugom članu bit će 1. Ne zaboravite da indeks moramo pomnožiti s koeficijentom da bismo pronašli ispravnu količinu atoma i iona u svakom članu:

1 sat₂O_{2 (vod.)} + 2 I^-_(ovdje) + H⁺_(ovdje) → 2 h₂O₍₁₎ + 1 I₂

• Sada ostaje samo uravnotežiti kation vodika 1. člana, a njegov će koeficijent morati biti jednak 2, jer u 2. članu ima 4 vodika, a u 1. članu već ima dva:

1 sat₂O_{2 (vod.)} + 2 I^-_(ovdje) +2 H⁺_(ovdje) → 2 h₂O₍₁₎ + 1 I₂

• redukcijsko sredstvo: kad god vodikov peroksid oksidira, djelujući kao redukcijsko sredstvo, stvara kisik (O₂) kao proizvod.

Primjer redukcije vodikovog peroksida je kada dolazi u kontakt s kalijevim permanganatom (KMnO₄). Ova tvar ima vrlo karakterističnu ljubičastu boju, ali kada dođe u kontakt s vodikovim peroksidom postaje bezbojna. To je zato što je sav mangan prisutan u ionu MnO₄^- otopine permanganata se reducira, dajući ionu Mn²⁺, kako je prikazano dolje:

^{+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2}
H₂O₂ + MnO₄^-+ H⁺ → The₂ + Mn²⁺+ H₂O

Izračunavajući Nox, vidimo da kisik u vodikovom peroksidu zapravo oksidira i uzrokuje smanjenje mangana:

Kao i u prethodnom primjeru, oxVod vodikovog peroksida bit će jednak 2, budući da postoje dva kisika i svaki gubi elektron. Stoga imamo:

* O₂ = 2 (oxNox) = 2 → 2 bit će koeficijent MnO₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 bit će koeficijent O₂.

I kao i svi O₂ potječe od vodikovog peroksida, dvije supstance imaju isti koeficijent:

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

Balansirajući pokusnom metodom, imamo:

5 sati₂O₂ + 2 MnO₄^-+ 6 H⁺ → 5 O₂ + 2 milijuna²⁺+ 8 H₂O

---

* Za sva pitanja o tome kako izračunati oksidacijski broj (Nox) atoma i iona u reakciji, pročitajte tekst "Određivanje oksidacijskog broja (Nox)".

Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju

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