過酸化水素(過酸化水素の水溶液-H)の存在下で発生する酸化還元反応2O2(aq))主にそのバランスに関して、個別に分析する必要がある特別なケースを構成します。 これは、Noxが-1に等しい過酸化水素中の酸素が酸化または還元する可能性があるためです。
たとえば、最初に酸化剤(還元剤)として動作し、次に還元剤(酸化剤)として動作する2つのケースを見てみましょう。
- 酸化剤: 過酸化水素が還元されて酸化剤として作用するときはいつでも、それは生成物として水を生成します。
ヨウ化物イオンを含む溶液に過酸化水素溶液を加えると(I-)酸性媒体では、次のようになります。
H2O2(aq) +私-(ここに) + H+(ここに) →H2O(1) +私2(s)
水とヨウ素が形成されていることを確認してください。 ただし、過酸化水素が実際に酸化剤として作用して還元されたかどうかを確認するには、酸化数(NOx)の決定を観察してください。*
過酸化水素の酸素Noxは、1つの電子を受け取った場合、-1から-2に減少しました。 ただし、各過酸化水素分子には2つの酸素があるため(H2O2)、Noxの変動は2に等しくなります。
したがって、テキストに示されているように「レドックスバランシング」、酸化還元法による反応のバランスを取るために必要なステップは、係数によってNoxの変動の値を反転することです。この場合は次のようになります。
* H2O2 = 2(ΔNox)= 2→ 2 Iの係数になります-;
* 私-= ∆Nox = 1→1はHの係数になります2O2.
したがって、次のようになります。
1時間2O2(aq) + 2 I-(ここに) + H+(ここに) →H2O(1) +私2(s)
試行によるバランスをとることによって他の係数を打つ:
- 1番目のメンバーには2つの酸素原子があるため、2番目のメンバーの水の係数は2に等しくなければなりません。 また、1番目のメンバーには2つのヨウ化物イオンもあるため、2番目のメンバーのヨウ素係数は1になります。 各メンバーの原子とイオンの正しい量を見つけるには、インデックスに係数を掛ける必要があることを忘れないでください。
1時間2O2(aq) + 2 I-(ここに) + H+(ここに) →2H2O(1) + 1 I2(s)
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- これで、1番目のメンバーの水素カチオンのバランスをとるだけで、2番目のメンバーには4つの水素があり、1番目のメンバーにはすでに2つあるため、その係数は2に等しくなければなりません。
1時間2O2(aq) + 2 I-(ここに) +2 H+(ここに) →2H2O(1) + 1 I2(s)
- 還元剤: 過酸化水素が酸化して還元剤として作用するときはいつでも、それは酸素(O2)製品として。
過酸化水素が減少している例は、過マンガン酸カリウム(KMnO)と接触したときです。4). この物質は非常に特徴的な紫色をしていますが、過酸化水素と接触すると無色になります。 これは、MnOイオンにすべてのマンガンが存在するためです。4- 過マンガン酸塩溶液の量が減少し、Mnイオンが発生します2+、以下に示すように:
+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2
H2O2 + MnO4-+ H+ →2 + Mn2++ H2O
Noxを計算すると、過酸化水素中の酸素が実際に酸化してマンガンの還元を引き起こすことがわかります。
前の例のように、過酸化水素の∆Noxは2に等しくなります。これは、2つの酸素があり、それぞれが電子を失うためです。 したがって、次のようになります。
* O2 = 2(ΔNox)= 2→ 2 MnOの係数になります4-;
* MnO4- = ∆Nox = 5→ 5 Oの係数になります2.
そしてすべてのOのように2 過酸化水素に由来し、2つの物質は同じ係数を持っています:
5 H2O2 + 2MnO4-+ H+ → 5 O2 + Mn2++ H2O
試行方法によるバランスを取ると、次のようになります。
5時間2O2 + 2 MnO4-+ 6 H+ →5O2 + 2 Mn2++ 8 H2O
*反応中の原子とイオンの酸化数(Nox)の計算方法に関する質問については、「酸化数(Nox)の決定」というテキストをお読みください。
ジェニファー・フォガサ
化学を卒業
学校や学業でこのテキストを参照しますか? 見てください:
FOGAÇA、ジェニファー・ロシャ・バルガス。 "過酸化水素を含む酸化還元反応"; ブラジルの学校. で利用可能: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm. 2021年6月28日にアクセス。