Oksidacijos-redukcijos reakcijos, susijusios su vandenilio peroksidu. Vandenilio peroksidas

Oksidacijos-redukcijos reakcijos, kurios vyksta esant vandenilio peroksidui (vandeninis vandenilio peroksido tirpalas - H₂O_{2 (aq)}) yra specialus atvejis, kurį reikia analizuoti atskirai, daugiausia atsižvelgiant į jo pusiausvyrą. Taip yra todėl, kad vandenilio perokside esantys oksigenai, kurių Nox yra lygus -1, gali arba oksiduotis, arba redukuotis.

Pavyzdžiui, pažvelkime į du atvejus, kai jis pirmiausia elgiasi kaip oksiduojantis agentas (redukuojantis), o tada kaip reduktorius (oksiduojantis):

• oksidatorius: kai vandenilio peroksidas yra redukuojamas, veikdamas kaip oksiduojantis agentas, jis gamina vandenį.

Jei vandenilio peroksido tirpalą įpilame į tirpalą, kuriame yra jodido jonų (I^-) rūgštinėje terpėje turėsime:

H₂O_{2 (aq)} + Aš^-_(čia) + H⁺_(čia) → H₂O₍₁₎ + Aš_{2 (s)}

Pažiūrėkite, ar susidaro vanduo ir jodas. Bet norėdami patikrinti, ar vandenilio peroksidas iš tikrųjų veikė kaip oksiduojantis agentas ir ar jis redukuotas, stebėkite oksidacijos skaičių (NOx) nustatymą: *

Vandenilio peroksido deguonies Nox sumažėjo nuo -1 iki -2, atsižvelgiant į tai, kad jis gavo 1 elektroną. Tačiau, kadangi kiekvienoje vandenilio peroksido molekulėje yra du oksigenai (H

₂O₂), „Nox“ variacija bus lygi 2.

Taigi, kaip parodyta tekste „Redokso balansavimas“, Būtinas žingsnis norint subalansuoti reakcijas naudojant redokso metodą, yra invertuoti Nox variantų reikšmes koeficientais, šiuo atveju taip:

* H₂O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 bus I koeficientas^-;

* Aš^-= ∆Nox = 1 → 1 bus H koeficientas₂O₂.

Taigi mes turime:

1 valandą₂O_{2 (aq)} + 2 Aš^-_(čia) + H⁺_(čia) → H₂O₍₁₎ + Aš_{2 (s)}

Kitų koeficientų pasiekimas balansuojant pagal bandymus:

• Kadangi 1-ame naryje yra du deguonies atomai, antrojo nario vandens koeficientas turi būti lygus 2. Kadangi pirmame naryje taip pat yra du jodido jonai, antrojo nario jodo koeficientas bus 1. Nepamirškite, kad norėdami rasti teisingą atomų ir jonų kiekį kiekviename naryje, indeksą turime padauginti iš koeficiento:

1 valandą₂O_{2 (aq)} + 2 Aš^-_(čia) + H⁺_(čia) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 Aš_{2 (s)}

• Dabar lieka tik subalansuoti 1-ojo nario vandenilio katijoną, o jo koeficientas turės būti lygus 2, nes 2-ajame naryje jis turi 4 vandenilius, o 1-ame naryje - jau du:

1 valandą₂O_{2 (aq)} + 2 Aš^-_(čia) +2 H⁺_(čia) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 Aš_{2 (s)}

• reduktorius: kai vandenilio peroksidas oksiduojasi, veikdamas kaip reduktorius, jis gamina deguonį (O₂) kaip produktas.

Vandenilio peroksido redukcijos pavyzdys yra, kai jis liečiasi su kalio permanganatu (KMnO₄). Ši medžiaga turi labai būdingą violetinę spalvą, tačiau kontaktuodama su vandenilio peroksidu, ji tampa bespalvė. Taip yra todėl, kad visi MnO jonuose esantys manganai₄^- permanganato tirpalo redukuojama, todėl susidaro Mn jonas²⁺, kaip parodyta žemiau:

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

Apskaičiuojant Nox matome, kad vandenilio perokside esantis deguonis iš tikrųjų oksiduojasi ir sukelia mangano redukciją:

Kaip ir ankstesniame pavyzdyje, vandenilio peroksido oxNoks bus lygus 2, nes yra du oksigenai ir kiekvienas praranda elektroną. Todėl mes turime:

* O₂ = 2 (∆Nox) = 2 → 2 bus MnO koeficientas₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 bus O koeficientas₂.

Ir kaip visi O₂ gaunamas iš vandenilio peroksido, abiejų medžiagų koeficientas yra tas pats:

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

Balansuojant pagal bandymo metodą, mes turime:

5 valandos₂O₂ + 2 MnO₄^-+ 6 H⁺ → 5 O₂ + 2 mln²⁺+ 8 H₂O

---

* Jei turite klausimų, kaip apskaičiuoti atomų ir jonų oksidacijos skaičių (Nox) reakcijos metu, skaitykite tekstą „Oksidacijos skaičiaus (NOx) nustatymas“.

Jennifer Fogaça
Baigė chemiją

Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm