Oksidacijos-redukcijos reakcijos, kurios vyksta esant vandenilio peroksidui (vandeninis vandenilio peroksido tirpalas - H2O2 (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:
H2O2 (aq) + Aš-(čia) + H+(čia) → H2O(1) + Aš2 (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 taikant oksidacijos-redukcijos metodą, yra invertuoti Nox pokyčių reikšmes koeficientais, šiuo atveju:
* H2O2 = 2 (∆Nox) = 2 → 2 bus I koeficientas-;
* Aš-= ∆Nox = 1 → 1 bus H koeficientas2O2.
Taigi mes turime:
1 valandą2O2 (aq) + 2 Aš-(čia) + H+(čia) → H2O(1) + Aš2 (s)
Kitų koeficientų pasiekimas balansuojant pagal bandymus:
- Kadangi 1-ame naryje yra du deguonies atomai, antrojo nario vandens koeficientas turi būti lygus 2. Kadangi pirmajame naryje taip pat yra du jodido jonai, jodo koeficientas 2-ajame naryje bus 1. Nepamirškite, kad norėdami rasti teisingą atomų ir jonų kiekį kiekviename naryje, indeksą turime padauginti iš koeficiento:
1 valandą2O2 (aq) + 2 Aš-(čia) + H+(čia) → 2 H2O(1) + 1 Aš2 (s)
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
- 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 valandą2O2 (aq) + 2 Aš-(čia) +2 H+(čia) → 2 H2O(1) + 1 Aš2 (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, gaunant Mn joną2+, 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, šių dviejų medžiagų koeficientas yra vienodas:
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
Ar norėtumėte paminėti šį tekstą mokykloje ar akademiniame darbe? Pažvelk:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Oksidacijos-redukcijos reakcijos, kuriose dalyvauja vandenilio peroksidas“; Brazilijos mokykla. Yra: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm. Žiūrėta 2021 m. Birželio 28 d.
