Reakcije redukcije oksidacije, ki vključujejo vodikov peroksid. Vodikov peroksid

Reakcije oksidacije in redukcije, ki se pojavijo v prisotnosti vodikovega peroksida (vodna raztopina vodikovega peroksida - H₂O_{2 (aq)}) predstavljajo poseben primer, ki ga je treba analizirati ločeno, predvsem glede njegovega ravnotežja. To je zato, ker kisiki v vodikovem peroksidu, ki imajo Nox enak -1, lahko oksidirajo ali zmanjšajo.

Poglejmo si na primer dva primera, v katerih se najprej obnaša kot oksidacijsko sredstvo (reduciranje) in nato kot redukcijsko sredstvo (oksidacija):

• oksidacijsko sredstvo: kadarkoli se vodikov peroksid reducira in deluje kot oksidant, ustvari vodo kot produkt.

Če raztopini, ki vsebuje jodidne ione, dodamo raztopino vodikovega peroksida (I^-) v kislem mediju bomo imeli:

H₂O_{2 (aq)} + Jaz^-_(tukaj) + H⁺_(tukaj) → H₂O₍₁₎ + Jaz_{2 (-i)}

Glejte, da nastaneta voda in jod. Če pa želite preveriti, ali je vodikov peroksid dejansko deloval kot oksidacijsko sredstvo in se reduciral, upoštevajte določanje oksidacijskih števil (NOx): *

Vodikov peroksid kisika Nox se je zmanjšal z -1 na -2, saj je prejel 1 elektron. Ker pa imamo v vsaki molekuli vodikovega peroksida dva kisika (H

₂O₂), bo sprememba Noxa enaka 2.

Torej, kot je prikazano v besedilu „Redox uravnoteženje", Je nujen korak za uravnoteženje reakcij z metodo oksidacijske redukcije pretvorba vrednosti variacij Nox s koeficienti, ki so v tem primeru naslednji:

* H₂O₂ = 2 (oxNox) = 2 → 2 bo koeficient I^-;

* JAZ^-= ∆Nox = 1 → 1 bo koeficient H₂O₂.

Tako imamo:

1 uro₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tukaj) + H⁺_(tukaj) → H₂O₍₁₎ + Jaz_{2 (-i)}

Doseganje ostalih koeficientov z uravnoteženjem po preskusih:

• Ker sta v 1. členu dva atoma kisika, mora biti koeficient vode v 2. členu enak 2. In ker sta v prvem članu tudi dva jodidna iona, bo jodni koeficient v drugem članu 1. Ne pozabite, da moramo indeks pomnožiti s koeficientom, da poiščemo pravilno količino atomov in ionov v vsakem članu:

1 uro₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tukaj) + H⁺_(tukaj) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (-i)}

• Zdaj ostane samo uravnotežiti vodikov kation 1. člana in njegov koeficient bo moral biti enak 2, ker ima v 2. članu 4 vodike, v 1. članu pa že dva:

1 uro₂O_{2 (aq)} + 2 I^-_(tukaj) +2 H⁺_(tukaj) → 2 H₂O₍₁₎ + 1 I_{2 (-i)}

• reduktor: kadar vodikov peroksid oksidira in deluje kot redukcijsko sredstvo, tvori kisik (O₂) kot izdelek.

Primer zmanjšanja vodikovega peroksida je, ko pride v stik s kalijevim permanganatom (KMnO₄). Ta snov ima zelo značilno vijolično barvo, vendar v stiku z vodikovim peroksidom postane brezbarvna. To je zato, ker je ves mangan prisoten v ionu MnO₄^- raztopine permanganata zmanjša, pri čemer nastane ion Mn²⁺, kot je prikazano spodaj:

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

Pri izračunu Nox vidimo, da kisik v vodikovem peroksidu dejansko oksidira in povzroči zmanjšanje mangana:

Kot v prejšnjem primeru bo tudi vrednost vodikovega peroksida enaka 2, saj sta dva kisika in vsak izgubi elektron. Zato imamo:

* O₂ = 2 (oxNox) = 2 → 2 bo koeficient MnO₄^-;

* MnO₄^- = ∆Nox = 5 → 5 bo koeficient O₂.

In kot vsi O₂ izhaja iz vodikovega peroksida, imata dve snovi enak koeficient:

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

Izravnavo po poskusni metodi imamo:

5 ur₂O₂ + 2 MnO₄^-+ 6 H⁺ → 5 O.₂ + 2 Mn²⁺+ 8 H₂O

---

* Za vsa vprašanja o izračunu oksidacijskega števila (Nox) atomov in ionov v reakciji preberite besedilo "Določanje oksidacijskega števila (Nox)".

Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm