Oxidationsreduktionsreaktioner som inträffar i närvaro av väteperoxid (vattenlösning av väteperoxid - H2O2 (aq)) utgör ett specialfall som måste analyseras separat, huvudsakligen med avseende på dess balans. Detta beror på att oxygener i väteperoxid, som har Nox lika med -1, antingen kan oxideras eller reduceras.
Låt oss till exempel titta på två fall där det först fungerar som ett oxidationsmedel (reducerande) och sedan som ett reduceringsmedel (oxidationsmedel):
- oxidationsmedel: när väteperoxid reduceras och fungerar som ett oxidationsmedel, genererar det vatten som en produkt.
Om vi lägger till en väteperoxidlösning till en lösning som innehåller jodidjoner (I-) i ett surt medium kommer vi att ha:
H2O2 (aq) + Jag-(här) + H+(här) → H2O(1) + Jag2 (s)
Se till att vatten och jod bildas. Men för att kontrollera om väteperoxiden faktiskt fungerade som ett oxidationsmedel och reducerat, observera bestämningen av oxidationstal (NOx): *
Syre-Nox av väteperoxid minskade från -1 till -2, med tanke på att den fick 1 elektron. Eftersom vi har två oxygener i varje väteperoxidmolekyl (H
2O2) kommer Nox-variationen att vara lika med 2.Så som visas i texten “Redox balansering", Ett nödvändigt steg för att balansera reaktionerna med oxidationsreduktionsmetoden är att invertera värdena på variationerna av Nox med koefficienterna, i detta fall, enligt följande:
* H2O2 = 2 (oxNox) = 2 → 2 kommer att vara koefficienten för jag-;
* Jag-= ∆Nox = 1 → 1 är koefficienten för H2O2.
Således har vi:
1 timme2O2 (aq) + 2 I-(här) + H+(här) → H2O(1) + Jag2 (s)
Att slå andra koefficienter genom att balansera genom försök:
- Eftersom det finns två syreatomer i den första delen måste vattenkoefficienten i den andra delen vara lika med 2. Och eftersom det också finns två jodidjoner i den första delen kommer jodkoefficienten i den andra delen att vara 1. Glöm inte att vi måste multiplicera indexet med koefficienten för att hitta rätt mängd atomer och joner i varje medlem:
1 timme2O2 (aq) + 2 I-(här) + H+(här) → 2 H2O(1) + 1 jag2 (s)
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
- Nu återstår det bara att balansera vätekatjonen hos den första delen, och dess koefficient måste vara lika med 2, eftersom den i den andra delen har 4 väten och i den första delen har den redan två:
1 timme2O2 (aq) + 2 I-(här) +2 H+(här) → 2 H2O(1) + 1 jag2 (s)
- reduktionsmedel: när väteperoxid oxiderar och fungerar som ett reduktionsmedel, genererar det syre (O2) som en produkt.
Ett exempel där väteperoxid minskar är när det kommer i kontakt med kaliumpermanganat (KMnO4). Detta ämne har en mycket karaktäristisk violett färg, men när det kommer i kontakt med väteperoxid blir det färglöst. Detta beror på att all mangan som finns i MnO-jonen4- av permanganatlösningen reduceras, vilket ger upphov till Mn-jonen2+, enligt nedanstående:
+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2
H2O2 + MnO4-+ H+ → Den2 + Mn2++ H2O
Vid beräkning av Nox ser vi att syret i väteperoxid faktiskt oxiderar och orsakar minskningen av mangan:
Som i föregående exempel kommer ∆Nox väteperoxid att vara lika med 2, eftersom det finns två oxygener och var och en tappar en elektron. Därför har vi:
* O2 = 2 (oxNox) = 2 → 2 kommer att vara koefficienten för MnO4-;
* MnO4- = ∆Nox = 5 → 5 kommer att vara koefficienten för O2.
Och som alla O2 kommer från väteperoxid, de två ämnena har samma koefficient:
5 H2O2 + 2MnO4-+ H+ → 5 O2 + Mn2++ H2O
Att balansera med testmetoden har vi:
5 timmar2O2 + 2 MnO4-+ 6 H+ → 5 O2 + 2 Mn2++ 8 H2O
* För frågor om hur man beräknar oxidationsantalet (Nox) för atomer och joner i en reaktion, läs texten ”Bestämning av oxidationsnummer (Nox)”.
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Oxidationsreduktionsreaktioner som involverar väteperoxid"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-oxirreducao-envolvendo-agua-oxigenada.htm. Åtkomst den 28 juni 2021.
