उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड की अपघटन प्रतिक्रिया। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को तेज करने वाले उत्प्रेरक

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (पेरोक्साइड) घनत्व के साथ एक रंगहीन सिरप तरल है जो - पर कठोर हो जाता है। यह एक बहुत ही नाजुक पदार्थ है जो पानी और ऑक्सीजन में विस्फोट के साथ विघटित हो सकता है, और बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है:

हाइड्रोजन पेरोक्साइड के जलीय घोल अधिक स्थिर होते हैं; एक ठंडी जगह में उन्हें काफी लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। पेरिहाइड्रोल - एक समाधान जो बिक्री पर जाता है - इसमें शामिल है। यह, साथ ही हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अत्यधिक केंद्रित समाधानों में, स्थिर करने वाले योजक होते हैं।

उत्प्रेरकों द्वारा हाइड्रोजन परॉक्साइड का अपघटन त्वरित होता है। यदि, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल में थोड़ा सा मैंगनीज डाइऑक्साइड फेंका जाता है, तो एक हिंसक प्रतिक्रिया होती है और ऑक्सीजन निकलती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन को बढ़ावा देने वाले उत्प्रेरकों में तांबा, लोहा, मैंगनीज और साथ ही इन धातुओं के आयन शामिल हैं। पहले से ही इन धातुओं के निशान क्षय का कारण बन सकते हैं।

हाइड्रोजन के दहन के दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक मध्यवर्ती उत्पाद के रूप में बनता है, लेकिन हाइड्रोजन लौ के उच्च तापमान के कारण, यह तुरंत पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है।

चावल। 108. अणु की संरचना की योजना। कोण करीब है, कोण करीब है। लिंक की लंबाई: .

हालांकि, यदि हाइड्रोजन की लौ बर्फ के टुकड़े पर निर्देशित की जाती है, तो परिणामी पानी में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के निशान पाए जा सकते हैं।

हाइड्रोजन परॉक्साइड भी ऑक्सीजन पर परमाणु हाइड्रोजन की क्रिया से प्राप्त होता है।

उद्योग में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड मुख्य रूप से विद्युत रासायनिक विधियों द्वारा प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड या अमोनियम हाइड्रोसल्फेट के समाधान का एनोडिक ऑक्सीकरण, जिसके बाद परिणामी पेरोक्सीसल्फ्यूरिक एसिड का हाइड्रोलिसिस होता है (देखें 132)। इस मामले में होने वाली प्रक्रियाओं को एक आरेख द्वारा दर्शाया जा सकता है:

हाइड्रोजन परॉक्साइड में हाइड्रोजन परमाणु सहसंयोजी रूप से ऑक्सीजन परमाणुओं से आबंधित होते हैं, जिसके बीच एक साधारण बंधन भी होता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड की संरचना निम्नलिखित संरचनात्मक सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है: एच-ओ-ओ-एच।

अणुओं में महत्वपूर्ण ध्रुवता होती है, जो उनकी स्थानिक संरचना का परिणाम है (चित्र। 106)।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड अणु में, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच के बंधन ध्रुवीय होते हैं (ऑक्सीजन की ओर सामान्य इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन के कारण)। इसलिए, एक जलीय घोल में, ध्रुवीय पानी के अणुओं के प्रभाव में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड हाइड्रोजन आयनों को विभाजित कर सकता है, अर्थात इसमें अम्लीय गुण होते हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक जलीय घोल में एक बहुत ही कमजोर डिबासिक एसिड है; यह आयनों में कुछ हद तक विघटित होता है:

दूसरे चरण पर पृथक्करण

व्यावहारिक रूप से प्रवाहित नहीं होता है। यह पानी की उपस्थिति से दब जाता है - एक पदार्थ जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड की तुलना में अधिक मात्रा में हाइड्रोजन आयन बनाने के लिए अलग हो जाता है। हालाँकि, जब हाइड्रोजन आयन बंधे होते हैं (उदाहरण के लिए, जब क्षार को घोल में डाला जाता है), तो दूसरे चरण में पृथक्करण होता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड लवण बनाने के लिए कुछ क्षारों के साथ सीधे प्रतिक्रिया करता है।

तो, बेरियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय घोल पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड की क्रिया के तहत, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के बेरियम नमक का एक अवक्षेप होता है:

हाइड्रोजन पेरोक्साइड के लवण पेरोक्साइड या पेरोक्साइड कहलाते हैं। इनमें धनात्मक रूप से आवेशित धातु आयन और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन होते हैं, जिनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना को आरेख द्वारा दर्शाया जा सकता है:

हाइड्रोजन पेरोक्साइड में ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण की डिग्री -1 है, अर्थात, पानी में ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण की डिग्री और आणविक ऑक्सीजन (0) के बीच इसका एक मध्यवर्ती मूल्य है। इसलिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड में ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट दोनों के गुण होते हैं, यानी, यह रेडॉक्स द्वैत प्रदर्शित करता है। फिर भी, विद्युत रासायनिक प्रणाली की मानक क्षमता के बाद से ऑक्सीकरण गुण इसकी अधिक विशेषता हैं

जिसमें यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, 1.776 वी है, जबकि विद्युत रासायनिक प्रणाली की मानक क्षमता

जिसमें हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक कम करने वाला एजेंट है, 0.682 वी है। दूसरे शब्दों में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड उन पदार्थों को ऑक्सीकरण कर सकता है जो 1.776 वी से अधिक नहीं हैं, और केवल उन लोगों को पुनर्स्थापित कर सकते हैं जो 0.682 वी से अधिक हैं। तालिका के अनुसार। 18 (पृष्ठ 277 पर) आप देख सकते हैं कि पहले समूह में कई और पदार्थ शामिल हैं।

प्रतिक्रियाओं के उदाहरण जिनमें यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, पोटेशियम नाइट्राइट का ऑक्सीकरण है

और पोटेशियम आयोडाइड से आयोडीन का अलगाव:

इसका उपयोग कपड़े और फ़र्स को विरंजन करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग दवा में किया जाता है (3% घोल - एक कीटाणुनाशक), खाद्य उद्योग में (खाद्य संरक्षण के लिए), कृषि में बीज ड्रेसिंग के लिए, साथ ही कई कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन में, पॉलिमर, झरझरा सामग्री। एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, रॉकेट प्रौद्योगिकी में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग पुराने तेल चित्रों को नवीनीकृत करने के लिए भी किया जाता है जो हवा में हाइड्रोजन सल्फाइड के निशान के प्रभाव में सफेद लेड को ब्लैक लेड सल्फाइड में बदलने के कारण समय के साथ काले हो गए हैं। जब इस तरह के चित्रों को हाइड्रोजन पेरोक्साइड से धोया जाता है, तो लेड सल्फाइड को सफेद लेड सल्फेट में ऑक्सीकृत किया जाता है:


ओ.एस.ज़ायत्सेव

रसायन विज्ञान में शैक्षिक पुस्तक

माध्यमिक विद्यालय के शिक्षकों के लिए,
शैक्षणिक विश्वविद्यालयों के छात्र और ग्रेड 9-10 के स्कूली बच्चे,
रसायन विज्ञान और प्राकृतिक विज्ञान के लिए खुद को समर्पित करने का निर्णय लिया

पाठ्यपुस्तक का कार्य प्रयोगशाला अभ्यास पढ़ने के लिए वैज्ञानिक कहानियाँ

निरंतरता। देखें संख्या 4-14, 16-28, 30-34, 37-44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22/2004

8.1 रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

(निरंतरता)

कार्य और प्रश्न

1. स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों के चयन की इलेक्ट्रॉन-आयन विधि का उपयोग करते हुए, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरणों की रचना करें जो निम्नलिखित योजनाओं के अनुसार आगे बढ़ते हैं (पानी का सूत्र इंगित नहीं किया गया है):

कृपया ध्यान दें कि यौगिकों में कार्बनिक पदार्थ होते हैं! ऑक्सीकरण अवस्थाओं या संयोजकता का उपयोग करके गुणांक ज्ञात करने का प्रयास करें।
2. इलेक्ट्रोड अभिक्रियाओं के कोई दो समीकरण चुनिए:

इलेक्ट्रोड प्रक्रियाओं के दो लिखित समीकरणों में से एक सारांश समीकरण लिखें। ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का नाम दें। प्रतिक्रिया के ईएमएफ की गणना करें, इसकी जीऔर संतुलन स्थिरांक। इस प्रतिक्रिया के संतुलन में बदलाव की दिशा के बारे में निष्कर्ष निकालें।

यदि आप भूल गए हैं कि क्या करना है, तो याद रखें कि ऊपर क्या कहा गया था। आप इस सूची में से कोई दो समीकरण लिखिए। उनकी इलेक्ट्रोड क्षमता के मूल्यों को देखें और विपरीत दिशा में समीकरणों में से एक को फिर से लिखें। क्या, क्यों और क्यों?याद रखें कि दिए गए और प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होनी चाहिए, गुणांक को एक निश्चित संख्या से गुणा करें (कौन सा?)और दोनों समीकरणों का योग करें। इलेक्ट्रोड विभवों को भी संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, लेकिन आप उन्हें प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या से गुणा नहीं करते हैं। एक सकारात्मक ईएमएफ मूल्य प्रतिक्रिया की संभावना को इंगित करता है। गणना के लिए जीऔर संतुलन स्थिरांक, आपके द्वारा परिकलित EMF मान को उन फ़ार्मुलों में प्रतिस्थापित करें जो पहले व्युत्पन्न किए गए थे।

3. क्या पोटेशियम परमैंगनेट का जलीय घोल स्थिर है? दूसरे तरीके से, प्रश्न को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: क्या परमैंगनेट आयन पानी के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्सीजन बनाता है यदि

4. जलीय घोल में वायु ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण को समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है:

ओ 2 + 4 एच + + 4 \u003d 2H 2 ओ, = 0.82 वी।

निर्धारित करें कि क्या कार्य 2 के किसी भी समीकरण के दाहिनी ओर लिखे पदार्थों को वायु ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण करना संभव है। इन समीकरणों के दाईं ओर कम करने वाले एजेंट लिखे गए हैं। शिक्षक आपको समीकरण संख्या देगा।

आपको यह कार्य पूरा करने में कठिनाई हो सकती है। यह आपके चरित्र का मुख्य दोष है - ऐसा लगता है कि कार्य असंभव है, और आप तुरंत इसे हल करने का प्रयास करना छोड़ देते हैं, हालांकि आपके पास सभी आवश्यक ज्ञान हैं। इस मामले में, आपको ऑक्सीजन और हाइड्रोजन आयनों के बीच प्रतिक्रिया समीकरण और आपकी रुचि के समीकरण को लिखना चाहिए। देखें कि किस प्रतिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को दान करने की उच्च क्षमता है (इसकी क्षमता अधिक नकारात्मक या कम सकारात्मक होनी चाहिए), इसके समीकरण को विपरीत दिशा में फिर से लिखें, इलेक्ट्रोड क्षमता के संकेत को विपरीत में बदल दें, और इसे दूसरे समीकरण के साथ जोड़ दें। एक सकारात्मक ईएमएफ मूल्य इंगित करेगा कि प्रतिक्रिया संभव है।

5. परमैंगनेट आयन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड एच 2 ओ 2 के बीच प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखें। प्रतिक्रिया में Mn 2+ और O 2 बनते हैं। आपको क्या संभावनाएं मिलीं?
और मुझे निम्नलिखित समीकरण मिला:

7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O।

अगर मैंने एक गलती की है, तो एक गलती खोजें, या समझाएं कि आपके गुणांक अलग क्यों हैं। यह कार्य रसायन शास्त्र के अन्य वर्गों की सामग्री के बारे में आपकी सरलता और ज्ञान का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एक एसिड समाधान (सल्फ्यूरिक एसिड) में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ एक परमैंगनेट आयन की प्रतिक्रिया को विभिन्न गुणांक वाले कई समीकरणों द्वारा दर्शाया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

5H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 5O 2 + 8H 2 O,

7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O,

9H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 7O 2 + 12H 2 O।

इसका कारण बताएं और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ परमैंगनेट आयन की प्रतिक्रिया के लिए कम से कम एक और समीकरण लिखें।

यदि आप इस तरह की अजीब घटना का कारण समझाने में कामयाब रहे, तो निम्नलिखित समीकरण लिखने की संभावना का कारण बताएं:

3H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 4O 2 + 6H 2 O,

एच 2 ओ 2 + 2 + 6 एच + = 2 एमएन 2+ + 3 ओ 2 + 4 एच 2 ओ।

क्या इन दो समीकरणों के अनुसार प्रतिक्रियाएँ आगे बढ़ सकती हैं?

जवाब।हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ परमैंगनेट आयनों की प्रतिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड की समानांतर अपघटन प्रतिक्रिया द्वारा आरोपित होती है:

2एच 2 ओ 2 \u003d ओ 2 + 2 एच 2 ओ।

आप इस समीकरण की अनंत संख्या के साथ मूल प्रतिक्रिया समीकरण को जोड़ सकते हैं और विभिन्न स्टोइकोमेट्रिक गुणांक वाले बहुत सारे समीकरण प्राप्त कर सकते हैं।

6. यह कार्य निबंध या रिपोर्ट के विषय के रूप में कार्य कर सकता है।

एक जलीय घोल में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ Fe 3+ आयनों की कमी प्रतिक्रिया पारित करने की संभावना पर चर्चा करें:

2Fe 3+ + H 2 O 2 \u003d 2Fe 2+ + O 2 + 2H +।

प्रतिक्रिया के ईएमएफ की गणना करें, इसकी जीऔर संतुलन स्थिरांक, मानक इलेक्ट्रोड क्षमता का उपयोग करते हुए:

घटकों की एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता के अध्ययन से पता चला है कि व्यक्तिगत रूप से Fe 3+ या H 2 O 2 की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया दर दोगुनी हो जाती है। प्रतिक्रिया के लिए गतिज समीकरण क्या है? निर्धारित करें कि Fe 3+ या H 2 O 2 की सांद्रता में तीन गुना वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया दर कैसे बदलेगी। भविष्यवाणी करें कि पानी के साथ दो या दस बार घोल को पतला करने पर प्रतिक्रिया की दर कैसे बदलेगी।
निम्नलिखित प्रतिक्रिया तंत्र प्रस्तावित किया गया है:

एच 2 ओ 2 \u003d एच + एच + (तेज),

Fe 3+ + H = Fe 2+ + HO 2 (धीमा),

फे 3+ + एचओ 2 = फे 2+ + एच + + ओ 2 (तेज)।

सिद्ध कीजिए कि यह क्रियाविधि अभिकारकों की सांद्रता पर दर की उपरोक्त निर्भरता का खंडन नहीं करती है। सीमित चरण क्या है? इसकी आणविकता क्या है और इसका क्रम क्या है? प्रतिक्रिया का सामान्य क्रम क्या है? एच और एचओ 2 जैसे जटिल आयनों और अणुओं के अस्तित्व पर ध्यान दें, और इस तथ्य पर कि प्रत्येक प्रतिक्रिया में दो या तीन कण बनते हैं। (एक कण के बनने की कोई अवस्था क्यों नहीं होती?)

7. रूसी में अनुवाद करें।

एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया प्रकार इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण प्रतिक्रिया है, जिसे ऑक्सीकरण-कमी, या रेडॉक्स, प्रतिक्रिया के रूप में भी जाना जाता है। ऐसी प्रतिक्रिया में एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित होते दिखाई देते हैं। ऑक्सीकरण एक शब्द है जिसका मूल रूप से ऑक्सीजन गैस के साथ संयोजन है, लेकिन कई अन्य प्रतिक्रियाओं को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रियाओं के समान देखा गया था कि इस शब्द को अंततः किसी भी प्रतिक्रिया को संदर्भित करने के लिए विस्तृत किया गया था जिसमें कोई पदार्थ या प्रजाति इलेक्ट्रॉनों को खो देती है। कमी एक लाभ इलेक्ट्रॉन है। ऐसा लगता है कि इस शब्द की उत्पत्ति धातुकर्म शब्दावली में हुई है: एक अयस्क की धातु में कमी। अपचयन ऑक्सीकरण के ठीक विपरीत है। ऑक्सीकरण इसके साथ युग्मित अपचयन के बिना नहीं हो सकता है; यानी, इलेक्ट्रॉनों को तब तक नहीं खोया जा सकता जब तक कि उन्हें कुछ और हासिल न हो जाए।

प्रयोगशाला अनुसंधान

आपको दिए गए कार्य, जैसा कि पहले था, लघु शोध पत्र हैं। न केवल रसायन विज्ञान में बल्कि पारिस्थितिकी में भी महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं को प्रयोगों के लिए चुना गया था। सभी प्रयोगों को पूरा करना आवश्यक नहीं है - अपनी रुचि के अनुसार चुनें। छोटे समूहों (प्रत्येक में 2-3 लोग) में काम करना वांछनीय है। यह प्रयोग के समय को कम करता है, गलतियों से बचा जाता है और, सबसे महत्वपूर्ण बात, आपको वैज्ञानिक संचार में भाग लेने की अनुमति देता है, जिससे वैज्ञानिक भाषण विकसित होता है।

1. हाइड्रोजन पेरोक्साइड के रेडॉक्स गुण।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड एच 2 ओ 2 सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण एजेंट है जिसका उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी में, प्रौद्योगिकी में, कार्बनिक दूषित पदार्थों से पानी के शुद्धिकरण में किया जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक पर्यावरण के अनुकूल ऑक्सीकरण एजेंट है, क्योंकि इसके अपघटन उत्पाद - ऑक्सीजन और पानी - पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं। जैविक ऑक्सीकरण-कमी की प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पेरोक्साइड कार्बनिक यौगिकों की भूमिका ज्ञात है।
घरेलू और शैक्षिक उद्देश्यों के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड के 3-6% समाधान आमतौर पर पानी के साथ पतला करके 30% समाधान से तैयार किए जाते हैं। भंडारण के दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाता है (कसकर बंद कंटेनरों में स्टोर न करें!). हाइड्रोजन पेरोक्साइड की सांद्रता जितनी कम होगी, वह उतना ही स्थिर होगा। अपघटन को धीमा करने के लिए, फॉस्फोरिक, सैलिसिलिक एसिड और अन्य पदार्थों के योजक का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड पर लोहे, तांबे, मैंगनीज और कैटलस एंजाइम के लवण का विशेष रूप से मजबूत प्रभाव पड़ता है।
दवा में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का 3% घोल मुंह धोने और स्टामाटाइटिस और गले में खराश के लिए उपयोग किया जाता है।
30% हाइड्रोजन पेरोक्साइड विलयन कहलाता है पेरिहाइड्रोल. पेरिहाइड्रोल विस्फोटक नहीं है। त्वचा पर लगने से पेरिहाइड्रॉल से जलन, जलन, खुजली और छाले पड़ जाते हैं, जबकि त्वचा सफेद हो जाती है। जले हुए क्षेत्र को पानी से जल्दी से धोना चाहिए। दवा में पेरिहाइड्रोल का उपयोग प्युलुलेंट घावों के इलाज के लिए और स्टामाटाइटिस के साथ मसूड़ों के इलाज के लिए किया जाता है। कॉस्मेटोलॉजी में, इसका उपयोग चेहरे की त्वचा पर उम्र के धब्बे हटाने के लिए किया जाता है। कपड़ों पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड के दाग नहीं हटाए जा सकते। कपड़ा उद्योग में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग ऊन और रेशम के साथ-साथ फर को ब्लीच करने के लिए किया जाता है।
केंद्रित (90-98%) हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान का उत्पादन लगातार बढ़ रहा है। इस तरह के घोल को सोडियम पाइरोफॉस्फेट Na 4 P 2 O 7 के साथ एल्यूमीनियम के बर्तन में स्टोर करें। केंद्रित समाधान विस्फोटक रूप से विघटित हो सकते हैं। 700 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्साइड उत्प्रेरक पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक केंद्रित समाधान जल वाष्प और ऑक्सीजन में विघटित होता है, जो जेट इंजन में ईंधन के लिए ऑक्सीडाइज़र के रूप में कार्य करता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण और कम करने दोनों गुणों को प्रदर्शित कर सकता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड के लिए ऑक्सीकरण एजेंट की भूमिका अधिक विशिष्ट है:

एच 2 ओ 2 + 2 एच + + 2 \u003d 2H 2 ओ,

उदाहरण के लिए प्रतिक्रिया में:

2KI + H 2 O 2 + H 2 SO 4 \u003d I 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O।

कम करने वाले एजेंट के रूप में हाइड्रोजन पेरोक्साइड:
1) अम्लीय वातावरण में:

एच 2 ओ 2 - 2 \u003d ओ 2 + 2 एच +;

2) मूल (क्षारीय) माध्यम में:

एच 2 ओ 2 + 2 ओएच - - 2 \u003d ओ 2 + 2 एच 2 ओ।

प्रतिक्रिया उदाहरण:
1) अम्लीय वातावरण में:

2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O;

2) मुख्य वातावरण में:

2KMnO 4 + H 2 O 2 + 2KOH \u003d 2K 2 MnO 4 + O 2 + 2H 2 O

अम्लीय वातावरण में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के ऑक्सीकरण गुण अधिक स्पष्ट होते हैं, जबकि क्षारीय में कम करने वाले गुण अधिक स्पष्ट होते हैं।

1ए. हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन।

एक परखनली में 2-3 मिली हाइड्रोजन पेरोक्साइड घोल डालें और घोल को पानी के स्नान में गर्म करें। गैस रिलीज शुरू होनी चाहिए। (क्या?)प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध करें कि यह वही गैस है जिसकी आपको उम्मीद थी।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल के साथ एक अन्य परखनली में मैंगनीज डाइऑक्साइड का एक दाना डालें। सिद्ध कीजिए कि वही गैस निकलती है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन के लिए समीकरण और अलग से इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने और वापस करने के लिए समीकरण लिखें। यह किस प्रकार की रेडॉक्स प्रतिक्रिया है?
प्रतिक्रिया के ईएमएफ की गणना करें यदि:

इन दो प्रतिक्रियाओं में से किसमें इलेक्ट्रॉनों को दान करने की अधिक क्षमता है और इसे विपरीत दिशा में फिर से लिखा जाना चाहिए? प्रतिक्रिया के ईएमएफ के मूल्य से, गणना करें जीप्रतिक्रियाएँ और संतुलन स्थिरांक।

के साथ परिणामों की तुलना करें जीऔर थर्मोडायनामिक डेटा से प्राप्त संतुलन स्थिरांक:

क्या आपकी गणना मेल खाती है? यदि परिणामों में कुछ विसंगति है, तो कारणों को खोजने का प्रयास करें।

1बी. हाइड्रोजन पेरोक्साइड का पता लगाना।

पोटेशियम आयोडाइड के सल्फ्यूरिक एसिड घोल (2–3 मिली) के साथ पतला और अम्लीकृत करने के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल की कुछ बूंदें मिलाएं। घोल पीला-भूरा हो जाएगा। जब इसमें स्टार्च के घोल की कुछ बूंदें डाली जाती हैं, तो मिश्रण का रंग तुरंत नीला हो जाता है। प्रतिक्रिया समीकरण लिखें (गठन पदार्थ जिन्हें आप जानते हैं!).
प्रतिक्रिया के ईएमएफ की गणना यह सुनिश्चित करने के लिए करें कि प्रतिक्रिया संभव है (आपको जिस प्रतिक्रिया की आवश्यकता है उसका चयन करें):

1सी. ब्लैक लेड सल्फाइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड।

पुराने उस्तादों ने अपने चित्रों को लेड व्हाइट के आधार पर तैयार किए गए पेंट से चित्रित किया, जिसमें सफेद मूल कार्बोनेट 2PbCO 3 Pb(OH) 2 शामिल था। समय के साथ, सीसा सफेद काला हो जाता है, और उन पर आधारित पेंट हाइड्रोजन सल्फाइड की क्रिया के कारण अपना रंग बदलते हैं, और ब्लैक लेड सल्फाइड PbS बनता है। यदि पेंटिंग को ध्यान से एक पतला हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान के साथ मिटा दिया जाता है, तो लेड सल्फाइड सफेद लेड सल्फेट PbSO 4 में बदल जाता है और पेंटिंग लगभग पूरी तरह से अपने मूल स्वरूप में लौट आती है।

एक परखनली में लेड नाइट्रेट Pb (NO 3) 2 या लेड एसीटेट Pb (CH 3 COO) 2 के 0.1M विलयन का 1-2 मिलीलीटर डालें। (एक फार्मेसी में लीड लोशन के रूप में बेचा जाता है). कुछ हाइड्रोजन सल्फाइड या सोडियम सल्फाइड का घोल डालें। परिणामी काले अवक्षेप से घोल को निकालें और उस पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल से क्रिया करें। प्रतिक्रिया समीकरण लिखें।
सभी सीसा यौगिक जहरीले होते हैं!

1g हाइड्रोपेराइट से हाइड्रोजन पेरोक्साइड का घोल तैयार करना।

यदि आपको हाइड्रोजन पेरोक्साइड का घोल नहीं मिला है, तो प्रयोगशाला के काम के लिए आप हाइड्रोपराइट का उपयोग कर सकते हैं, जिसकी गोलियाँ किसी फार्मेसी में खरीदी जा सकती हैं।

हाइड्रोपेराइट कार्बामाइड (यूरिया) NH 2 CONH 2 H 2 O 2 के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक जटिल यौगिक है। पानी में घोलने पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड और कार्बामाइड NH 2 CONH 2 का घोल प्राप्त होता है। एक एंटीसेप्टिक के रूप में और बालों को रंगने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड के घोल के बजाय हाइड्रोपराइट के घोल का उपयोग किया जाता है। मुंह और गले को कुल्ला करने के लिए, एक गिलास पानी (0.25% हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान) में 1 गोली घोलें। हाइड्रोपेराइट की एक गोली का वजन 1.5 ग्राम होता है और यह 15 मिली . से मेल खाती है
(1 बड़ा चम्मच) 3% हाइड्रोजन पेरोक्साइड घोल।

गणना करें कि लगभग 1% हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान प्राप्त करने के लिए 100 मिलीलीटर पानी में कितनी हाइड्रोपेराइट गोलियां घोलनी चाहिए। हाइड्रोपेराइट की एक गोली से कितनी मात्रा में ऑक्सीजन (N.O.) प्राप्त की जा सकती है?
आनुभविक रूप से निर्धारित करें कि हाइड्रोपेराइट की एक गोली से कितने मिलीलीटर ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है। डिवाइस के डिजाइन का प्रस्ताव करें और इसे इकट्ठा करें। जारी ऑक्सीजन की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाएं। अधिक सटीक गणना परिणाम प्राप्त करने के लिए, आप समाधान पर पानी के वाष्प दबाव को ध्यान में रख सकते हैं, जो कमरे के तापमान (20 डिग्री सेल्सियस) पर लगभग 2300 Pa है।