Și resurse naturale
Catedra de Chimie și Ecologie
STUDIAREA RATELOR DE REACȚIE DE DESCOMPUNERE
PEROXID DE HIDROGEN ÎN PREZENȚA UNUI CATALISATOR
PRIN METODĂ GAZOMETRICĂ.
la disciplina „Chimie fizică și coloidală”
pentru specialitatea 060301.65 − Farmacie
Velikiy Novgorod
1 Scopul lucrării……………………………………………………………………………………………..3
2 Principii teoretice de bază…………………………………………………….3
4 Partea experimentală……………………………………………………………4
4.1 Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența dioxidului de mangan MnO2………..……………………………………………………………………………………………..4
4.2 Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator la temperatura T2.............................................. .................................................. ...................... ................6
5 Cerințe privind conținutul raportului………………………………………………………..6
6 Exemple de întrebări și teme de testare…………………………………7
1 OBIECTIVELE LUCRĂRII
1. Determinați constanta de viteză, ordinea reacției, timpul de înjumătățire la temperatura T1.
2. Construiți un grafic al cantității de O2 eliberat în funcție de timp și determinați grafic timpul de înjumătățire.
3. Determinați energia de activare a reacției, calculați coeficientul de temperatură al vitezei de reacție.
2 PREVEDERI TEORETICE DE BAZĂ
Utilizarea peroxidului de hidrogen în multe procese tehnologice, medicină și agricultură se bazează pe proprietățile sale oxidante. Procesul de descompunere a H2O2 în soluții apoase are loc spontan și poate fi reprezentat prin ecuația:
Н2О2®Н2О +1/2 О2
Procesul poate fi accelerat folosind un catalizator. Aceștia pot fi anioni și cationi, de exemplu CuSO4 (cataliza omogenă). Catalizatorii solizi (cărbune, metale, săruri și oxizi metalici) au, de asemenea, un efect de accelerare asupra descompunerii H2O2. Cursul reacției catalitice heterogene de descompunere a H2O2 este afectat de pH-ul mediului, de starea suprafeței și de otrăvurile catalitice, de exemplu C2H5OH, CO, HCN, H2S.
În celulele plantelor, animalelor și oamenilor, are loc și descompunerea catalitică a peroxidului de hidrogen. Procesul se desfășoară sub acțiunea enzimelor catalază și peroxidază, care, spre deosebire de catalizatorii de natură nebiologică, au activitate catalitică și specificitate de acțiune excepțional de ridicate.
Descompunerea H2O2 este însoțită de eliberarea de O2. Volumul de oxigen eliberat este proporțional cu cantitatea de peroxid de hidrogen descompus. Lucrarea folosește metoda gazometrică.
3 CERINȚE DE SIGURANȚĂ
Atunci când efectuați această muncă de laborator, trebuie să respectați regulile generale de lucru într-un laborator chimic.
4 PARTEA EXPERIMENTALĂ
4.1 Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența dioxidului de manganMnO2 .
Înainte de a începe experimentul, este necesar să pregătiți un catalizator: ungeți o bucată mică de tijă de sticlă cu lipici BF sau pastă de amidon. Este necesar să lubrifiați numai capătul cu lipici, să turnați puțină pudră de MnO2 pe sticla ceasului, să atingeți capătul batonului de pulbere, astfel încât o cantitate mică de MnO2 să rămână pe sticlă. Adezivul se usucă câteva minute (1-2 minute). Presiunea din interiorul sistemului de colectare a H2O2 trebuie adusă la presiunea atmosferică: deschideți dopul tubului de reacție și utilizați un balon de egalizare pentru a seta nivelul apei din biuretă la zero.
Diagrama dispozitivului de măsurare a vitezei de descompunere a H2O2 este prezentată în Fig. 1.
apă
 |
eprubetă cu H2O2
Gif" width="10">.gif" width="10"> catalizator
Fig. 1 – Dispozitiv pentru studierea cineticii descompunerii H2O2.
Folosind o pipetă sau un cilindru de măsurare, măsurați 2 ml de soluție 3% H2O2 și turnați-o în eprubeta 1. Dacă experimentul se desfășoară la temperatura camerei, pregătiți un cronometru și un tabel pentru înregistrarea datelor experimentale. Înmuiați catalizatorul aplicat în o bucată de tijă de sticlă în eprubetă. Închideți vasul de reacție cu un dop. Înregistrați volumul de oxigen eliberat mai întâi după 30 de secunde, apoi intervalul poate fi mărit la 1 minut.
Pe măsură ce nivelul lichidului din biuretă scade, balonul de egalizare este coborât, astfel încât nivelul lichidului din biuretă și balon să nu se modifice, diferența de niveluri este minimă.
Reacția este considerată completă atunci când nivelul lichidului din biuretă încetează să scadă.
Volumul de oxigen corespunzător descompunerii complete a H2O2 –V¥ poate fi obţinut dacă vasul de reacţie este pus într-un pahar cu apă fierbinte. După răcirea eprubetei la temperatura camerei. Apoi se determină volumul de O2 corespunzător descompunerii complete a H2O2.
Tabel - Date experimentale
Presupunând că reacția este de ordinul întâi, constanta vitezei de reacție este calculată folosind ecuația cinetică de ordinul întâi:
Pe baza rezultatelor experimentului, se calculează valoarea medie a constantei vitezei de reacție.
Timpul de înjumătățire al peroxidului de hidrogen se calculează folosind ecuația:
t0,5 = 0,693/k folosind valoarea medie a constantei de viteză.
Constanta de viteză și timpul de înjumătățire sunt determinate grafic folosind dependența Vt = f (t) și ln(V¥ – Vt) = f (t), care sunt prezentate în Fig. 2 și Fig. 3. Comparați rezultatele obținute prin două metode - analitică și grafică.
V¥https://pandia.ru/text/80/128/images/image032_11.gif" width="211" height="12">.gif" width="616" height="64">
t, mentă t, min
Orez. 2 – Dependența Vt = f(t) Fig. 3 – Dependența ln(V¥ – Vt) = f(t)
4.2 Descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator la temperatura T2
Experimentul se repetă prin plasarea vasului de reacție într-o baie de apă sau un pahar cu apă la temperatura T2 (conform instrucțiunilor profesorului). Datele sunt introduse în tabel:
Cunoscând constantele de viteză k1 și k2 la două temperaturi diferite, putem calcula energia de activare Ea folosind ecuația Arrhenius:
Ea = 
În plus, puteți calcula coeficientul de temperatură folosind regula lui Van't Hoff:
k2/k1 = γ ∆t/10
5 CERINȚE DE CONȚINUT A RAPORTULUI
Raportul trebuie să conțină:
1. scopul lucrării;
2. rezultate ale măsurării volumului de oxigen eliberat în timpul descompunerii peroxidului;
3. calculul constantei vitezei de reacție și al timpului de înjumătățire (semi-conversie) peroxidului de hidrogen;
4. graficul dependenței Vt = f(t) și rezultatele determinării grafice a timpului de înjumătățire al peroxidului de hidrogen;
5. graficul lui ln(V¥ – Vt) = f(t) pentru a determina constanta vitezei de reacție;
6. rezultatele măsurătorilor volumului de oxigen eliberat în timpul descompunerii peroxidului la temperaturi ridicate și calculul constantei vitezei de reacție;
7. calculul energiei de activare folosind ecuația Arrhenius și calculul coeficientului de temperatură al vitezei de reacție folosind regula van’t Hoff;
8. concluzii.
6 EXEMPRE DE ÎNTREBĂRI ȘI SARCINI DE TEST
1. Constanta vitezei de reacție depinde de:
a) natura reactivilor;
b) temperatura;
c) concentraţiile de reactivi;
d) timpul scurs de la începutul reacţiei.
2. Ordinea reacției
a) valoare formală;
b) determinat numai experimental;
c) pot fi calculate teoretic;
d) este egală cu suma exponenților p + q, în ecuația υ = k · CAp · CBq.
3. Energia de activare a unei reacții chimice
a) excesul de energie în comparație cu energia medie a moleculelor necesară pentru ca ciocnirea dintre molecule să devină activă;
b) depinde de natura reactivilor;
c) măsurată în J/mol;
d) crește atunci când se introduce un catalizator în sistem.
4. Timpul de înjumătățire al unui anumit izotop radioactiv este de 30 de zile. Calculați timpul după care cantitatea de izotop va fi de 10% din cea originală.
5. O reacție de ordinul întâi la o anumită temperatură are loc cu 25% în 30 de minute. Calculați timpul de înjumătățire al substanței inițiale.
6. De câte ori va crește viteza de reacție când temperatura crește cu 40K, dacă coeficientul de temperatură al vitezei de reacție este 3?
7. Cu o creștere a temperaturii cu 40K, viteza unei anumite reacții a crescut de 39,06 ori. Determinați coeficientul de temperatură al vitezei de reacție.
Scop și obiective 1. Scop: Aflați ce produse conțin catalizatori care accelerează descompunerea peroxidului de hidrogen și care nu. 2. Obiective: o Aflați ce este un catalizator o Efectuați un experiment cu peroxid de hidrogen și aflați ce produse sunt un catalizator. 1. Scop: Aflați ce produse conțin catalizatori care accelerează descompunerea peroxidului de hidrogen și care nu. 2. Obiective: o Aflați ce este un catalizator o Efectuați un experiment cu peroxid de hidrogen și aflați ce produse sunt un catalizator.
Ce produse sunt catalizatorii? 1. Am luat hematogen, am scăpat peroxid de hidrogen și am văzut că s-a eliberat oxigen, așadar. peroxidul de hidrogen se descompune. 2. Am luat și alte produse, de exemplu, carne crudă, cartofi cruzi, sfeclă, pâine, usturoi, banane, cacao și am aflat că acestea conțin și catalizatori.
Concluzie În cursul lucrărilor noastre, am aflat că produsele care conțin catalizatori pentru descompunerea peroxidului de hidrogen sunt: hematogen, carne crudă, cartofi cruzi, sfeclă, pâine, usturoi, banane, cacao. Nu sunt: mar, frunze de ceai, fursecuri, portocale/mandarina, carnati, carne afumata, ketchup, miere, bomboane de ciocolata. De asemenea, am învățat ce este un catalizator și cum să desfășurăm acest experiment.
Chimie și tehnologie chimică
Articole Desene Tabele Despre site EnglishCatalizatori de descompunere a peroxidului de hidrogen
Descompunerea compușilor peroxidici are loc în prezența anumitor metale (fier, cupru, mangan, cobalt, crom) și a sărurilor acestora, care sunt catalizatori. Prin urmare, peroxidul de hidrogen concentrat, acidul peracetic și o serie de alți peroxizi pot exploda în absența substanțelor organice.80-90% peroxid de hidrogen și-a găsit aplicație practică ca combustibil monocomponent. A fost folosit în racheta V-2 ca combustibil auxiliar pentru a forma un amestec om-gaz, cu ajutorul căruia sunt antrenate turbinele pompelor care furnizează combustibil motorului rachetei. Descompunerea peroxidului de hidrogen se realizează folosind catalizatori solizi sau lichizi.
Plumbul este unul dintre cei mai activi catalizatori eterogene. Au fost publicate diverse caracteristici calitative ale acestui procedeu catalitic, și anume, plumbul divalent într-o soluție acidă nu are niciun efect asupra peroxidului de hidrogen; pentru descompunerea acestuia este necesar un mediu de argint în care se formează dioxidul de plumb. Ca rezultat al studiului mecanismului acestei catalize, s-a ajuns la concluzia că poate fi descrisă ca un ciclu redox între plumbul divalent Pb(OH). și plumb plumb PbzO. Condițiile pentru o activitate catalitică ridicată apar atunci când ambele aceste substanțe sunt prezente ca faze solide într-o soluție puternic alcalină și se formează oxizi superiori. Efectul diferitelor intervale de pH poate fi caracterizat după cum urmează. Azotatul de plumb se dizolvă în peroxid de hidrogen pentru a forma soluții clare, stabile. Când se adaugă alcalii, se formează un precipitat galben-albicios și are loc o activitate redusă. Odată cu adăugarea suplimentară de alcali, precipitatul devine roșu portocaliu și începe descompunerea rapidă a peroxidului. După cum s-a dovedit, cantitatea de alcali necesară pentru a ajunge în acest punct este invers proporțională cu cantitatea de plumb dizolvat; acest fenomen se suprapune influenței încă nestabilite clar a îmbătrânirii. Cantitatea de pirofosfat necesară pentru a termina cataliza este aproximativ echivalentă cu cantitatea necesară pentru a forma pirofosfat de plumb Pb P O. Activitatea catalitică atinge vârfurile la aproximativ 0,2 N. concentrația alcaline la concentrații mai mari, solubilitatea plumbului sub formă de plumbit și plumbat crește și activitatea catalitică scade. S-a încercat să se dovedească prezența unui proces ciclic de oxidare-reducere folosind trasori radioactivi, dar s-a încheiat cu eșec din cauza faptului că și în absența azotatului de hidrogen are loc un schimb între ionul de plumb divalent și dioxidul de plumb din azot. acid (care corespunde datelor din literatură) și între Plu.mbit și Plumbate în soluție bazică (care contrazice datele publicate
Efectul creșterii suprafeței catalizatorului asupra activității sale catalitice poate fi ilustrat cu un exemplu. Peroxidul de hidrogen se poate descompune în apă și oxigen. Catalizatorul acestui proces este platina. Pe o suprafață de platină măcinată neted, reacția de descompunere a H2O2 aproape că nu este accelerată. Se observă o eliberare slabă de oxigen pe suprafața rugoasă. Platina sub formă de pulbere descompune destul de repede peroxidul de hidrogen pe negru de platină; procesul decurge foarte energetic, iar adăugarea unei soluții coloidale de platină duce la o reacție violentă, uneori însoțită de o explozie.
Compușii de plumb sunt catalizatori activi de descompunere. Echipamentele cu plumb pot fi utilizate cu succes numai în condițiile în care sunt prezenți sulfați, determinând formarea unei acoperiri inerte de sulfat de plumb. Plumbul este folosit în unele cazuri în fabricile care produc peroxid de hidrogen prin procedeul electrolitic peroxodisulfat și în albirea lânii brute în prezența sulfaților. Cu toate acestea, utilizarea plumbului în contact cu orice soluție de peroxid, cu excepția celor foarte diluate, poate fi periculoasă și, prin urmare, ar trebui evitată.
La depozitarea soluțiilor de peroxid de hidrogen, se folosesc catalizatori negativi pentru a preveni descompunerea acestuia. Ca atare catalizatori, numiți stabilizatori, pot fi utilizate cantități mici de acid fosforic, salicilic și acizi uric (de exemplu, 1 g de acid uric este suficient pentru 30 de litri de peroxid concentrat), care protejează peroxidul de hidrogen de descompunere.
Peroxidul de hidrogen solid este neobișnuit de inert. De exemplu, dacă este răcit, se introduce 0,5 N în peroxid de hidrogen 90% la -55°. soluție de permanganat, particule de rugină sau alți catalizatori și nu permit peroxidului să se dezghețe; nu se observă deloc descompunere. Descompunerea începe abia după topire.
Cu cât peroxidul de hidrogen este mai pur, cu atât se descompune mai lent în timpul depozitării. Catalizatorii deosebit de activi pentru descompunerea H2O2 sunt compuși ai anumitor metale (Cp, Fe, Mn etc.), și chiar și urmele acestora au un efect vizibil care nu poate fi determinat direct analitic. Pentru a lega aceste metale, o cantitate mică (aproximativ 1 10 000) de pirofosfat de sodiu - N34P207 - este adesea adăugată la peroxidul de hidrogen ca stabilizator.
Un generator de gaz cu abur este o cameră în care este plasat catalizatorul. Peroxidul de hidrogen este introdus în cameră, unde se descompune în vapori de apă și oxigen, eliberând căldură. Un catalizator lichid poate fi, de asemenea, utilizat pentru a descompune peroxidul de hidrogen. În acest caz, camera generatorului de abur-gaz este o cameră pentru amestecarea catalizatorului lichid cu peroxid de hidrogen și descompunerea acestuia din urmă.
Soluțiile apoase foarte concentrate (80% și mai mult) de H2O2 sunt folosite ca surse de energie atât în mod independent (cu ajutorul catalizatorilor pentru descompunerea rapidă a H2O2, dintr-un litru de peroxid de hidrogen lichid se pot obține aproximativ 5000 de litri de amestec de oxigen). și vapori de apă încălziți la 700 °C) și ca oxidant pentru carburanți. Peroxidul de hidrogen este, de asemenea, utilizat ca agent oxidant în industriile chimice, ca materie primă pentru producerea multor compuși peroxidici, ca inițiator al proceselor de polimerizare și în fabricarea unor produse poroase. pentru invechirea artificiala a vinurilor, vopsirea parului, indepartarea petelor etc.
Peroxidul de hidrogen este utilizat pe scară largă pentru a produce gaz de abur pentru a opera unitatea de turbopompă a unui sistem de propulsie a rachetei. Combustibilul care asigură funcționarea pompei este necesar, pe de o parte, să aibă indicatori de energie suficient de mari pentru a asigura funcționarea pompelor la costuri minime, iar pe de altă parte, să aibă o temperatură de ardere relativ scăzută. Cel mai utilizat combustibil monocomponent pentru antrenarea unei turbopompe este peroxidul de hidrogen 80-85%. Când se descompune 80% peroxid de hidrogen, se obține un gaz de abur cu o temperatură de 450-500° C. Pe lângă peroxid, la producerea gazului de abur se consumă un catalizator. Pentru a descompune un kilogram de peroxid se consumă 0,05 kg de catalizator lichid, care este o soluție alcoolică de 35% NaMn04 (permanganat de sodiu).
Matheson și Maas au determinat căldura de descompunere a soluțiilor de 10 grame de peroxid de hidrogen într-un calorimetru adiabatic. Dioxidul de mangan a fost folosit ca catalizator de descompunere. Potrivit acestor autori, descompunerea s-a încheiat brusc, iar autorii nu au introdus corecții pentru peroxidul de hidrogen rezidual. S-a făcut o corecție pentru vaporii de apă și s-a calculat o parte din echivalentul de apă al calorimetrului. Prin extrapolarea liniară a căldurii de diluție pe baza mediei a patru determinări (două determinări cu 38,05% peroxid și două cu 97,15%) s-a calculat căldura de descompunere a hidrogen-neroxidului anhidru (-23,45 kcal/mol).
Reacțiile de descompunere sunt caracteristice componentelor combustibilului pentru rachete, care sunt substanțe endoterme. De regulă, ele pot fi depozitate mult timp fără descompunere la temperaturi normale, dar când temperatura crește sau când sunt expuse la un catalizator, începe descompunerea, auto-accelerându-se sub influența căldurii generate. Astfel, hidrazina, încălzită la 350 ° C, se descompune complet în azot și amoniac și mult mai intens în prezența oxizilor de fier, crom, cupru și alți catalizatori. O substanță caracteristică capabilă să se descompună cu degajarea de căldură este peroxidul de hidrogen. În forma sa pură, este destul de stabil și numai atunci când este încălzit peste 140 ° C începe să se descompună în apă și oxigen odată cu eliberarea de căldură. H2O2 absolut pur poate fi încălzit până la fierbere (151,4 ° C) și distilat fără descompunere, dar chiar și cele mai mici zgârieturi de pe pereții vasului în care este încălzit peroxidul de hidrogen pot provoca descompunerea acestuia. Viteza de descompunere a peroxidului depinde de concentrația acestuia, valoarea pH-ului, temperatură, natura și cantitatea de impurități sau stabilizatori care catalizează descompunerea și de natura fizică și chimică a suprafeței vaselor în care se află H2O2.
Carbonul elementar nu intră într-o reacție stoechiometrică cu peroxidul de hidrogen, deși descompunerea rezultată provoacă un anumit grad de modificare a suprafeței carbonului. Roop și Schlee au raportat că peroxidul de hidrogen oxidează carbonatul la acid formic și formaldehidă, mai târziu
Zincul are proprietăți neobișnuite; poate funcționa atât ca catalizator, cât și ca stabilizator. După cum este indicat la pagina 451, zincul într-o soluție de peroxid de hidrogen 90% are un efect stabilizator. S-a făcut observația [1153] că, pe măsură ce concentrația de peroxid de hidrogen scade, acest efect scade și că în soluțiile care conțin mai puțin de 40 wt. % peroxid de hidrogen, zincul acționează deja ca un catalizator de descompunere. Acest efect catalitic a fost găsit și în amestecuri cu alți catalizatori. Weiss 156] a arătat că zincul metalic descompune peroxidul de hidrogen eliberând hidrogen și oxigen. Până acum, nu a fost propus niciun mecanism care ar putea explica această dublă acțiune a zincului. Efectul cadmiului a fost studiat numai în soluții slabe și fie îi sunt atribuite proprietăți catalitice slabe, fie este considerat complet ineficient.
După extracție, soluția antrahiionică conține aproximativ 0,1-0,3% apă, cantități mici de peroxid de hidrogen (o concentrație de 0,17 g/carbon este indicată ca tipică), precum și diverse substanțe organice oxidate, precum acizi organici, aldehide, cetone, etc etc. Acești compuși pot otrăvi catalizatorul de hidrogenare a nichelului și, prin urmare, trebuie îndepărtați înainte de recirculare. Conform procedeului german, soluția de lucru este uscată cu o soluție apoasă de carbonat de potasiu cu o concentrație de 33% (în greutate); această soluție extrage și o parte din peroxidul de hidrogen. Materia organică și urmele de apă sunt îndepărtate prin adsorbție pe stratul de argilă. Peroxidul de hidrogen rezidual este supus descompunerii pe un strat de catalizator de nichel-argint și, uneori, o cantitate mică (aproximativ 10%) din soluția redusă din hidrogenator este adăugată la lichidul de retur înainte de a fi furnizat suportului cu catalizator. pentru a elimina mai bine peroxidul de hidrogen și oxigenul dizolvat. Aceasta produce o cantitate mică de apă, care rămâne în soluția de lucru.
Peroxidul de hidrogen a fost folosit ca combustibil monocomponent împreună cu o soluție apoasă de permanganat de calciu sau de sodiu ca catalizator. Acest combustibil a fost folosit pentru aeronavele Focke-Wulf și Henkel cu împingeri ale motorului de 300, 500 și 1000 kg și lansatoare pentru avioanele cu proiectile.În aceste sisteme, descompunerea catalitică a peroxidului de hidrogen se realizează prin alimentarea simultană cu H2O2 și o soluție concentrată Kampoy. la camera motorului rachetei cu combustibil lichid sau Ca(MnO 4)2. Reacția începe rapid cu o creștere lină a presiunii la 50-70 kg/cm în 0,01-0,02 secunde.
Aburul-gaz pentru antrenarea turbinei este obținut fie dintr-o componentă specială care nu este o componentă a combustibilului motorului, fie din componentele pe care funcționează motorul rachetă. Peroxidul de hidrogen este adesea folosit ca sursă de gaz de abur. Pentru obținerea gazului de abur din peroxid de hidrogen, acesta este supus descompunerii într-un generator de gaz de abur cu ajutorul catalizatorilor - substanțe care favorizează descompunerea.
Acțiunea oxigenului și umidității asupra multor metale produce cantități mici de peroxid de hidrogen, care a fost determinat calitativ printr-o metodă colorimetrică, de exemplu cu sare de titan, sau prin efectul Russell. Acest efect se bazează pe faptul că plăcile fotografice sunt foarte sensibile la cantități foarte mici de peroxid de hidrogen. Astfel, Russell a arătat că o serie de substanțe, inclusiv diferite metale, mai ales după proaspăt lustruirea suprafeței, dau imagini fotografice atunci când sunt ținute aproape de o placă fotografică în întuneric. S-a dovedit că acest lucru se datorează eliberării de peroxid de hidrogen. Peroxidul de hidrogen, prin una dintre metodele specificate, a fost găsit în oxidarea următoarelor metale: zinc, plumb, staniu, argint, mercur, cupru, aluminiu, cadmiu, magneziu și fier. Este probabil să se formeze și în timpul oxidării multor alte metale. Este foarte dificil să-l deschizi pe metale care sunt catalizatori activi pentru descompunerea peroxidului de hidrogen, cum ar fi fierul, cuprul și plumbul. Aparent, concentrația de peroxid de hidrogen care apare în timpul autooxidării metalelor este determinată de ratele relative ale reacțiilor de formare și descompunere; descoperirea peroxidului de hidrogen de către unul sau altul autor depinde de sensibilitatea tehnicii pe care o folosește, precum și de conditiile experimentale. Concentrații mai mari de peroxid de hidrogen se găsesc pe suprafețele metalului proaspăt măcinat și de asemenea (cel puțin în cazul aluminiului) în soluții apoase ușor sau moderat acide sau ușor alcaline. În timpul procesului de oxidare, metalul dobândește un potențial negativ. Polarizarea anodică a metalului suprimă formarea de peroxid de hidrogen, în timp ce polarizarea catodică promovează această formare. Nu se poate spune cu siguranță dacă prezența atât a apei, cât și a oxigenului este necesară pentru formarea peroxidului de hidrogen, dar este foarte probabil să fie necesară. Într-un experiment, o probă de aluminiu în azot uscat a dat o imagine fotografică slabă, dar probabil a adsorbit oxigenul și apa (sau doar apă) din aer înainte de a fi plasată într-o atmosferă inertă.
Capacitatea peroxidului de hidrogen de a se descompune în prezența catalizatorilor permite motoarelor care funcționează cu acest oxidant să nu aibă un dispozitiv special de aprindere pentru pornire. Cu peroxid de hidrogen, este posibilă așa-numita pornire termică a motorului. Peroxidul de hidrogen este furnizat în precamera (un volum mic conectat la camera principală de ardere), unde se descompune sub influența catalizatorului situat aici. Produșii de descompunere gazoasă fierbinți ai peroxidului de hidrogen intră în camera de ardere principală a motorului. După ce se creează presiunea necesară în camera de ardere pentru arderea normală a combustibilului, îi este furnizată o componentă combustibilă.
Compușii peroxidici solubili în apă, care produc radicali liberi în timpul descompunerii, sunt utilizați cel mai adesea ca catalizatori de polimerizare. Astfel de compuși sunt peroxidul de hidrogen, peroxidul de potasiu, persulfații și perborații. Compusul peroxid solubil în monomer este peroxidul de benzoil. De asemenea, sa constatat că diazoaminobenzenul activează polimerizarea butadienei. Aminele terțiare care sunt solubile în cel puțin unul dintre componentele polimerizabile sunt utilizate ca catalizatori de reacție.
Formaldehidă Peroxid de hidrogen Polimer P a 3 J Produși de descompunere Compus chelat de cadmiu sau zinc în diacetați de alchiliden, 10-80°C 1 0 w e Catalizatorul este același
Catalizatorul poate fi utilizat fie sub formă de soluție apoasă, injectată printr-o duză în camera de descompunere simultan cu peroxid de hidrogen, fie sub formă solidă. În acest din urmă caz, o duză ceramică este impregnată cu catalizator, pe care cade peroxid de hidrogen pulverizat. 1 kg de catalizator solid poate descompune până la 2000 kg de peroxid de hidrogen 80%.
Peroxidul de hidrogen este un bun agent de oxidare, mai ales într-o soluție alcalină. Excesul de peroxid este de obicei descompus prin fierberea unei soluții alcaline. Descompunerea este accelerată prin introducerea de catalizatori, de exemplu săruri de nichel, iodură și negru de platină. Shulek și Schakach au îndepărtat excesul de agent de oxidare folosind apă cu clor și a fost introdusă cianura de potasiu pentru a distruge excesul de clor.
Aceste metode sunt utilizate pentru a prepara elastomeri poroși și termoplastice pentru care produsele de descompunere rezultate nu sunt dăunătoare. Se utilizează un număr mare de substanțe formatoare de pori, dintre care cele mai frecvente sunt bicarbonații de sodiu și amoniu, azotatul de amoniu, carbonatul de calciu, derivații diazoic și diizocianații. Ca agent de formare a porilor este propus carbonul activat saturat cu gaz.In procesul Teleili, pentru producerea cauciucului poros, sursa de gaz este peroxidul de hidrogen, care se descompune cu eliberarea de oxigen sub actiunea unui catalizator de drojdie.In orice În cazul în care materialul care formează porii este amestecat în latex înainte de coagulare sau în masa elastomerică înainte de vulcanizare, iar materialul trebuie să fie distribuit uniform în întreaga masă plastică înainte de a se produce degajarea gazului.
În prezent, sunt cunoscute mai multe metode pentru producerea acidului peracetic utilizat pentru epoxidarea diferiților compuși nesaturați. Alegerea metodei depinde de poziția în molecula dublei legături supusă oxidării. Există două metode principale de epoxidare utilizate în industrie. Conform primei, peroxidul de hidrogen este adăugat la un amestec de acid acetic, un compus nesaturat și un catalizator acid. Acidul peracetic format ca produs intermediar oxidează olefina într-un compus care conține grupe epoxidice. Într-o altă metodă, acetaldehida este oxidată cu aer într-un solvent adecvat la monooperacetat de acetaldehidă, care prin descompunere termică produce acid peracetic. Acidul acetic și acetaldehida formate ca produse secundare sunt îndepărtate prin distilare în vid. Deoarece epoxidarea transformă acidul peracetic în acid acetic, procesul transformă acetaldehida în acid acetic ca produs secundar.
Relația dintre cataliza omogenă și cea eterogenă este doar puțin înțeleasă, în principal pentru că elementele capabile să dea naștere la ambele tipuri de cataliză nu au fost studiate în întreaga gamă de variabile (de exemplu, pH și concentrație) care determină starea catalizatorului. . Fierul poate fi menționat ca un catalizator în care se poate observa o tranziție de la un mecanism omogen la unul eterogen. Într-o soluție acidă reacția este pur omogenă. Cu toate acestea, dacă pH-ul este crescut, începe să apară materia coloidală și în același timp are loc o modificare a vitezei (vezi Fig. 76 la pagina 440). La niveluri de pH chiar mai mari, poate apărea sedimentarea macroscopică, precum și alte modificări cinetice. Viteza de cataliză poate fi, de asemenea, afectată de modificări ale formei fizice (prezența unui suport de catalizator, sinterizarea catalizatorului sau o modificare a structurii cristaline). Deși pH-ul la care începe să apară o substanță coloidală nu a fost încă determinat complet, nu există nicio îndoială asupra faptului unei tranziții de la descompunerea omogenă la cea eterogenă odată cu creșterea pH-ului. Cu toate acestea, există încă incertitudini semnificative cu privire la natura mecanismului de schimbare. În unele cazuri, ambele tipuri de degradare pot fi explicate calitativ prin același mecanism, cum ar fi oxidarea și reducerea ciclică. În același timp, formarea unui complex sau precipitarea catalizatorului în stare coloidală sau solidă poate determina fracția t din cantitatea totală de catalizator prezentă care este capabilă să participe efectiv la reacție și astfel să influențeze viteza observată de descompunere. Acest tip de complexare apare atunci când polimerizarea este catalizată de acțiunea peroxizilor. În cataliza pur eterogenă, viteza observată depinde de gradul de dispersie a catalizatorului solid, deoarece această dispersie determină dimensiunea suprafeței în contact cu mediul. Dimpotrivă, este foarte posibil ca, în timpul trecerii de la un sistem omogen la unul eterogen, natura reacției la care suferă peroxidul de hidrogen se schimbă radical, de exemplu, mecanismul ionic se poate transforma într-unul radical. Este posibil ca, pe măsură ce condițiile se schimbă, să existe o gradație relativ fină în trecerea de la un mecanism la altul. La clarificarea diferențelor dintre cataliza omogenă și eterogenă, trebuie întotdeauna să se țină cont de posibila influență a adsorbției din soluție asupra catalizei omogene. Astfel, argintul monovalent, care nu are proprietăți catalitice atunci când este dispersat omogen, este ușor adsorbit de sticlă. În stare adsorbită, poate dobândi proprietăți catalitice fie ca rezultat al reducerii adevărate la metal, fie numai prin polarizare. Utilizarea ulterioară a suprafeței de sticlă în contact cu o soluție mai alcalină poate activa și argintul adsorbit. Acest lucru este vizibil mai ales în cazul suprafeței unui electrod de sticlă.
Influența acestor factori asupra plumbului metalic este foarte dramatică. Dacă plumbul lustruit, fără peliculă de oxid, este scufundat în peroxid de hidrogen, activitatea sa se dovedește a fi foarte scăzută. Se formează treptat un precipitat alb, care, după acumulare, se transformă în plumb roșu, urmat de o manifestare rapidă a activității catalitice. Dacă plumbul metalic este scufundat pentru scurt timp într-o soluție de peroxid de hidrogen și îndepărtat imediat, atunci o cantitate mică de lichid care aderă la metal rămâne într-o stare calmă pentru o perioadă scurtă de timp și apoi, după ce s-a format o peliculă de plumb PbzO4. pe metal se desprinde brusc de suprafata sub influenta unei furtuni violente.descompunere. În acest proces, are loc dizolvarea plumbului, care este cu siguranță asociată cu distrugerea observată a pasivității plumbului sub acțiunea peroxidului de hidrogen, dar peroxidul nu afectează creșterea dendritelor pe acesta. Este descrisă aplicarea practică a catalizatorilor de plumb pentru descompunerea peroxidului de hidrogen concentrat în sistemele utilizate pentru generarea de energie.
Este adesea dificil de determinat dacă peroxizii izolați dintr-un amestec de reacție sunt peroxid de hidrogen sau dacă sunt peroxizi organici.Până de curând, au fost făcute puține încercări de a determina structura acestor peroxizi. Concluzii privind natura peroxizilor pot fi trase pe baza următoarelor dovezi: 1) compoziția gazului și a lichidului format în timpul descompunerii peroxidului (de exemplu, peroxidul de hidrogen dă oxigen și apă; hidroperoxidul de oxialchil, atunci când este descompus în stare alcalină). forma, dă hidrogen și acid; hidroperoxidul de metil, când este descompus pe negru de platină, dă dioxid de carbon) 2) diferite reacții de culoare, de exemplu reacția folosind sare de titan, care este considerată foarte specifică pentru peroxidul de hidrogen (vezi capitolul 10) 3) caracteristici a reacției cu o soluție acidă de iodură de potasiu (hidroperoxidul de metil, de exemplu, reacționează numai în prezența sulfatului de fier feros ca catalizator, dar nu reacționează în prezența molibdatului de amoniu; în plus, viteza de oxidare a iodurii la iod depinde în mod semnificativ de natura peroxidului) 4) formarea de peroxizi anorganici insolubili, de exemplu peroxid de calciu sau peroxoborat de sodiu, cu introducerea de aditivi corespunzători în produs, ceea ce dovedește prezența peroxidului de hidrogen sau hidroperoxizilor de hidroxialchil 5) comparație a spectrelor de absorbție cu aceste spectre pentru peroxizii cunoscuți 6) determinarea coeficienților de distribuție cu eter 7) metode de separare cromatografică 8) determinarea vitezei de descompunere termică a diferiților peroxizi la temperatura zonei de reacție și 9) metode de polarografie
Într-un caz particular, când prezența nitratului într-o soluție de 30% (în greutate) de peroxid de hidrogen s-a dovedit a fi dăunătoare, acesta a fost îndepărtat din acesta în principal prin adsorbție pe cărbune activ cu descompunere relativ nesemnificativă a peroxidului. Ca metodă de laborator, s-a propus și purificarea peroxidului de hidrogen prin adăugarea rapidă, cu agitare, mai întâi a unei soluții de clorură ferică, apoi carbonat de calciu și filtrarea rapidă a amestecului printr-un creuzet Gooch. Adăugarea ulterioară de acid sulfuric concentrat îndepărtează culoarea galbenă reziduală și precipită calciul. Primele două substanțe adăugate formează probabil un precipitat de hidroxid de fier apos (P1), care, având o capacitate mare de adsorbție, poate capta cantități mici de impurități. Cu toate acestea, compușii de fier sunt catalizatori puternici pentru descompunere și chiar și cantitățile mici rămase după acest tratament pot provoca o descompunere semnificativă. Este greu de imaginat că acest tip de tehnică, asociată cu introducerea unei contaminări inacceptabile, ar avea avantaje față de metoda de precipitare cu oxid de staniu hidrat. În cel mai bun caz, poate apărea o descompunere vizibilă a peroxidului; în cel mai rău caz, acest proces este plin de pericol asociat cu adăugarea de substanțe active catalitic la peroxid, mai ales dacă acestea sunt introduse într-o concentrație vizibilă. Prin urmare, metoda descrisă nu poate fi recomandată în nicio circumstanță.
Și sifoanele pot fi obținute de la diverse companii care produc peroxid de hidrogen și aici nu ne oprim asupra acestor probleme. Cele mai importante precauții sunt: 1) evitarea contactului peroxidului cu catalizatorii activi, cum ar fi materialele care conțin fier, cupru, mangan și majoritatea altor metale, precum și praful și compușii alcalini, care pot provoca descompunerea rapidă; 2) evitarea contactului cu materiale organice. substanțele care pot aprinde sau forma amestecuri explozive cu peroxid de hidrogen concentrat 3) echipamentele în care peroxidul de hidrogen poate fi depozitat sau conținut temporar trebuie să fie întotdeauna ventilate corespunzător 4) trebuie evitate temperaturile excesiv de ridicate. Efectele fiziologice ale peroxidului de hidrogen sunt descrise la pagina 153. Peroxidul la o concentrație de aproximativ 50% în greutate sau mai puțin nu va provoca de obicei aprinderea imediată a materialului inflamabil vărsat accidental, cum ar fi îmbrăcămintea, dar dacă este lăsat să se usuce, deoarece apa se evaporă mai mult. cu ușurință, concentrația de peroxid crește, ceea ce duce uneori la arderea spontană. Materialele contaminate care conțin impurități catalitice sau alte substanțe inflamabile, cum ar fi lemnul sau îmbrăcămintea, în special lâna, adesea arde spontan atunci când sunt expuse la peroxid de hidrogen concentrat. În toate cazurile, peroxidul vărsat trebuie spălat cu multă apă.
În unele centre industriale este dificil să se elimine apele uzate care conțin peroxid de hidrogen prin deversarea acesteia în corpurile de apă. Astfel, concentrațiile de peroxid de hidrogen care depășesc 40 mg/l au un efect toxic asupra păstrăvului puietului; concentrațiile mai mici sunt complet inofensive pe o perioadă de 48 de ore. Cea mai bună metodă de eliminare a apei de peroxid de hidrogen rezidual depinde de natura altor deșeuri conținute în apă; de exemplu, dacă sunt prezenți agenți reducători (hidrazină sau alcool metilic), de exemplu în apele uzate de la o stație de testare rachetă, este recomandabil. pentru a induce mai întâi interacțiunea între peroxid și aceste substanțe. Deoarece peroxidul de hidrogen se descompune ușor într-un mediu alcalin, precum și sub influența diverșilor catalizatori metalici, conform uneia dintre metodele de prelucrare a peroxidului rezidual, se propune adăugarea de var în apă pentru a aduce pH-ul la 11, după care se adaugă o sare de mangan solubilă, de exemplu clorură, astfel încât concentrația de mangan să fie de aproximativ 4 mg/l. La acest pH, manganul pare a fi transformat într-un precipitat fin de oxid de mangan hidrat, care este un catalizator foarte eficient. Amestecul trebuie agitat până când peroxidul este complet descompus și, după ce sedimentul s-a depus, apa uzată trebuie evacuată într-un rezervor. Nămolul decantat poate fi probabil reutilizat.
Principiul transferului de sarcină este, desigur, de mare importanță, dar aceste fenomene nu sunt încă complet clare și nu sunt conectate într-o teorie consistentă și de încredere. De exemplu, peroxidul de bariu, compus aproape în întregime din ioni, este stabil. Lucrările citate mai jos arată că introducerea substituenților donatori de electroni în peroxizii de acil accelerează descompunerea. Aparent, orice astfel de comparații sunt valabile numai pentru procese analoge, adică pentru ruperea aceleiași legături în același mediu datorită doar unui proces omogen sau eterogen care implică același reactiv, inițiator sau catalizator sau echivalent. Astfel, dacă luăm în considerare descompunerea omogenă în faza gazoasă, atunci peroxizii organici sunt aparent mai puțin stabili decât peroxidul de hidrogen. Dimpotrivă, un exemplu de reacții cu ionul feros arată că peroxidul de hidrogen este cel mai reactiv dintre toți peroxizii studiați. În special, este necesar să se facă distincția între sensibilitatea oricărui peroxid la explozie sau detonare și viteza cu care suferă reacția în condiții strict definite. Fundamentals of General Chemistry Volumul 2 Ediția 3 (1973) -- [
Pe lângă apă, este cunoscut un alt compus al hidrogenului cu oxigen - peroxidul de hidrogen (H 2 O 2). În natură, se formează ca produs secundar în timpul oxidării multor substanțe cu oxigenul atmosferic. Urmele acestuia sunt continute continuu in precipitatii. Peroxidul de hidrogen se formează, de asemenea, parțial în flacăra hidrogenului care arde, dar se descompune atunci când produsele de ardere se răcesc.
În concentrații destul de mari (până la câteva procente), H 2 O 2 poate fi obținut prin interacțiunea hidrogenului în momentul eliberării cu oxigenul molecular. Peroxidul de hidrogen se formează, de asemenea, parțial atunci când oxigenul umed este încălzit la 2000 °C, când o descărcare electrică liniștită trece printr-un amestec umed de hidrogen și oxigen și când apa este expusă la razele ultraviolete sau la ozon.
Căldura formează peroxid de hidrogen.
Nu este posibilă determinarea directă a căldurii de formare a peroxidului de hidrogen din elemente. Capacitatea de a-l găsi indirect este asigurată de legea constanței cantităților de căldură stabilită de G. I. Hess (1840): efectul termic total al unei serii de reacții chimice succesive este egal cu efectul termic al oricărei alte serii de reacții cu aceeași. substanțele inițiale și produsele finale.
Strict vorbind, legea lui Hess ar trebui formulată ca „legea constanței sumelor de energie”, deoarece în timpul transformărilor chimice, energia poate fi eliberată sau absorbită nu numai ca energie termică, ci și ca energie mecanică, electrică etc. În plus, este se presupune că procesele luate în considerare au loc la presiune constantă sau volum constant. De regulă, acesta este exact cazul reacțiilor chimice și toate celelalte forme de energie pot fi transformate în căldură. Esența acestei legi este deosebit de clar dezvăluită în lumina următoarei analogii mecanice: munca totală efectuată de o sarcină care cade fără frecare nu depinde de traseu, ci doar de diferența dintre înălțimile inițiale și finale. În același mod, efectul termic general al unei anumite reacții chimice este determinat numai de diferența dintre căldurile de formare (din elemente) ale produselor sale finale și ale substanțelor inițiale. Dacă toate aceste cantități sunt cunoscute, atunci pentru a calcula efectul termic al reacției este suficient să scădem suma căldurilor de formare ale substanțelor inițiale din suma căldurilor de formare ale produselor finite. Legea lui Hess este adesea folosită pentru a calcula căldura reacțiilor pentru care determinarea experimentală directă este dificilă sau chiar imposibilă.
Când se aplică la H 2 O 2, calculul poate fi efectuat pe baza a două moduri diferite de formare a apei:
1. Lasă inițial combinația de hidrogen și oxigen să formeze peroxid de hidrogen, care apoi se descompune în apă și oxigen. Apoi vom avea următoarele două procese:
2H2 + 2O2 = 2H2O2 + 2x kJ
2H2O2 = 2H2O + O2 + 196 kJ
Efectul termic al ultimei reacții este ușor de determinat experimental. Adăugând ambele ecuații termen cu termen și anulând termenii unici, obținem
2H2 + O2 = 2H2O + (2x + 196) kJ.
2. Lăsați apa să se formeze direct atunci când hidrogenul se combină cu oxigenul, atunci avem
2H2 + O2 = 2H2O + 573 kJ.
Deoarece în ambele cazuri atât materiile prime, cât și produsele finale sunt aceleași, 2x + 196 = 573, de unde x = 188,5 kJ. Aceasta va fi căldura de formare a unui mol de peroxid de hidrogen din elemente.
Chitanță.
Cel mai simplu mod de a obține peroxid de hidrogen este din peroxid de bariu (BaO2) prin tratarea acestuia cu acid sulfuric diluat:
BaO2 + H2SO4 = BaS04 + H2O2.
În acest caz, împreună cu peroxidul de hidrogen, se formează sulfat de bariu, insolubil în apă, din care lichidul poate fi separat prin filtrare. H2O2 este de obicei vândut sub formă de soluție apoasă 3%.
Prin evaporarea prelungită a unei soluții apoase convenționale de 3% de H2O2 la 60-70 °C, conținutul de peroxid de hidrogen din aceasta poate fi crescut la 30%. Pentru a obține soluții mai puternice, apa trebuie distilată sub presiune redusă. Deci, la 15 mm Hg. Artă. mai întâi (de la aproximativ 30 °C), se distilează în principal apa, iar când temperatura ajunge la 50 °C, în balonul de distilare rămâne o soluție foarte concentrată de peroxid de hidrogen, din care, cu răcire puternică, pot fi izolate cristalele sale albe. .
Principala metodă de producere a peroxidului de hidrogen este interacțiunea acidului persulfuric (sau a unora dintre sărurile sale) cu apa, care se desfășoară cu ușurință conform următoarei scheme:
H2S2O8 + 2H2O = 2H2SO4 + H2O2.
Unele metode noi (descompunerea compuşilor peroxid organic etc.) şi vechea metodă de obţinere din BaO 2 sunt de mai puţină importanţă. Pentru depozitarea și transportul cantităților mari de peroxid de hidrogen, cele mai potrivite sunt recipientele din aluminiu (puritate de cel puțin 99,6%).
Proprietăți fizice.
Peroxidul de hidrogen pur este un lichid incolor, siropos (cu o densitate de aproximativ 1,5 g/ml), care distilează sub presiune suficient de redusă fără a se descompune. Înghețarea H 2 O 2 este însoțită de compresie (spre deosebire de apă). Cristalele albe de peroxid de hidrogen se topesc la -0,5 °C, adică aproape la aceeași temperatură ca gheața.
Căldura de fuziune a peroxidului de hidrogen este de 13 kJ/mol, căldura de evaporare este de 50 kJ/mol (la 25 °C). La presiune normală, H 2 O 2 pur fierbe la 152 ° C cu descompunere puternică (iar vaporii pot fi explozivi). Pentru temperatura și presiunea sa critică, valorile calculate teoretic sunt 458 °C și 214 atm. Densitatea H2O2 pur este de 1,71 g/cm3 în stare solidă, 1,47 g/cm3 la 0 °C și 1,44 g/cm3 la 25 °C. Peroxidul de hidrogen lichid, precum apa, este foarte asociat. Indicele de refracție al H 2 O 2 (1,41), precum și vâscozitatea și tensiunea superficială a acestuia sunt puțin mai mari decât cele ale apei (la aceeași temperatură).
Formula structurala.
Formula structurală a peroxidului de hidrogen H-O-O-H arată că doi atomi de oxigen sunt conectați direct unul cu celălalt. Această legătură este fragilă și provoacă instabilitate a moleculei. Într-adevăr, H 2 O 2 pur este capabil să se descompună în apă și oxigen cu o explozie. Este mult mai stabil în soluții apoase diluate.
S-a stabilit prin metode optice că molecula H-O-O-H nu este liniară: legăturile H-O formează unghiuri de aproximativ 95° cu legătura O-O. Formele spațiale extreme ale moleculelor de acest tip sunt structurile plate prezentate mai jos - forma cis (ambele legături H-O pe o parte a legăturii O-O) și forma trans (legături H-O pe părți opuse).
Trecerea de la una dintre ele la alta ar putea fi realizată prin rotirea legăturii H-O de-a lungul axei legăturii O-O, dar aceasta este împiedicată de potențiala barieră de rotație internă cauzată de necesitatea depășirii intermediare a stărilor mai puțin favorabile din punct de vedere energetic (cu 3,8 kJ). /mol pentru transformarea și cu 15 kJ/mol pentru forma cis). Rotația aproape circulară a legăturilor H-O în moleculele de H 2 O 2 nu are loc, dar doar unele dintre vibrațiile acestora apar în jurul celei mai stabile stări intermediare pentru o moleculă dată - forma oblică ("gauch").
Proprietăți chimice.
Cu cât peroxidul de hidrogen este mai pur, cu atât se descompune mai lent în timpul depozitării. Catalizatorii deosebit de activi pentru descompunerea H2O2 sunt compuși ai anumitor metale (Cu, Fe, Mn etc.), și chiar și urmele acestora care nu sunt susceptibile de determinare analitică directă au un efect vizibil. Pentru a lega metalele etil, o cantitate mică (aproximativ 1:10.000) de pirofosfat de sodiu - Na 4 P 2 O 7 - este adesea adăugată la peroxid de hidrogen ca „stabilizator”.
Mediul alcalin în sine nu provoacă descompunerea peroxidului de hidrogen, dar promovează puternic descompunerea acestuia catalitică. Dimpotrivă, un mediu acid îngreunează această descompunere. Prin urmare, soluția de H 2 O 2 este adesea acidulată cu acid sulfuric sau fosforic. Peroxidul de hidrogen se descompune mai repede atunci când este încălzit și expus la lumină, așa că trebuie depozitat într-un loc răcoros și întunecat.
La fel ca apa, peroxidul de hidrogen dizolva bine multe saruri. Se amestecă cu apă (și cu alcool) în orice raport. Soluția sa diluată are un gust „metalic” neplăcut. Când soluțiile puternice acționează asupra pielii, apar arsuri, iar zona arsă devine albă.
Mai jos comparăm solubilitatea unor săruri în apă și peroxid de hidrogen la 0 °C (g la 100 g de solvent):
Mulți cercetători din secolul al XIX-lea care au obținut peroxid de hidrogen pur au remarcat pericolele acestui compus. Deci, când au încercat să-l separe pe N
2 O 2 din apă prin extracție din soluții diluate cu dietil eter urmată de distilarea eterului volatil, substanța rezultată a explodat uneori fără un motiv aparent. Într-unul dintre aceste experimente, chimistul german Yu.V. Bruhl a obținut H. anhidru 2 O 2 , care mirosea a ozon și a explodat când a fost atins de o tijă de sticlă netopită. În ciuda cantităților mici de H 2 O 2 (total 12 ml) explozia a fost atât de puternică încât a făcut o gaură rotundă în scândura mesei, a distrus conținutul sertarului acesteia, precum și sticlele și instrumentele care stăteau pe masă și în apropiere.Proprietăți fizice. Peroxidul de hidrogen pur este foarte diferit de soluția familiară 3% de H 2 O 2 , care se află în cabinetul de medicamente de acasă. În primul rând, este de aproape o ori și jumătate mai greu decât apa (densitatea la 20 ° C este de 1,45 g/cm 3). H2O2 îngheață la o temperatură puțin mai mică decât punctul de îngheț al apei la minus 0,41 ° C, dar dacă răciți rapid un lichid pur, de obicei nu îngheață, ci este suprarăcit, transformându-se într-o masă sticloasă transparentă. Soluții H 2 O 2 congelați la o temperatură mult mai scăzută: o soluție 30% la minus 30° C și o soluție 60% la minus 53° C. Fierbe H 2 O 2 la o temperatură mai mare decât apa obișnuită, la 150,2 ° C. Udă sticla H 2 O 2 mai rău decât apa, iar acest lucru duce la un fenomen interesant în timpul distilării lente a soluțiilor apoase: în timp ce apa este distilată din soluție, aceasta, ca de obicei, curge de la frigider la recipient sub formă de picături; când începe să distileze 2 O 2 , lichidul iese din frigider sub forma unui flux continuu subtire. Pe piele, peroxidul de hidrogen pur și soluțiile sale concentrate lasă pete albe și provoacă o senzație de arsură din cauza unei arsuri chimice severe.Într-un articol dedicat producerii de peroxid de hidrogen, Tenard nu a comparat cu mare succes această substanță cu siropul; poate că a vrut să spună că H pur
2 O 2 , ca siropul de zahar, refracta puternic lumina. Într-adevăr, indicele de refracție al H. anhidru 2 O 2 (1.41) este mult mai mare decât cea a apei (1.33). Cu toate acestea, fie ca urmare a interpretării greșite, fie din cauza traducerii proaste din franceză, aproape toate manualele scriu încă că peroxidul de hidrogen pur este un „lichid gros, siropos” și chiar explică acest lucru teoretic prin formarea de legături de hidrogen. Dar apa formează și legături de hidrogen. De fapt, vâscozitatea lui N 2 O 2 la fel ca apa ușor răcită (la aproximativ 13 ° C), dar nu se poate spune că apa rece este groasă ca siropul.Reacția de descompunere. Peroxidul de hidrogen pur este o substanță foarte periculoasă, deoarece în anumite condiții este posibilă descompunerea sa explozivă: H 2O2® H2O + 1/2 O2 eliberând 98 kJ per mol H 2 O 2 (34 g). Aceasta este o energie foarte mare: este mai mare decât cea eliberată atunci când se formează 1 mol de HCl în timpul exploziei unui amestec de hidrogen și clor; este suficient să se evapore complet de 2,5 ori mai multă apă decât se formează în această reacție. Soluțiile apoase concentrate de H sunt de asemenea periculoase 2 O 2 , în prezența lor mulți compuși organici se aprind cu ușurință spontan, iar la impact astfel de amestecuri pot exploda. Pentru a depozita soluțiile concentrate, utilizați vase din aluminiu pur special sau vase din sticlă ceară.Mai des întâlniți o soluție de 30% mai puțin concentrată de H
2 O 2 , care se numește perhidrol, dar o astfel de soluție este și periculoasă: provoacă arsuri pe piele (când acționează pielea devine imediat albă din cauza decolorării substanțelor colorante), iar dacă intră impurități, este posibilă fierbere explozivă. Descompunerea H 2 O 2 iar soluțiile sale, inclusiv cele explozive, sunt cauzate de multe substanțe, de exemplu, ioni de metale grele, care în acest caz joacă rolul de catalizator, și chiar particule de praf. 2 O 2 se explică prin exotermicitatea puternică a reacției, natura în lanț a procesului și o scădere semnificativă a energiei de activare a descompunerii H 2 O 2 în prezența diferitelor substanțe, după cum se poate aprecia după următoarele date:Enzima catalaza se găsește în sânge; Datorită acesteia, „peroxidul de hidrogen” farmaceutic „fierbe” de la eliberarea de oxigen atunci când este folosit pentru a dezinfecta un deget tăiat. Reacția de descompunere a unei soluții concentrate de H 2 O 2 nu numai oamenii folosesc catalaza; Această reacție îl ajută pe gândacul bombardier să lupte cu inamicii, eliberând un flux fierbinte spre ei ( cm . EXPLOZIVI). O altă enzimă, peroxidaza, acționează diferit: nu descompune H 2 O 2 , dar în prezența sa are loc oxidarea altor substanțe cu peroxid de hidrogen.Enzimele care influențează reacțiile peroxidului de hidrogen joacă un rol important în viața celulei. Energia este furnizată organismului prin reacții de oxidare care implică oxigenul care vine din plămâni. În aceste reacții, H se formează intermediar
2 O 2 , care este dăunătoare celulei deoarece provoacă daune ireversibile diferitelor biomolecule. Catalaza și peroxidaza lucrează împreună pentru a transforma H 2 O 2 în apă și oxigen.Reacția de descompunere a H
2 O 2 deseori procedează printr-un mecanism în lanț radical ( cm. REACȚII ÎN LAN), în timp ce rolul catalizatorului este de a iniția radicalii liberi. Astfel, într-un amestec de soluții apoase de H 2O2 şi Fe2+ (așa-numitul reactiv Fenton) are loc o reacție de transfer de electroni din ionul Fe 2+ per moleculă de H2O2 cu formarea ionului Fe 3+ și un anion radical foarte instabil . , care se descompun imediat în anionul OH şi radical hidroxil liber OH. ( cm. RADICALI LIBERI). HE radical. foarte activ. Dacă în sistem există compuși organici, atunci sunt posibile diferite reacții cu radicalii hidroxil. Astfel, compușii aromatici și hidroxiacizii sunt oxidați (benzenul, de exemplu, se transformă în fenol), compușii nesaturați pot atașa grupări hidroxil la dubla legătură: CH 2 =CHCH2OH + 2OH. ® NOCH2CH(OH)CH2 OH și poate intra într-o reacție de polimerizare. În absența reactivilor adecvați, OH. reacţionează cu H2O2 cu formarea unui radical mai puţin activ HO 2 . , care este capabil să reducă ionii de Fe 2+ , care închide ciclul catalitic: H2O2 + Fe2+® Fe3+ + OH . + OH OH . + H202® H2O + HO2 .HO 2 . + Fe 3+
® Fe2+ + O2 + H + ® H2O. În anumite condiții, descompunerea în lanț a H este posibilă 2 O 2 , al cărui mecanism simplificat poate fi reprezentat prin diagramă. + H202® H2O + HO2 . 2 . +H2O2® H20 + O2 + OH . etc.H reacții de descompunere
2 O 2 apar în prezența diferitelor metale cu valență variabilă. Când sunt legați de compuși complecși, de multe ori își îmbunătățesc semnificativ activitatea. De exemplu, ionii de cupru sunt mai puțin activi decât ionii de fier, dar sunt legați în complexe de amoniac 2+ , ele provoacă descompunerea rapidă a H 2 O 2 . Ionii de Mn au un efect similar 2+ legat în complecşi cu anumiţi compuşi organici. În prezența acestor ioni, a fost posibilă măsurarea lungimii lanțului de reacție. Pentru a face acest lucru, am măsurat mai întâi viteza de reacție prin viteza de eliberare a oxigenului din soluție. Apoi o concentrație foarte scăzută (aproximativ 10 5 mol/l) inhibitor o substanță care reacționează eficient cu radicalii liberi și rupe astfel lanțul. Eliberarea de oxigen s-a oprit imediat, dar după aproximativ 10 minute, când tot inhibitorul a fost epuizat, a reluat din nou în același ritm. Cunoscând viteza de reacție și viteza de terminare a lanțului, este ușor de calculat lungimea lanțului, care s-a dovedit a fi egală cu 10. 3 link-uri Lungimea mare a lanțului determină eficiența ridicată a descompunerii H 2 O 2 în prezența celor mai eficienți catalizatori care generează radicali liberi cu o rată ridicată. Pentru lungimea de lanț indicată, viteza de descompunere H 2 O 2 de fapt crește de o mie de ori.Uneori descompunerea notabilă a H
2 O 2 provoacă chiar și urme de impurități care sunt aproape nedetectabile analitic. Astfel, unul dintre cei mai eficienți catalizatori s-a dovedit a fi un sol de osmiu metalic: efectul său catalitic puternic a fost observat chiar și la o diluție de 1:10. 9 , adică 1 g Os la 1000 de tone de apă. Catalizatorii activi sunt soluții coloidale de paladiu, platină, iridiu, aur, argint, precum și oxizi solizi ai unor metale MnO 2, Co203, Pb02 etc., care ele însele nu se schimbă. Descompunerea poate avea loc foarte rapid. Deci, dacă un pic mic de MnO 2 picurați într-o eprubetă cu o soluție 30% de H 2 O 2 , o coloană de abur iese din eprubetă cu un strop de lichid. Cu soluții mai concentrate are loc o explozie. Descompunerea are loc mai liniștit pe suprafața platinei. În acest caz, viteza de reacție este puternic influențată de starea suprafeței. Chimistul german Walter Spring a condus la sfârșitul secolului al XIX-lea. o astfel de experiență. Într-o cană de platină bine curățată și lustruită, reacția de descompunere a unei soluții 38% de H 2 O 2 nu a mers nici măcar atunci când este încălzită la 60 ° C. Dacă faceți o zgârietură abia vizibilă pe fundul paharului cu un ac, atunci soluția deja rece (la 12 ° C) începe să elibereze bule de oxigen la locul zgârieturii și când este încălzită, descompunerea de-a lungul acestui loc se intensifică vizibil. Dacă într-o astfel de soluție este introdusă platină spongioasă, care are o suprafață foarte mare, atunci este posibilă descompunerea explozivă.Descompunerea rapidă a H
2 O 2 poate fi folosit pentru un experiment de prelegere eficient dacă se adaugă un surfactant (săpun, șampon) la soluție înainte de adăugarea catalizatorului. Oxigenul eliberat creează o spumă albă bogată, care a fost numită „pastă de dinți pentru elefanți”.Unii catalizatori inițiază descompunerea fără lanț a H
2O2, de exemplu: H2O2 + 2I + 2H +® 2H2O + I2® 2I + 2H + + O2. O reacție non-lanț are loc și în cazul oxidării ionilor de Fe 2+ în soluţii acide: 2FeSO 4 + H2O2 + H2S04® Fe2 (SO4)3 + 2H2O. Deoarece soluțiile apoase conțin aproape întotdeauna urme de diverși catalizatori (ionii metalici conținuti în sticlă pot cataliza și descompunerea), soluțiile de H 2 O 2 , chiar diluat, în timpul depozitării pe termen lung, se adaugă inhibitori și stabilizatori care leagă ionii metalici. În acest caz, soluțiile sunt ușor acidulate, deoarece acțiunea apei pure asupra sticlei produce o soluție slab alcalină, care favorizează descompunerea H. 2 O 2 . Toate aceste caracteristici ale descompunerii lui H 2 O 2 permite rezolvarea contradicţiei. Pentru a obține H pur 2 O 2 este necesar să se efectueze distilarea sub presiune redusă, deoarece substanța se descompune atunci când este încălzită peste 70 ° C și chiar, deși foarte lent, la temperatura camerei (după cum se precizează în Enciclopedia chimică, la o rată de 0,5% pe an). În acest caz, cum a fost obținut punctul de fierbere la presiunea atmosferică de 150,2° C, care apare în aceeași enciclopedie? De obicei, în astfel de cazuri se folosește o lege fizico-chimică: logaritmul presiunii de vapori a unui lichid depinde liniar de temperatura inversă (pe scara Kelvin), deci dacă măsurați cu precizie presiunea de vapori H 2 O 2 la mai multe temperaturi (scăzute), este ușor de calculat la ce temperatură această presiune va ajunge la 760 mm Hg. Și acesta este punctul de fierbere în condiții normale.Teoretic, radicalii OH
. se poate forma și în absența inițiatorilor, ca urmare a rupturii unei legături OO mai slabe, dar aceasta necesită o temperatură destul de ridicată. În ciuda energiei relativ scăzute de rupere a acestei legături în molecula H 2 O 2 (este egal cu 214 kJ/mol, care este de 2,3 ori mai puțin decât pentru legătura HOH dintr-o moleculă de apă), legătura OO este încă suficient de puternică pentru ca peroxidul de hidrogen să fie absolut stabil la temperatura camerei. Și chiar și la punctul de fierbere (150°C) ar trebui să se descompună foarte lent. Calculul arată că atunci cândLa această temperatură, descompunerea de 0,5% ar trebui să aibă loc și destul de lent, chiar dacă lungimea lanțului este de 1000 de zale. Discrepanța dintre calcule și datele experimentale se explică prin descompunerea catalitică cauzată de cele mai mici impurități din lichid și pereții vasului de reacție. Prin urmare, energia de activare a descompunerii H măsurată de mulți autori 2 O 2 întotdeauna semnificativ mai puțin de 214 kJ/mol chiar și „în absența unui catalizator”. De fapt, un catalizator de descompunere este întotdeauna prezent, atât sub formă de impurități nesemnificative din soluție, cât și sub formă de pereți ai vasului, motiv pentru care încălzirea H anhidru. 2 O 2 la fierbere la presiunea atmosferică a provocat în mod repetat explozii.În anumite condiții, descompunerea lui H
2 O 2 apare foarte neobișnuit, de exemplu, dacă încălziți o soluție de H 2 O 2 în prezenţa iodatului de potasiu KIO 3 , apoi la anumite concentraţii ale reactivilor se observă o reacţie oscilativă, cu oprirea periodică a eliberării de oxigen şi apoi reluarea cu o perioadă de 40 până la 800 de secunde.Proprietățile chimice ale H 2 O 2 . Peroxidul de hidrogen este un acid, dar unul foarte slab. Constanta de disociere H 2O2H + + HO2 la 25° C este egal cu 2,4 10 12 , care este cu 5 ordine de mărime mai mică decât pentru H 2 S. Săruri medii H 2 O 2 metalele alcaline și alcalino-pământoase se numesc de obicei peroxizi ( cm. PEROXIZI). Când sunt dizolvate în apă, sunt aproape complet hidrolizate: Na 2O2 + 2H2O® 2NaOH + H2O2 . Hidroliza este favorizată prin acidificarea soluțiilor. La fel ca acidul H 2 O 2 formează, de asemenea, săruri acide, de exemplu, Ba(HO 2) 2, NaHO 2 etc. Sărurile acide sunt mai puțin susceptibile la hidroliză, dar se descompun ușor atunci când sunt încălzite, eliberând oxigen: 2NaHO 2®2NaOH + O2 . Alcali eliberați, ca și în cazul H 2 O 2 , favorizează descompunerea.Soluții H
2 O 2 , în special cele concentrate, au un puternic efect oxidant. Astfel, sub influența unei soluții de 65% de H 2 O 2 pe hârtie, rumeguș și alte substanțe inflamabile se aprind. Soluțiile mai puțin concentrate decolorează mulți compuși organici, cum ar fi indigo. Oxidarea formaldehidei are loc în mod neobișnuit: H 2 O 2 se reduce nu la apă (ca de obicei), ci la hidrogen liber: 2HCHO + H 2 O 2 ® 2НСООН + Н 2 . Dacă luați o soluție 30% de H 2 O 2 și o soluție 40% de HCHO, apoi după o încălzire ușoară începe o reacție violentă, lichidul fierbe și spumează. Efectul oxidativ al soluțiilor diluate de H 2 O 2 este cel mai pronunțat într-un mediu acid, de exemplu, H 2 O 2 + H 2 C 2 O 4 ® 2H 2 O + 2CO 2 , dar oxidarea este posibilă și într-un mediu alcalin:Na + H2O2 + NaOH® Na2; 2K3 + 3H2O2® 2KCrO4 + 2KOH + 8H2O. Oxidarea sulfurei de plumb negru la sulfat alb PbS+ 4H2O2® PbS04 + 4H2 O poate fi folosit pentru a restabili albul de plumb decolorat pe picturile vechi. Sub influența luminii, acidul clorhidric suferă și oxidare: H202 + 2HCI® 2H20 + CI2. Adăugarea de H2O2 la acizi crește foarte mult efectul acestora asupra metalelor. Astfel, într-un amestec de H 2 O 2 și diluați H 2 SO 4 cuprul, argintul și mercurul se dizolvă; iodul într-un mediu acid este oxidat la acidul periodic HIO 3 , dioxid de sulf la acid sulfuric etc.În mod neobișnuit, oxidarea sării de potasiu și sodiu a acidului tartric (sarea Rochelle) are loc în prezența clorurii de cobalt ca catalizator. În timpul reacției KOOC(CHOH)
2COONa + 5H2O2® KHCO3 + NaHC03 + 6H2O + 2CO2 CoCl 2 roz își schimbă culoarea în verde datorită formării unui compus complex cu tartrat, anionul acid tartric. Pe măsură ce reacția continuă și tartratul este oxidat, complexul este distrus și catalizatorul devine din nou roz. Dacă se folosește sulfat de cupru ca catalizator în loc de clorură de cobalt, compusul intermediar, în funcție de raportul dintre reactivii de pornire, va fi colorat în portocaliu sau verde. După ce reacția este finalizată, culoarea albastră a sulfatului de cupru este restabilită.Peroxidul de hidrogen reacționează complet diferit în prezența agenților oxidanți puternici, precum și a substanțelor care eliberează ușor oxigen. În astfel de cazuri N
2 O 2 poate acționa și ca agent reducător cu eliberarea simultană de oxigen (așa-numita descompunere reductivă a H 2 O 2 ), de exemplu: 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4® K2S04 + 2MnS04 + 5O2 + 8H20;Ag2O + H2O2
® 2Ag + H20 + O2; O3 + H2O2® H2O + 2O2; ® NaCI + H2O + O2. Ultima reacție este interesantă deoarece produce molecule de oxigen excitate care emit fluorescență portocalie ( cm. CLOR ACTIV). În mod similar, aurul metalic este eliberat din soluții de săruri de aur, mercurul metalic este obținut din oxidul de mercur etc. O proprietate atât de neobișnuită 2 O 2 permite, de exemplu, să se efectueze oxidarea hexacianoferratului (II) de potasiu și apoi, prin modificarea condițiilor, să se restabilească produsul de reacție la compusul original folosind același reactiv. Prima reacție are loc într-un mediu acid, a doua într-un mediu alcalin:2K4 + H2O2 + H2SO4® 2K3 + K2S04 + 2H20;2K3 + H2O2 + 2KOH
® 2K4 + 2H2O + O2.(„Personaj dublu” N 2 O 2 a permis unui profesor de chimie să compare peroxidul de hidrogen cu eroul poveștii celebrului scriitor englez Stevenson Cazul ciudat al doctorului Jekyll și domnului Hyde, sub influența compoziției pe care a inventat-o, și-a putut schimba dramatic caracterul, transformându-se dintr-un domn respectabil într-un maniac însetat de sânge.)Obținerea H2O2. Molecule H2O2 se obţin întotdeauna în cantităţi mici în timpul arderii şi oxidării diferiţilor compuşi. La arderea H 2 O 2 se formează fie prin extracția atomilor de hidrogen din compușii inițiali de către radicali hidroperoxid intermediari, de exemplu: HO 2 . + CH4® H2O2 + CH3 . , sau ca rezultat al recombinării radicalilor liberi activi: 2OH. ® Н 2 О 2 , Н . + DAR 2 . ® H2O2 . De exemplu, dacă o flacără de oxigen-hidrogen este îndreptată către o bucată de gheață, atunci apa topită va conține cantități vizibile de H 2 O 2 , format ca urmare a recombinării radicalilor liberi (în flacăra moleculei H 2 O 2 se dezintegrează imediat). Un rezultat similar se obține atunci când alte gaze ard. Educație N 2 O 2 poate apărea și la temperaturi scăzute ca urmare a diferitelor procese redox.În industrie, peroxidul de hidrogen nu se mai produce de mult prin metoda Tenara din peroxid de bariu, ci se folosesc metode mai moderne. Una dintre ele este electroliza soluțiilor de acid sulfuric. În acest caz, la anod, ionii de sulfat sunt oxidați în ioni de persulfat: 2SO
4 2 2e ® S 2 O 8 2 . Acidul persulfuric este apoi hidrolizat: H2S2O8 + 2H2O® H2O2 + 2H2S04. La catod, ca de obicei, are loc degajare de hidrogen, deci reacția globală este descrisă de ecuația 2H 2O® H2O2 + H2 . Dar principala metodă modernă (peste 80% din producția mondială) este oxidarea unor compuși organici, de exemplu, etilantrahidrochinona, cu oxigenul atmosferic într-un solvent organic, în timp ce H2 se formează din antrahidrochinonă. 2 O 2 și antrachinona corespunzătoare, care este apoi redusă din nou cu hidrogen pe catalizator la antrahidrochinonă. Peroxidul de hidrogen este îndepărtat din amestec cu apă și concentrat prin distilare. O reacție similară are loc atunci când se utilizează alcool izopropilic (apare cu formarea intermediară de hidroperoxid): (CH 3) 2 CHOH + O 2 ® (CH 3) 2 C(UN) OH ® (CH 3) 2 CO + H 2 O 2 . Dacă este necesar, acetona rezultată poate fi, de asemenea, redusă la alcool izopropilic.Aplicarea H2O2. Peroxidul de hidrogen este utilizat pe scară largă, iar producția sa globală se ridică la sute de mii de tone pe an. Se folosește la producerea peroxizilor anorganici, ca oxidant pentru combustibili pentru rachete, în sinteze organice, pentru albirea uleiurilor, grăsimilor, țesăturilor, hârtiei, pentru purificarea materialelor semiconductoare, pentru extragerea metalelor valoroase din minereuri (de exemplu, uraniul prin transformarea formei sale insolubile). într-una solubilă), pentru tratarea apelor uzate. În medicină, soluțiile N 2 O 2 utilizat pentru clătirea și lubrifierea în bolile inflamatorii ale mucoaselor (stomatită, dureri de gât), pentru tratamentul rănilor purulente. Carcasele pentru lentile de contact au uneori o cantitate foarte mică de catalizator de platină plasată în capac. Pentru dezinfecție, lentilele sunt umplute într-o cutie de creion cu o soluție de 3% H 2 O 2 , dar din moment ce această soluție este dăunătoare ochilor, trusa este răsturnată după un timp. În acest caz, catalizatorul din capac descompune rapid H 2 O 2 pentru apă curată și oxigen.Pe vremuri, era la modă să decolorezi părul cu „peroxid”; acum există compuși de colorare a părului mai siguri.
În prezența anumitor săruri, peroxidul de hidrogen formează un fel de „concentrat” solid, care este mai convenabil de transportat și utilizat. Deci, dacă adăugați H la o soluție saturată foarte răcită de borat de sodiu (borax)
2 O 2 în prezență, cristale mari transparente de peroxoborat de sodiu Na 2 [(BO 2) 2 (OH) 4 ]. Această substanță este utilizată pe scară largă pentru albirea țesăturilor și ca componentă a detergenților. Moleculele H 2 O 2 , ca și moleculele de apă, sunt capabile să pătrundă în structura cristalină a sărurilor, formând ceva asemănător hidraților cristalini peroxohidrați, de exemplu, K 2C033H2O2, Na2C031,5H2 O; acest din urmă compus este cunoscut în mod obișnuit ca „persol”.Așa-numitul „hidroperit” CO(NH
2) 2H2O2 este un compus clatrat de incluziune a moleculelor de H 2 O 2 în golurile rețelei cristaline de uree.În chimia analitică, peroxidul de hidrogen poate fi utilizat pentru determinarea unor metale. De exemplu, dacă se adaugă peroxid de hidrogen la o soluție de sulfat de titanil de sare de titan (IV), soluția capătă o culoare portocalie strălucitoare datorită formării acidului pertitanic:
TiOS04 + H2S04 + H202® H2 + H2O.Ioni de molibdat incolor MoO 42 este oxidat de H2O2 într-un anion peroxid de culoare portocalie intens. Soluție acidificată de dicromat de potasiu în prezența H 2 O 2 formează acid percromic: K2Cr2O7 + H2SO4 + 5H2O2® H2Cr2O12 + K2SO4 + 5H2O, care se descompune destul de repede: H 2Cr2012 + 3H2S04® Cr2(SO4)3 + 4H2O + 4O2. Dacă adăugăm aceste două ecuații, obținem reacția de reducere a dicromatului de potasiu cu peroxid de hidrogen:K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 5H 2 O 2® Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 9H2O + 4O2.Acidul percromic poate fi extras dintr-o soluție apoasă cu eter (este mult mai stabil într-o soluție de eter decât în apă). Stratul eteric devine albastru intens.Ilya Leenson
LITERATURĂ Dolgoplosk B.A., Tinyakova E.I. Generarea de radicali liberi și reacțiile acestora. M., Chimie, 1982Chimia și tehnologia peroxidului de hidrogen. L., Chimie, 1984
