Особенности окислительно-восстановительных свойств пероксида водорода

Применим сформулированные выше идеи для того, чтобы кратко проанализировать окислительно-восстановительные свойства перекиси водорода. В молекуле Н₂О₂ атомы кислорода связаны непрочной однократной связью, связи Н–О также одинарны, но значительно короче. Ну, а связь НО–ОН дополнительно ослаблена из-за отталкивания несвязывающих электронных пар атомов кислорода (оба атома являются потенциальными донорами, а акцепторных свойств проявить не могут из-за отсутствия вакантных орбиталей). Это объясняет низкую стабильность пероксида водорода, облегчает окислительно-восстановительные реакции с ее участием, тем более, что в атомы кислорода способны образовать гораздо более устойчивые связи (вещества). Поскольку в молекуле Н₂О₂ степень окисления атомов кислорода промежуточная, то для перекиси характерна окислительно-восстановительная двойственность.

Восстановительные свойства предполагают распад двух прочных связей Н–О, после чего атомы кислорода получают возможность образовать двойную связь в молекуле О₂ (О=О). При реализации окислительных свойств требуется распад слабой связи О–О, причем, если такой переход выполняется в кислой среде, то каждый атом кислорода сможет образовать дополнительную прочную связь Н–О. Поэтому для перекиси водорода окислительные свойства должны быть более характерны, особенно в кислых растворах (тем более, что под влиянием ионов Н⁺дополнительно ослабевают связи НО–ОН).

Подтвердить справедливость этих предположений можно как примерами конкретных реакций (см. задания лабораторного практикума по ОВР), так и численными значениями стандартных редокс -потенциалов соответствующих полуреакций:

Н₂О₂ + 2Н⁺ + 2ē → 2Н₂О φ° = 1.78 В

(в кислой среде Н₂О₂ по окислительным свойствам не уступает перманганату калия)

Н₂О₂ + 2ē → 2ОН^- φ° = 0.88 В

(в щелочной среде окислительные свойства Н₂О₂ даже выше, чем у перманганату калия в тех же условиях)

Н₂О₂ - 2ē → О₂ + 2Н⁺ φ° = 0.68 В

Достаточно большое значение стандартного потенциала делает перекись термодинамически слабым восстановителем, сопоставимым с нитритами. Не случайно, что без подкисления бихромат калия не окисляет ни NO₂^-, ни Н₂О₂.

Date: 2016-01-20; view: 1901; Нарушение авторских прав