Óxidos, Peróxidos y Súper óxidos.

Samantha Samaniego Andrade.

09/08/2011.

Más conocido como agua oxigenada.

Es altamente polar.

Enlazado fuertemente con el hidrógeno, al igual que el agua.

Ligeramente más viscoso que el agua.

Goza de un alto poder oxidante.

Peróxido de hidrógeno.

Obtención.

Antiguamente.

Electrólisis de una solución acuosa de ácido sulfúrico o ácido de

bisulfato de amonio (NH4HSO4),

seguida por la hidrólisis del peroxodisulfato (SO4)2.

Propiedades fisicoquímicas

Su fórmula química es H2O2.

En estado puro es denso y claro.

Líquido incoloro a temperatura ambiente.

De sabor amargo.

Su densidad es 1.47 g/cm3 a 0°C

Punto de fusión: -0.4°C.

Punto de ebullición: 150 °C

Aplicaciones. Uso en peluquería.- El peróxido de hidrógeno se ha usado en

peluquerías como decolorante del cabello, cejas y vello corporal.  Uso terapéutico.- En los años 20, algunos científicos militares

utilizaron el agua oxigenada para tratar infecciones y la gangrena de los soldados en batalla.

  Industria del papel y textil.- Utilizado para blanquear pulpa

de papel, algodón, telas, generalmente como sustituto del cloro.

Industria Química.- Este compuesto se utiliza como reactivo en otras reacciones y para elaborar fármacos, o productos para blanqueamiento dental.

 

Otras aplicaciones más…!

Industrial aeroespacial.- Empleado como combustible de cohetes, en una concentración del 90%, extremadamente puro.

Industria metalúrgica.- Para el decapado, pulido y abrillantado, sustituyendo a la úrea.

  Depuración de aguas.- Como agente oxidante en la eliminación

de compuestos químicos (Reducción DQO), de metales y de contaminantes específicos.

Restauración.- Utilizado en trabajos de restauración en pinturas antiguas, pues logra transformar el oscuro sulfuro de plomo en el blanquecino sulfato de plomo.

Ilustraciones.

Fig. 1. Empleo de Peróxido de hidrógeno en minería para eliminar agentes contaminantes.

Fig. 2. En la industria del papel como blanqueador.

Reactividad.

Concentrado es una sustancia peligrosamente reactiva.

Su descomposición da agua y oxígeno.

Reacción sumamente exotérmico.

2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g)      

ΔHº = −196,0 kJ

Rol como agente oxidante y reductor.

Puede actuar como oxidante o como reductor.

Sus semirreacciones en medio ácido son:

2 H+ (ac) + H2O2 (ac) + 2 e− → 2 H2O (l)       Eored = 1,77 V

H2O2 (ac) → O2 (g) + 2 H+ + 2 e−       Eored = 0,67 V

Efectos oxidantes.

Produce OH y radicales libres.

Atacan una amplia variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos.

Entre ellos: lípidos y proteínas que componen las membranas celulares de microorganismos.

Por ser oxidante…

Ha sido utilizado como agente antiséptico y antibacteriano por muchos años.

Limpieza de dentaduras y desinfección bucal.

Desinfección de lentes de contacto.

Efecto reductor.

Medio ácido: 2 MnO4

- + 5H2O2 + 6 H+ → 2 Mn+2 + 8H2O + 5O2

HClO + H2O2 → H3O+ + Cl- + O2

Medio básico: 2 Fe(CN)6

-3 + H2O2 + 2OH- → 2Fe(CN)6-4 + 2H2O +

5O2

Cl2 + H2O2 + 2OH- → 2 Cl- + 2H2O+ O2

Datos importantes…!

Termodinámicamente el H2O2 es mejor oxidante que reductor.

Las reacciones de oxidación se suelen llevar a cabo en medio ácido.

Las reacciones de reducción se dan en medio básico.

Se comporta como reductor frente a oxidantes fuertes como el MnO4

-

Expresión de su concentración.

Las concentraciones de H2O2 pueden expresarse en:

Tanto por ciento en peso.

En volúmenes.

Concentración en porcentajes (p/p).

Indica la cantidad de peróxido de hidrógeno en masa, que hay en la masa total de la disolución.

Ejemplo: Una peróxido de hidrógeno rotulado al 3% indica que hay

3g de H2O2 por cada 100g de disolución.

Concentración en Volúmenes.

Es la cantidad de litros de oxígeno que se forman en la descomposición de un litro de disolución.

Ejemplo:El agua oxigenada de 20 volúmenes quiere decir

que de un litro de ella pueden desprenderse 20 litros de oxígeno gaseoso.

Transformación de unidades.

En los cálculos para pasar de una unidad a la otra se utiliza el factor de conversión: 3.29

Ejemplos: H2O2 al 3% es igual a: 3 x 3.29 = 9.87

volúmenes.

H2O2 a 20 volúmenes es igual a: 20/3.29= 6.07 %

Reacciones de Óxidos, peróxidos y súper óxidos con

agua.

Óxidos con agua.

Los óxidos básicos, al reaccionar con agua dan lugar a los Hidróxidos o bases.

Óxido básico + H2O hidróxido.

Los óxidos ácidos en cambio forman ácidos oxigenados denominados Oxácidos.

Óxido ácido + H2O oxácido.

Algunos ejemplos…!

Óxido de magnesio + H2O Hidróxido de magnesio.

Óxido de potasio + H2O Hidróxido de potasio.

K2O + H2O 2KOH   Anhídrido sulfuroso + H2O Ácido sulfuroso.

SO2 + H2O SO3H2

Anhídrido clórico + H2O Ácido clórico.

Cl2O5 + H2O Cl2O8H2

Peróxidos.

Se obtienen por la reacción de un óxido con el oxígeno monoatómico.

Caracterizados por su grupo Peróxido o unión peroxídica (-O-O-)

No todos los metales forman peróxidos, pero generalmente si lo hacen los de los grupos 1 y 2, alcalinos y alcalinotérreos respectivamente.

En pocas palabras…

Los peróxidos son óxidos con mayor cantidad de oxígeno que un óxido normal.

En su estructura manifiestan un enlace covalente sencillo apolar entre oxígeno y oxígeno.

Algunos ejemplos.

Compuesto Nomenc. sistemática Nomenc. Stock Nomenc. tradicional

H2O2 dióxido de dihidrógeno

peróxido de hidrógeno

agua oxigenada

CaO2 dióxido de calcio peróxido de calcio peróxido de calcio

ZnO2 dióxido de zinc peróxido de zinc (II) peróxido de zinc

Reacciones de peróxidos con agua.

Los peróxidos inorgánicos al adicionarles agua, dan reacciones exotérmicas muy violentas.

Ejemplos:

Na2O2 peróxido de sodio KO2 hiperóxido de potasio K2O2 peróxido de potasio SrO2 peróxido de estroncio BaO2 peróxido de bario

Una reacción típica…!

Peróxido de sodio más agua:

[2 Na2O2 + 4H2O  2H2O2 + 4NaOH] *

* Si se añade agua caliente o vapor, también se obtiene oxígeno molecular como producto.

Superóxidos.

También llamados Hiperóxidos.

Se trata de un anión con fórmula O2- .

El oxígeno tiene estado de oxidación -1/2.

Son agentes oxidantes muy poderosos.

Superóxidos comunes.

Ejemplo Nomenclatura KO2 Superóxido o hiperóxido de potasio

CaO4 Superóxido de calcio CdO4 Superóxido de cadmio MgO4 Superóxido de magnesio

Reacciones de los superóxidos con agua.

Este tipo de compuestos reaccionan vigorosamente con el agua.

2 O2− + H2O O2 + HO2

− + OH−

2 HO2−  2 OH− + O2 (Lenta)

Ejemplo:

Hiperóxido de potasio más agua:

2 KO2 + 2 H2O  O2 + H2O2 + 2 KOH