ЕXAMCHEMISTRY

Готовимся к сдаче ЕГЭ по химии

Строение молекулы

Молекула Н₂O₂ содержит в своем составе пероксидный анион O₂^-2 . Каждый атом кислорода образует 2 ковалентные связи, но имеет степень окисления, равную -1. В упрощенном виде строение молекулы отражает графическая формула:

H⁺¹-O^-1-O^-1-H⁺¹

Физические свойства

В чистом безводном виде Н₂O₂ - бесцв. сиропообразная жидкость с плотностью 1,45 г/см³ (т. пл. -0,41°С, т. кип. 150,2°С). Смешивается с водой в любых соотношениях, растворяется также в спирте, эфире. 30%-ный р-р Н₂O₂ называют пергидролем. Подобно воде, Н₂O₂ - хороший полярный растворитель, в котором вещества с ионной и полярной ковалентной связью диссоциируют на ионы.

Химические свойства

Разложение Н₂O₂ (диспропорционирование)

2Н₂O₂ = 2Н₂O + O₂↑

2O^-1 - 2e^- → O₂⁰

2O^-1 +2e^- → 2О^-2

При Т > 90° С пероксид водорода разлагается практически полностью. Причиной непрочности молекул Н₂O₂ является неустойчивость атома кислорода в степепени окисления -1.

Н₂O₂ - слабая кислота

Молекулы Н₂O₂ в незначительной степени диссоциируют в водном растворе по схеме:

Н₂O₂ = Н⁺ + HO₂^-

(К_дисс = 1,5 * 10^-12 при 20°С)

Кислотные свойства проявляются в реакциях со щелочами с образованием солей - средних (пероксидов) и кислых (гидропероксидов), например:

Н₂O₂ + Ва(ОН)₂ = ВаO₂ + 2Н₂O пероксид бария

Гидролиз пероксидов металлов

Хотя по составу пероксиды напоминают оксиды, они на самом деле обладают свойствами солей. В водных растворах полностью гидролизуются с выделением Н₂O₂:

К₂O₂ + 2Н₂O = 2КОН + Н₂O₂

Получение Н₂O₂ из пероксидов металлов

Так как Н₂O₂ - очень слабая кислота, то она вытесняется из своих солей как сильными кислотами, так и слабыми, например:

ВаO₂ + H₂SO₄ = Н₂O₂ + BaSO₄↓

ВаO₂ + СO₂ + Н₂O = Н₂O₂ + ВаСO₃↓

Н₂O₂ сильный окислитель

Атомы кислорода, находящиеся в неустойчивой степени окисления -1, стремятся приобрести еще один электрон для перехода в устойчивое состояние. Поэтому пероксид водорода проявляет очень сильные окислительные свойства, особенно в кислой среде:

Н₂O^-₂ + 2H⁺ + 2e^- → 2Н₂O^-2

Окисление неорганических веществ

Примеры:

ЗН₂O₂ + 2NH₃ = N₂ + 6Н₂O

4Н₂O₂ + H₂S = H₂SO₄ + 4Н₂O

Н₂O₂ + 2HI = I₂ + 2Н₂O

4Н₂O₂ + PbS = PbSO₄ + 4Н₂O

ЗН₂O₂ + 2СrСl₃ + 10КОН = 2К₂СrO₄ + 6KCl + 8Н₂O

Н₂O₂ + 2FeSO₄ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 2Н₂O

Окисление органических веществ

Конц. водные растворы Н₂O₂ в смеси с органическими веществами способны к воспламенению и взрыву при ударе. Например, органические кислоты окисляются до СO₂ и Н₂О(как при горении в O₂):

4Н₂O₂ + CH₃COOH = 2CO₂↑ + 6Н₂O

Н₂O₂ + Н₂С₂O₄ = 2СO₂↑ + 2Н₂O

Пероксиды щел. Me - очень сильные окислители

Окисляют многие неорганические и органические вещества, например:

4Na₂O₂ + СН₃СООН = 2Na₂CO₃ + 4NaOH

Na₂O₂ + SO₂ = Na₂SO₄

Важной реакцией является диспропорционирование пероксида Na при взаимодействии с углекислым газом:

2Na₂O₂ + 2СO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂↑

На этой реакции основано использование Na₂O₂ в автономных дыхательных аппаратах и в замкнутых помещениях для поглощения СO₂ и образования O₂.

Н₂O₂ - слабый восстановитель (в реакциях с очень сильными окислителями)

Окисление пероксида водорода обычно протекает по схеме:

2Н₂O^-₂ - 2e^- → O⁰₂↑ + 2H⁺

Примеры реакций:

5Н₂O₂ + 2КМnO₄ + 3H₂SO₄ = 5O₂↑ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8Н₂O

ЗН₂O₂ + К₂Сr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3O₂↑ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7Н₂O

3Н₂O₂ + KClO₃ = 3O₂↑ + KCl + 3Н₂O

3Н₂O₂ + 2AuCl₃ = 3O₂↑ + 2Au + 6HCl