§ 29.2. Пераксід вадароду

Пераксід вадароду Н₂О₂ — рэчыва малекулярнай будовы, структурная формула якога Н—О—О—Н. Будова малекулы паказана на малюнку 67.2.

Энергія сувязі Н—О складае 468 кДж/моль і амаль у два разы вышэйшая за энергію сувязі О—О (210 кДж/моль). Малекула несіметрычная і палярная. Паміж малекуламі існуюць вадародныя сувязі.

Фізічныя ўласцівасці

Пры пакаёвай тэмпературы пераксід вадароду — бледна-блакітная сіропападобная вадкасць. У параўнанні з вадой яна мае больш высокія тэмпературы кіпення і плаўлення: t_кіп. = 150,2 °С, t_пл. = 0,41 °С. Змешваецца з вадой у любых суадносінах, чаму спрыяе ўтварэнне вадародных сувязей з малекуламі вады. Раствор з масавай доляй H₂O₂ 30 % называюць пергідролем. У побыце звычайна выкарыстоўваюць 3%-ны раствор.

Хімічныя ўласцівасці

Пераксід вадароду праяўляе слаба выражаныя кіслотныя ўласцівасці, а таксама ўступае ў акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі. У акісляльна-аднаўленчых рэакцыях кісларод, маючы прамежкавую ступень акіслення –1, можа яе або паніжаць да –2, выконваючы ролю акісляльніку, або павышаць да 0, выступаючы адноўнікам.

1. Раствор пераксіду вадароду мае кіслую рэакцыю асяроддзя, што тлумачыцца ўтварэннем іонаў вадароду Н⁺ (гідраксонію (Н₃О⁺):

або  

Пераксід вадароду — вельмі слабая кіслата. Як кіслата H₂O₂ рэагуе з некаторымі шчолачамі, напрыклад Ba(OH)₂:

Н₂О₂ + Ва(ОН)₂ = ВаО₂ + 2Н₂О (пераксід барыю).

2. Пры захоўванні на святле, а таксама пры награванні, у прысутнасці каталізатараў (напрыклад, MnO₂) H₂O₂ раскладаецца на кісларод і ваду:

,

таму пераксід вадароду і яго растворы захоўваюць у цёмным посудзе на холадзе, для стабілізацыі дадаюць інгібітары.

3. У рэакцыях з адноўнікам (напрыклад, KI^–1) атамы кіслароду паніжаюць ступень акіслення:

;

.

4. У рэакцыях з моцнымі акісляльнікамі (напрыклад, KMnO₄) атамы кіслароду павышаюць ступень акіслення:

Атрыманне. Пераксід вадароду ў лабараторыі можна атрымаць дзеяннем сернай кіслаты на пераксіды металаў:

BaО₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + Н₂О₂.

Выкарыстанне. Водныя растворы пераксіду вадароду выкарыстоўваюць як антысептык у медыцыне, як акісляльнік ракетнага паліва, для адбельвання тканін, у касметычных сродках для афарбоўкі валасоў. Яго дзеянне абумоўлена раскладаннем пад дзеяннем цеплаты, святла, а таксама некаторых іншых рэчываў з вылучэннем кіслароду. З пераксіду вадароду атрымліваюць іншыя пераксіды.

Пытанні, заданні, задачы

1. Выпішыце формулы пераксідаў: Н₂О, Н₂О₂, Na₂О₂, OF₂, BaО₂, CO₂.

2. Складзіце электронную і структурную формулы пераксіду вадароду.

3. Дайце характарыстыку хімічных сувязей у малекуле пераксіду вадароду.

4. Запішыце ўраўненне рэакцыі раскладання пераксіду вадароду ў прысутнасці аксіду марганцу(IV). Ахарактарызуйце рэакцыю з пункту гледжання працэсаў акіслення і аднаўлення.

5. Да раствору пераксіду вадароду масай 75 г дадалі невялікую порцыю аксіду марганцу(IV). У выніку поўнага раскладання пераксіду вадароду вылучыўся газ аб’ёмам 0,5 дм³. Якая масавая доля пераксіду ў зыходным растворы?

6. Расстаўце каэфіцыенты метадам электроннага балансу:

KMnO₄ + Н₂О₂ → MnO₂ + KOH + Н₂О + O₂↑.

7. Прапануйце прадукты рэакцый паміж пераксідам вадароду і:

• а) гідраксідам жалеза(II),
• б) ёдыдам натрыю. Складзіце ўраўненні рэакцый і ўкажыце пераход электронаў.

8. Прапануйце малекулярную і структурную формулы дысульфану — вадароднага злучэння серы, якое з’яўляецца аналагам пераксіду вадароду (па саставе і будове). Складзіце ўраўненне рэакцыі яго раскладання на серавадарод і серу.

9. Вызначце рэчывы X, Y, Z у схеме:

, калі .

10. Складзіце ўраўненні адпаведных рэакцый.

11. Разлічыце аб’ём раствору пераксіду вадароду з масавай доляй 3 % (шчыльнасць 1,01 г/см³), які можна прыгатаваць, маючы 1 дм³ пергідролю (шчыльнасць 1,112 г/см³, масавая доля Н₂O₂ 30 %).

Самакантроль

1. Схема ўтварэння вадароднай сувязі паміж малекуламі вады і пераксіду вадароду:

а) 

б) 

в) 

г)

 

2. Сума каэфіцыентаў ва ўраўненні рэакцыі Н₂О₂ + PbS → H₂O + PbSO₄ роўная:

• а) 6;
• б) 9;
• в) 10;
• г) 14.

3. Ступень акіслення –1 маюць атамы кіслароду ў злучэннях:

• а) Na₂О₂;
• б) Н₂О₂;
• в) СаО₂;
• г) K₂О.

4. Пераксід вадароду ўтвараецца ў рэакцыях, схемы якіх:

• а) ВаО₂ + НCl →;
• б) ВаО₂ + H₂SO₄ →;
• в) Н₂О₂ + KMnO₄ →;
• г) Н₂О₂ + H₂S →.

5. Адносна пераксіду вадароду справядлівымі з’яўляюцца сцвярджэнні:

• а) малекула Н₂О₂ лінейная;
• б) у малекуле змешчаны дзве палярныя і адна непалярная кавалентная сувязь;
• в) праяўляе акісляльныя ўласцівасці ў адносінах да NaI;
• г) можна выкарыстоўваць для атрымання кіслароду ў лабараторыі.