Información breve sobre las reacciones de óxidos, peróxidos y superóxidos con agua, y la obtención, usos y expresiones del peróxido de hidrógeno.

1. Óxidos, Peróxidos y Súper óxidos. Samantha Samaniego Andrade. 09/08/2011.

2. 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.

3. Obtención.

4. 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

5. 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.

6. 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.

7. Ilustraciones. Fig. 1. Empleo de Peróxido de hidrógeno en minería para eliminar agentes contaminantes. Fig. 2. En la industria del papel como blanqueador.

8. 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

9. 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

10. 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.

11. 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.

12. 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

13. 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-

14. Expresión de su concentración. Las concentraciones de H2O2 pueden expresarse en: Tanto por ciento en peso. En volúmenes.

15. 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.

16. 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.

17. 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 %

18. Reacciones de Óxidos, peróxidos y súper óxidos con agua.

19. 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.

20. 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

21. 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.

22. 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.

23. Algunos ejemplos.

24. 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

25. 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.

26. 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.

27. Superóxidos comunes.

28. 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)

29. Ejemplo: Hiperóxido de potasio más agua: 2 KO2 + 2 H2O  O2 + H2O2 + 2 KOH