Təmiz hidrogen peroksid əldə edən 19-cu əsrin bir çox tədqiqatçısı bu birləşmənin təhlükələrini qeyd etdi. Belə ki, onlar N.-ni ayırmaq istəyəndə

Hidrogen peroksidin istehsalına həsr olunmuş məqalədə Tenard bu maddəni şərbətlə çox müvəffəqiyyətlə müqayisə etməmişdir, bəlkə də o, saf H

Daha tez-tez daha az konsentrasiyalı 30% H məhlulu ilə qarşılaşırsınız

Hidrogen peroksidin reaksiyalarına təsir edən fermentlər hüceyrənin həyatında mühüm rol oynayır. Bədənə enerji, ağciyərlərdən gələn oksigenin daxil olduğu oksidləşmə reaksiyaları ilə təmin edilir. Bu reaksiyalarda H aralıqda əmələ gəlir

H parçalanma reaksiyası

HO 2 . + Fe 3+

H parçalanma reaksiyaları

O.S.ZAYTSEV

KİMYA KİTABI

ORTA MƏKTƏB MÜƏLLİMLƏRİ ÜÇÜN,
PEDAQOJİ UNİVERSİTETLƏRİN TƏLƏBƏLƏRİ VƏ 9-10 SINIF MƏKTƏBLƏRİ,
ÖZÜNÜ KİMYA VƏ TƏBİƏT ELİMİNƏ SAĞLAMAĞA QƏRAR VERƏNLƏR

OXUMA ÜÇÜN DƏRSLİK TOPŞURU LABORATORİYA PRAKTİKİ ELMİ HEKAYƏLƏR

Davamı. Bax, № 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22/2004

§ 8.1 Redoks reaksiyaları

(davamı)

TAPŞIQLAR VƏ SUALLAR

1. Stokiometrik əmsalları seçmək üçün elektron-ion metodundan istifadə edərək, aşağıdakı sxemlərə uyğun olaraq gedən redoks reaksiyaları üçün tənliklər tərtib edin (suyun düsturu göstərilmir):

Qeyd edək ki, birləşmələrə üzvi maddələr daxildir! Oksidləşmə vəziyyətləri və ya valentliklərdən istifadə edərək əmsalları tapmağa çalışın.
2. İstənilən iki elektrod reaksiya tənliyini seçin:

Elektrod proseslərinin iki yazılı tənliyindən bir xülasə tənliyi qurun. Oksidləşdirici və azaldıcı agenti adlandırın. Reaksiya EMF-ni hesablayın, onun G və tarazlıq sabiti. Bu reaksiyanın tarazlığın yerdəyişmə istiqaməti haqqında nəticə çıxarın.

Nə edəcəyinizi unutmusunuzsa, yuxarıda deyilənləri xatırlayın. Bu siyahıdan istənilən iki tənliyi yazırsınız. Onların elektrod potensialının dəyərlərinə baxın və tənliklərdən birini əks istiqamətdə yenidən yazın. Hansı, niyə və niyə? Yadda saxlayın ki, verilən və qəbul edilən elektronların sayı bərabər olmalıdır, əmsalları müəyyən bir ədədlə çarpın (hansı?) və hər iki tənliyi cəmləyin. Elektrod potensialları da ümumiləşdirilir, lakin siz onları prosesdə iştirak edən elektronların sayına vurmursunuz. Müsbət EMF dəyəri reaksiyanın mümkünlüyünü göstərir. Hesablama üçün G və tarazlıq sabitləri üçün hesabladığınız EMF dəyərini əvvəllər əldə edilmiş düsturlarla əvəz edin.

3. Kalium permanganatın sulu məhlulu sabitdirmi? Sual aşağıdakı kimi fərqli şəkildə tərtib edilə bilər: permanqanat ionu su ilə reaksiya verərək oksigen əmələ gətirəcəkmi?

4. Sulu bir məhlulda hava oksigeninin oksidləşməsi tənliklə təsvir edilir:

O 2 + 4H + + 4 e= 2H 2 O, E= 0,82 V.

2-ci tapşırıqda hər hansı tənliyin sağ tərəfində yazılmış maddələri hava oksigeni ilə oksidləşdirməyin mümkün olub olmadığını müəyyən edin. Müəllim sizə tənliyin nömrəsini söyləyəcək.

Bu tapşırığı tamamlamaq sizə çətin ola bilər. Bu, xarakterinizin əsas qüsurudur - sizə elə gəlir ki, tapşırığın yerinə yetirilməsi qeyri-mümkündür və siz bütün lazımi biliklərə malik olsanız da, onu həll etmək cəhdindən dərhal imtina edirsiniz. Bu halda oksigen və hidrogen ionları arasındakı reaksiyanın tənliyini və sizi maraqlandıran tənliyi yazmalısınız. Hansı reaksiyanın elektron vermək qabiliyyətinin daha yüksək olduğunu görün (onun potensialı daha çox mənfi və ya daha az müsbət olmalıdır), onun tənliyini əks istiqamətdə yenidən yazın, elektrod potensialının işarəsini dəyişdirin və digər tənliklə cəmləyin. Müsbət EMF dəyəri reaksiyanın mümkünlüyünü göstərəcəkdir.

5. Permanqanat ionu ilə hidrogen peroksid H 2 O 2 arasındakı reaksiyanın tənliyini yazın. Reaksiya Mn 2+ və O 2 əmələ gətirir. Hansı ehtimalları əldə etdiniz?
Və mən belə bir tənliklə gəldim:

7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O.

Əgər səhv etmişəmsə, səhvi tapın və ya ehtimallarınızın niyə fərqli olduğunu izah edin. Bu tapşırıq sizin zəkanızı və kimyanın digər bölmələrindən olan material haqqında biliklərinizi yoxlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Permanqanat ionunun bir turşu məhlulunda (sulfat turşusu) hidrogen peroksid ilə reaksiyası müxtəlif əmsallı bir neçə tənlik ilə təmsil oluna bilər, məsələn:

5H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 5O 2 + 8H 2 O,

7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O,

9H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 7O 2 + 12H 2 O.

Bunun səbəbini göstərin və permanganat ionunun hidrogen peroksidlə reaksiyası üçün ən azı daha bir tənlik yazın.

Əgər belə qəribə bir hadisənin səbəbini izah edə bilsəniz, aşağıdakı tənlikləri yazmaq mümkünlüyünün səbəbini izah edin:

3H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 4O 2 + 6H 2 O,

H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 3O 2 + 4H 2 O.

Bu iki tənliyə görə reaksiyalar baş verə bilərmi?

Cavab verin. Permanganat ionlarının hidrogen peroksid ilə reaksiyası hidrogen peroksidin parçalanmasının paralel reaksiyasına qoyulur:

2H 2 O 2 = O 2 + 2H 2 O.

Bu tənliyin sonsuz sayda ilə əsas reaksiya tənliyini cəmləyə və müxtəlif stoxiometrik əmsallara malik bir çox tənlik əldə edə bilərsiniz.

6. Bu tapşırıq esse və ya hesabatın mövzusu kimi xidmət edə bilər.

Fe 3+ ionlarının sulu məhlulda hidrogen peroksid ilə reduksiya reaksiyasının mümkünlüyünü müzakirə edin:

2Fe 3+ + H 2 O 2 = 2Fe 2+ + O 2 + 2H +.

Reaksiya EMF-ni hesablayın, onun G və standart elektrod potensialından istifadə edərək tarazlıq sabiti:

Reaksiya sürətinin komponentlərin konsentrasiyasından asılılığının tədqiqi göstərdi ki, Fe 3+ və ya H 2 O 2-nin fərdi konsentrasiyası iki dəfə artırıldıqda, reaksiya sürəti iki dəfə artır. Reaksiya üçün kinetik tənlik nədir? Fe 3+ və ya H 2 O 2 konsentrasiyası üç dəfə artdıqda reaksiya sürətinin necə dəyişəcəyini müəyyən edin. Məhlul iki və ya on dəfə su ilə seyreltildikdə reaksiya sürətinin necə dəyişəcəyini təxmin edin.
Aşağıdakı reaksiya mexanizmi təklif edilmişdir:

H 2 O 2 = H + H + (sürətli),

Fe 3+ + H = Fe 2+ + HO 2 (yavaş),

Fe 3+ + HO 2 = Fe 2+ + H + + O 2 (sürətli).

Sübut edin ki, bu mexanizm sürətin reaktivlərin konsentrasiyalarından yuxarıda nəzərdə tutulan asılılığına zidd deyil. Hansı mərhələ məhdudlaşdırır? Onun molekulyarlığı nədir və sırası necədir? Reaksiyanın ümumi ardıcıllığı necədir? H və H2O 2 kimi mürəkkəb ionların və molekulların mövcudluğuna diqqət yetirin və hər bir reaksiya iki və ya hətta üç hissəcik əmələ gətirir. (Niyə bir hissəciyin meydana gəlməsi ilə heç bir mərhələ yoxdur?)

7. Rus dilinə tərcümə edin.

Mühüm reaksiya növü, oksidləşmə-reduksiya və ya redoks reaksiyası kimi də tanınan elektron köçürmə reaksiyasıdır. Belə bir reaksiyada bir və ya bir neçə elektron bir atomdan digərinə ötürülür. Oksidləşmə əvvəlcə oksigen qazı ilə birləşmə mənasını verən bir sözdür, lakin bir çox digər reaksiyaların oksigenlə reaksiyalara bənzədiyi görüldü ki, bu termin bir maddənin və ya növün elektronlarını itirdiyi hər hansı bir reaksiyaya istinad etmək üçün genişləndi. Reduksiya elektron qazancdır. Termin, görünür, metallurgiya terminologiyasından qaynaqlanır: filizin metala çevrilməsi. Reduksiya oksidləşmənin tam əksidir. Oksidləşmə onunla birləşən reduksiya olmadan baş verə bilməz; yəni başqa bir şey onları əldə etmədikcə elektronları itirmək olmaz.

LABORATORİYA TƏDQİQAT

Sizə təklif olunan tapşırıqlar, əvvəllər olduğu kimi, qısa tədqiqat işləridir. Təcrübələr üçün təkcə kimyada deyil, həm də ekologiyada vacib olan reaksiyalar seçilmişdir. Bütün təcrübələri tamamlamaq lazım deyil - sizi maraqlandıranları seçin. Kiçik qruplarda (2-3 nəfər) işləmək məsləhətdir. Bu, təcrübə müddətini azaldır, səhvlərdən qaçınır və ən əsası, elmi dili inkişaf etdirən elmi ünsiyyətlə məşğul olmağa imkan verir.

1. Hidrogen peroksidin redoks xüsusiyyətləri.

Hidrogen peroksid H 2 O 2 gündəlik həyatda, texnologiyada və suyu üzvi çirkləndiricilərdən təmizləyərkən istifadə olunan ən vacib oksidləşdirici maddədir. Hidrogen peroksid ekoloji cəhətdən təmiz oksidləşdirici maddədir, çünki onun parçalanma məhsulları - oksigen və su ətraf mühiti çirkləndirmir. Hidrogen peroksidin və peroksidin üzvi birləşmələrinin bioloji oksidləşmə-reduksiya proseslərində rolu məlumdur.
Təsərrüfat və təhsil məqsədləri üçün hidrogen peroksidin 3-6% məhlulları adətən su ilə seyreltilməklə 30% məhluldan hazırlanır. Hidrogen peroksid saxlama zamanı parçalanır, oksigeni buraxır (sıx bağlı qablarda saxlamaq olmaz!). Hidrogen peroksidin konsentrasiyası nə qədər aşağı olarsa, bir o qədər sabitdir. Parçalanmağı yavaşlatmaq üçün fosfor, salisilik turşular və digər maddələr əlavə edin. Dəmir, mis, manqan duzları və katalaza fermenti hidrogen peroksidə xüsusilə güclü təsir göstərir.
Hidrogen peroksidin 3%-li məhlulu stomatit və boğaz ağrılarında ağızı yumaq və qarqara etmək üçün tibbdə istifadə olunur.
Hidrogen peroksidin 30% həlli adlanır perhidrol. Perhidrol partlayıcı deyil. Perhidrol dəriyə düşdükdə yanma, yanma, qaşınma və qabarmaya səbəb olur, dəri ağarır. Yanmış yer tez su ilə yuyulmalıdır. Perhidrol tibbdə irinli yaraları müalicə etmək və stomatit üçün diş ətini müalicə etmək üçün istifadə olunur. Kosmetologiyada üzün dərisindəki yaş ləkələrini aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur. Geyimdə olan hidrogen peroksid ləkələrini çıxarmaq mümkün deyil. Toxuculuq sənayesində hidrogen peroksid yun və ipəyi, həmçinin xəzləri ağartmaq üçün istifadə olunur.
Konsentratlı (90-98%) hidrogen peroksid məhlullarının istehsalı daim artır. Belə məhlullar natrium pirofosfat Na 4 P 2 O 7 əlavə edilməklə alüminium qablarda saxlanılır. Konsentrat məhlullar partlayıcı şəkildə parçalana bilər. 700 °C-də oksid katalizatorunda hidrogen peroksidin konsentratlaşdırılmış məhlulu reaktiv mühərriklərdə yanacaq üçün oksidləşdirici kimi xidmət edən su buxarına və oksigenə parçalanır.

Hidrogen peroksid həm oksidləşdirici, həm də azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirə bilər.
Hidrogen peroksid üçün oksidləşdirici maddənin rolu daha xarakterikdir:

H 2 O 2 + 2H + + 2 e= 2H 2 O,

məsələn reaksiyada:

2KI + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = I 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O.

Hidrogen peroksid azaldıcı vasitə kimi:
1) turş mühitdə:

H 2 O 2 – 2 e= O 2 + 2H + ;

2) əsas (qələvi) mühitdə:

H 2 O 2 + 2OH - – 2 e= O 2 + 2H 2 O.

Reaksiyaların nümunələri:
1) turş mühitdə:

2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O;

2) əsas mühitdə:

2KMnO 4 + H 2 O 2 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + O 2 + 2H 2 O

Hidrogen peroksidin oksidləşdirici xassələri turş mühitdə, reduksiyaedici xüsusiyyətləri isə qələvi mühitdə daha qabarıq şəkildə özünü göstərir.

1a. Hidrogen peroksidin parçalanması.

Sınaq borusuna 2-3 ml hidrogen peroksid məhlulu tökün və məhlulu su hamamında qızdırın. Qazın buraxılması başlamalıdır. (Hansı?) Eksperimental olaraq sübut edin ki, bu, əldə etməyi gözlədiyiniz qazdır.
Hidrogen peroksid məhlulu olan başqa bir sınaq borusuna bir manqan dioksid dənəsi atın. Eyni qazın buraxıldığını sübut edin.
Hidrogen peroksidin parçalanması tənliyini və ayrıca elektronların qəbulu və buraxılması üçün tənlikləri yazın. Bu hansı növ redoks reaksiyasıdır?
Reaksiya EMF-ni hesablayın, əgər:

Bu iki reaksiyadan hansı daha çox elektron vermək qabiliyyətinə malikdir və əks istiqamətdə yenidən yazılmalıdır? Reaksiya emf dəyərindən hesablayın G reaksiya və tarazlıq sabiti.

ilə nəticələri müqayisə edin G Və termodinamik məlumatlardan alınan tarazlıq sabiti:

Hesablamalarınızın nəticələri eynidirmi? Nəticələrdə bəzi uyğunsuzluqlar varsa, səbəbləri tapmağa çalışın.

1b. Hidrogen peroksidin aşkarlanması.

Kükürd turşusu ilə seyreltilmiş və turşulaşdırılmış kalium yodidin məhluluna (2-3 ml) bir neçə damcı hidrogen peroksid məhlulu əlavə edin. Həll sarı-qəhvəyi rəngə çevriləcək. Ona bir neçə damcı nişasta məhlulu əlavə edildikdə qarışığın rəngi dərhal mavi olur. Reaksiya tənliyini yazın ( əmələ gələn maddələri bilirsiniz!).
Reaksiyanın mümkün olduğuna əmin olmaq üçün reaksiyanın EMF-ni hesablayın (lazım olan reaksiyanı seçin):

1-ci əsr Qara qurğuşun sulfid və hidrogen peroksid.

Köhnə ustalar rəsmlərini ağ əsas karbonat 2PbCO 3 Pb(OH) 2 olan qurğuşun ağ əsasında hazırlanmış boyalarla boyadılar. Zamanla qurğuşun ağı qara olur və onun əsasında hazırlanmış boyalar hidrogen sulfidinin təsiri ilə rəngini dəyişir və qara qurğuşun sulfid PbS əmələ gəlir. Rəsm hidrogen peroksidin seyreltilmiş məhlulu ilə diqqətlə silinirsə, qurğuşun sulfid ağ qurğuşun sulfat PbSO 4-ə çevrilir və rəsm demək olar ki, tamamilə orijinal görünüşünə qayıdır.

Sınaq borusuna 1-2 ml 0,1 M qurğuşun nitrat Pb(NO 3) 2 və ya qurğuşun asetat Pb(CH 3 COO) 2 məhlulu tökün. (apteklərdə qurğuşun losyonu kimi satılır). Bir az hidrogen sulfid və ya natrium sulfid məhlulu tökün. Yaranan qara çöküntüdən məhlulu boşaltın və hidrogen peroksidin bir həlli ilə müalicə edin. Reaksiya tənliklərini yazın.
Bütün qurğuşun birləşmələri zəhərlidir!

1 il Hidroperitdən hidrogen peroksidin məhlulunun hazırlanması.

Hidrogen peroksidin bir həllini əldə edə bilmirsinizsə, laboratoriya işi üçün tabletləri aptekdə satın alına bilən hidroperitdən istifadə edə bilərsiniz.

Hidroperit karbamid (karbamid) NH 2 CONH 2 H 2 O 2 ilə hidrogen peroksidin kompleks birləşməsidir. Suda həll edildikdə, hidrogen peroksid və karbamid NH 2 CONH 2 məhlulu alınır. Antiseptik olaraq və saçların rənglənməsi zamanı hidrogen peroksidin məhlulu əvəzinə hidroperit məhlulu istifadə olunur. Ağız və boğazı yaxalamaq üçün 1 tableti bir stəkan suda (0,25% hidrogen peroksid məhlulu) həll edin. Bir tablet hidroperitin çəkisi 1,5 q və 15 ml-ə uyğundur
(1 xörək qaşığı) 3% hidrogen peroksid məhlulu.

Təxminən 1% hidrogen peroksid məhlulu əldə etmək üçün 100 ml suda neçə tablet hidroperit həll edilməli olduğunu hesablayın. Bir tablet hidroperitdən hansı həcmdə oksigen (n.o.) əldə etmək olar?
Bir tablet hidroperitdən neçə mililitr oksigen əldə edə biləcəyini eksperimental olaraq müəyyənləşdirin. Cihaz üçün dizayn təklif edin və onu yığın. Sərbəst buraxılan oksigenin həcmini normal şəraitə endirin. Daha dəqiq hesablama nəticələrini əldə etmək üçün otaq temperaturunda (20 ° C) təxminən 2300 Pa-a bərabər olan məhlulun üstündəki suyun buxar təzyiqini nəzərə ala bilərsiniz.

Hidrogen peroksid (peroksid) rəngsiz, şərbətli mayedir, sıxlığı --da bərkiyir. Bu, partlayıcı şəkildə suya və oksigenə parçalana bilən, çox miqdarda istilik buraxan çox kövrək bir maddədir:

Hidrogen peroksidin sulu məhlulları daha sabitdir; sərin yerdə onlar kifayət qədər uzun müddət saxlanıla bilər. Satışa çıxarılan məhlul Perhidrol ehtiva edir. O, həmçinin hidrogen peroksidin yüksək konsentrasiyalı məhlulları, stabilləşdirici əlavələr ehtiva edir.

Hidrogen peroksidin parçalanması katalizatorlar tərəfindən sürətləndirilir. Məsələn, hidrogen peroksidin məhluluna bir az manqan dioksidi atsanız, şiddətli reaksiya baş verir və oksigen sərbəst buraxılır. Hidrogen peroksidin parçalanmasını təşviq edən katalizatorlara mis, dəmir, manqan, həmçinin bu metalların ionları daxildir. Artıq bu metalların izləri çürüməyə səbəb ola bilər.

Hidrogenin yanması zamanı ara məhsul kimi hidrogen peroksid əmələ gəlir, lakin hidrogen alovunun yüksək temperaturu səbəbindən dərhal suya və oksigenə parçalanır.

düyü. 108. Molekulun quruluşunun sxemi. Bucaq yaxındır, bucaq yaxındır. Bağlantı uzunluqları: .

Ancaq hidrogen alovunu bir buz parçasına yönəltsəniz, yaranan suda hidrogen peroksidin izləri tapıla bilər.

Hidrogen peroksid atom hidrogeninin oksigenə təsiri ilə də əmələ gəlir.

Sənayedə hidrogen peroksid əsasən elektrokimyəvi üsullarla istehsal olunur, məsələn, sulfat turşusu və ya ammonium hidrogen sulfat məhlullarının anodik oksidləşməsi, sonra yaranan peroksodisulfat turşusunun hidrolizi (bax § 132). Bu vəziyyətdə baş verən proseslər aşağıdakı diaqramla göstərilə bilər:

Hidrogen peroksiddə hidrogen atomları oksigen atomları ilə kovalent şəkildə bağlanır, onların arasında da sadə bir əlaqə var. Hidrogen peroksidin strukturu aşağıdakı struktur düsturu ilə ifadə edilə bilər: H-O-O-H.

Molekullar əhəmiyyətli polariteye malikdirlər, bu da onların məkan quruluşunun nəticəsidir (şək. 106).

Hidrogen peroksid molekulunda hidrogen və oksigen atomları arasındakı bağlar qütbdür (ortaq elektronların oksigenə doğru yerdəyişməsinə görə). Buna görə, sulu bir həlldə, qütb su molekullarının təsiri altında, hidrogen peroksid hidrogen ionlarını parçalaya bilər, yəni. asidik xüsusiyyətlərə malikdir. Hidrogen peroksid sulu məhlulda çox zəif iki əsaslı turşudur, az da olsa ionlara parçalanır:

İkinci mərhələ dissosiasiya

praktiki olaraq sızmır. Hidrogen peroksiddən daha çox dərəcədə hidrogen ionlarını meydana gətirmək üçün ayrılan bir maddə olan suyun olması ilə bastırılır. Bununla belə, hidrogen ionları bağlandıqda (məsələn, məhlula qələvi daxil edildikdə) ikinci mərhələdə dissosiasiya baş verir.

Hidrogen peroksid duzlar əmələ gətirmək üçün bəzi əsaslarla birbaşa reaksiya verir.

Beləliklə, hidrogen peroksid barium hidroksidinin sulu məhluluna təsir etdikdə, hidrogen peroksidin barium duzunun çöküntüsü çökür:

Hidrogen peroksidin duzlarına peroksidlər və ya peroksidlər deyilir. Onlar müsbət yüklü metal ionlarından və mənfi yüklü ionlardan ibarətdir, elektron quruluşu diaqramla göstərilə bilər:

Hidrogen peroksiddə oksigenin oksidləşmə dərəcəsi -1-dir, yəni suda və molekulyar oksigendə oksigenin oksidləşmə dərəcəsi (0) arasında aralıq dəyərə malikdir. Buna görə də, hidrogen peroksid həm oksidləşdirici, həm də azaldıcı agent xüsusiyyətlərinə malikdir, yəni redoks ikiliyi nümayiş etdirir. Buna baxmayaraq, elektrokimyəvi sistemin standart potensialı olduğundan daha çox oksidləşdirici xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur

oksidləşdirici agent kimi çıxış etdiyi halda, elektrokimyəvi sistemin standart potensialı 1,776 V-ə bərabərdir.

hidrogen peroksidin azaldıcı agent olduğu, 0,682 V-a bərabərdir. Başqa sözlə, hidrogen peroksid 1,776 V-dən çox olmayan maddələri oksidləşdirə bilər və yalnız 0,682 V-dən çox olanları azalda bilər. 18 (səhifə 277) birinci qrupa daha çox maddələrin daxil olduğunu görə bilərsiniz.

Onun oksidləşdirici agent kimi xidmət etdiyi reaksiyalara misal olaraq kalium nitritin oksidləşməsini göstərmək olar.

və yodun kalium yodiddən ayrılması:

Parçaların və xəzlərin ağardılmasında, tibbdə (3% məhlul dezinfeksiyaedicidir), qida sənayesində (yeyinti məhsullarının konservləşdirilməsi üçün), kənd təsərrüfatında toxumların təmizlənməsində, həmçinin bir sıra üzvi birləşmələrin istehsalında istifadə olunur. , polimerlər və məsaməli materiallar. Hidrogen peroksid raket sənayesində güclü oksidləşdirici maddə kimi istifadə olunur.

Hidrogen peroksiddən havadakı hidrogen sulfid izlərinin təsiri ilə ağ qurğuşunun qara qurğuşun sulfidinə çevrilməsi nəticəsində zamanla qaralmış köhnə yağlı boya tablolarının yenilənməsi üçün də istifadə olunur. Belə rəsmlər hidrogen peroksid ilə yuyulduqda, qurğuşun sulfid ağ qurğuşun sulfatına oksidləşir:

Və təbii sərvətlər

Kimya və ekologiya kafedrası

ÇÖZÜLMƏ REAKSİYASININ TƏRƏFİNİN Öyrənilməsi

KATALİZATÖR VARLIĞINDA HİDROGEN PEROKSİD

QAZOMETRİK ÜSULLA.

“Fiziki və kolloid kimya” fənni üzrə

060301.65 – Əczaçılıq ixtisası üzrə

Velikiy Novqorod

1 İşin məqsədi………………………………………………………………………………..3

2 Əsas nəzəri prinsiplər……………………………………….3

4 Eksperimental hissə………………………………………………4

4.1 Hidrogen peroksidin manqan dioksid MnO2 iştirakı ilə parçalanması………………………………………………………………………………….4

4.2 T2 temperaturda katalizatorun iştirakı ilə hidrogen peroksidin parçalanması...................................... ................................................................ ................................................6

5 Hesabatın məzmununa dair tələblər…………………………………………..6

6 Nümunə test sualları və tapşırıqları…………………………7

1 İŞİN MƏQSƏDLƏRİ

1. T1 temperaturunda sürət sabitini, reaksiya sırasını, yarımxaricolma dövrünü təyin edin.

2. Sərbəst buraxılan O2 miqdarının zamana nisbətdə qrafikini qurun və yarımparçalanma müddətini qrafik olaraq təyin edin.

3. Reaksiyanın aktivləşmə enerjisini təyin edin, reaksiya sürətinin temperatur əmsalını hesablayın.

2 ƏSAS NƏZƏRİ MÜDDƏALAR

Hidrogen peroksidin bir çox texnoloji proseslərdə, tibbdə və kənd təsərrüfatında istifadəsi onun oksidləşdirici xüsusiyyətlərinə əsaslanır. H2O2-nin sulu məhlullarda parçalanması prosesi kortəbii şəkildə baş verir və tənliklə təmsil oluna bilər:

Н2О2®Н2О +1/2 О2

Bir katalizator istifadə edərək proses sürətləndirilə bilər. Bunlar anionlar və kationlar ola bilər, məsələn CuSO4 (homogen kataliz). Bərk katalizatorlar (kömür, metallar, duzlar və metal oksidləri) də H2O2-nin parçalanmasına sürətləndirici təsir göstərir. H2O2 parçalanmasının heterojen katalitik reaksiyasının gedişatına mühitin pH-ı, səthin vəziyyəti və katalitik zəhərlər, məsələn, C2H5OH, CO, HCN, H2S təsir göstərir.

Bitkilərin, heyvanların və insanların hüceyrələrində hidrogen peroksidin katalitik parçalanması da baş verir. Proses qeyri-bioloji təbiətli katalizatorlardan fərqli olaraq müstəsna olaraq yüksək katalitik aktivliyə və təsirin spesifikliyinə malik olan katalaza və peroksidaza fermentlərinin təsiri altında həyata keçirilir.

H2O2-nin parçalanması O2-nin buraxılması ilə müşayiət olunur. Buraxılan oksigenin həcmi parçalanmış hidrogen peroksidin miqdarına mütənasibdir. İşdə qazometrik üsuldan istifadə olunur.

3 TƏHLÜKƏSİZLİK TƏLƏBLƏRİ

Bu laboratoriya işini yerinə yetirərkən, kimya laboratoriyasında ümumi iş qaydalarına əməl etməlisiniz.

4 EKSPERİMENTAL HİSSƏ

4.1 Hidrogen peroksidin manqan dioksidin iştirakı ilə parçalanmasıMnO2 .

Təcrübəyə başlamazdan əvvəl bir katalizator hazırlamaq lazımdır: şüşə çubuğun kiçik bir hissəsini BF yapışqan və ya nişasta pastası ilə yağlayın. Yalnız ucunu yapışqanla yağlamaq, saat şüşəsinə bir az MnO2 tozu tökmək, çubuqun ucunu toza toxundurmaq lazımdır ki, şüşədə az miqdarda MnO2 qalsın. Yapışqan bir neçə dəqiqə (1-2 dəqiqə) qurudulur. H2O2 toplamaq üçün sistem daxilində təzyiq atmosfer təzyiqinə çatdırılmalıdır: reaksiya borusunun tıxacını açın və büretdə suyun səviyyəsini sıfıra bərabərləşdirmək üçün bərabərləşdirici kolbadan istifadə edin.

H2O2 parçalanma sürətinin ölçülməsi üçün cihazın diaqramı Şəkil 1-də göstərilmişdir.

su

H2O2 ilə sınaq borusu

Gif" eni="10">.gif" eni="10"> katalizator

Şəkil 1 – H2O2 parçalanma kinetikasını öyrənmək üçün cihaz.

Pipet və ya ölçmə silindrindən istifadə edərək 2 ml 3% H2O2 məhlulunu ölçün və sınaq borusuna tökün. Təcrübə otaq temperaturunda aparılırsa, təcrübi məlumatları qeyd etmək üçün saniyəölçən və cədvəl hazırlayın bir parça şüşə çubuq sınaq borusuna. Reaksiya qabını tıxacla bağlayın. Əvvəlcə 30 saniyədən sonra ayrılan oksigenin həcmini qeyd edin, sonra interval 1 dəqiqəyə qədər artırıla bilər.

Büretkada mayenin səviyyəsi azaldıqca bərabərləşdirici kolba aşağı salınır ki, büretdə və kolbada maye səviyyəsi dəyişməsin, səviyyələr fərqi minimal olsun.

Büretdə maye səviyyəsinin düşməsi dayandıqda reaksiya tam hesab olunur.

H2O2-V¥-nin tam parçalanmasına uyğun gələn oksigenin həcmi, reaksiya qabını bir stəkan isti suda yerləşdirdikdə əldə edilə bilər. Sınaq borusu otaq temperaturuna qədər soyuduqdan sonra. Sonra H2O2-nin tam parçalanmasına uyğun gələn O2 həcmi müəyyən edilir.

Cədvəl - Eksperimental məlumatlar

Reaksiyanın birinci dərəcəli olduğunu fərz etsək, reaksiya sürətinin sabiti birinci dərəcəli kinetik tənlikdən istifadə etməklə hesablanır:

Təcrübənin nəticələrinə əsasən reaksiya sürəti sabitinin orta qiyməti hesablanır.

Hidrogen peroksidin yarı ömrü tənliklə hesablanır:

t0,5 = 0,693/k sürət sabitinin orta qiymətindən istifadə etməklə.

Sürət sabiti və yarımparçalanma müddəti Şəkil 2 və Şəkildə təqdim olunan Vt = f (t) və ln (V¥ – Vt) = f (t) asılılığından istifadə etməklə qrafik olaraq müəyyən edilir. 3. Alınan nəticələri iki üsulla - analitik və qrafiklə müqayisə edin.

V¥https://pandia.ru/text/80/128/images/image032_11.gif" width="211" height="12">.gif" width="616" height="64">

t, nanə t, min

düyü. 2 – Asılılıq Vt = f(t) Şəkil 3 – Asılılıq ln(V¥ – Vt) = f(t)

4.2 T2 temperaturunda katalizatorun iştirakı ilə hidrogen peroksidin parçalanması

Reaksiya qabını su hamamına və ya bir stəkan suya T2 temperaturda qoymaqla təcrübə təkrarlanır (müəllimin göstərişi ilə). Məlumatlar cədvələ daxil edilir:

İki fərqli temperaturda k1 və k2 sürət sabitlərini bilərək, Arrhenius tənliyindən istifadə edərək Ea aktivləşdirmə enerjisini hesablaya bilərik:

Ea =

Bundan əlavə, Van't Hoff qaydasından istifadə edərək temperatur əmsalını hesablaya bilərsiniz:

k2/k1 = γ ∆t/10

5 HESABAT MƏZMUNUNUN TƏLƏBLƏRİ

Hesabatda aşağıdakılar olmalıdır:

1. işin məqsədi;

2. peroksidin parçalanması zamanı ayrılan oksigenin həcminin ölçülməsinin nəticələri;

3. hidrogen peroksidin reaksiya sürəti sabitinin və yarımparçalanma dövrünün (yarım çevrilmə) hesablanması;

4. Vt = f(t) asılılığının qrafiki və hidrogen peroksidin yarımparçalanma dövrünün qrafik təyininin nəticələri;

5. reaksiya sürətinin sabitini təyin etmək üçün ln(V¥ – Vt) = f(t) qrafiki;

6. yüksək temperaturda peroksidin parçalanması zamanı ayrılan oksigenin həcminin ölçülməsinin nəticələri və reaksiya sürətinin sabitinin hesablanması;

7. Arrhenius tənliyi ilə aktivləşmə enerjisinin hesablanması və vant Hoff qaydasından istifadə edərək reaksiya sürətinin temperatur əmsalının hesablanması;

8. nəticələr.

6 NÜMUNƏ TEST SUALLARI VƏ TAPŞIQLAR

1. Reaksiya sürətinin sabiti aşağıdakılardan asılıdır:

a) reagentlərin təbiəti;

b) temperatur;

c) reagentlərin konsentrasiyaları;

d) reaksiyanın başlamasından keçən vaxt.

2. Reaksiya sırası

a) formal dəyər;

b) yalnız eksperimental olaraq müəyyən edilir;

c) nəzəri cəhətdən hesablana bilər;

d) υ = k · CAp · CBq tənliyində p + q göstəricilərinin cəminə bərabərdir.

3. Kimyəvi reaksiyanın aktivləşmə enerjisi

a) molekullar arasında toqquşmanın aktivləşməsi üçün lazım olan molekulların orta enerjisi ilə müqayisədə artıq enerji;

b) reagentlərin xarakterindən asılıdır;

c) J/mol ilə ölçülür;

d) katalizator sistemə daxil edildikdə artır.

4. Müəyyən radioaktiv izotopun yarımparçalanma müddəti 30 gündür. İzotopun miqdarının orijinalın 10% -ni təşkil edəcəyi vaxtı hesablayın.

5. Müəyyən temperaturda birinci dərəcəli reaksiya 30 dəqiqə ərzində 25% davam edir. Başlanğıc maddənin yarı ömrünü hesablayın.

6. Reaksiya sürətinin temperatur əmsalı 3 olarsa, temperatur 40K artdıqda reaksiya sürəti neçə dəfə artacaq?

7. Temperaturun 40K artması ilə müəyyən reaksiyanın sürəti 39,06 dəfə artdı. Reaksiya sürətinin temperatur əmsalını təyin edin.

Hidrogen peroksidin katalizatorun təsiri altında və maye sabunun iştirakı ilə parçalanması ən gözəl kimyəvi təcrübələrdən biridir. Rusdilli ədəbiyyatda bu eksperimentin xüsusi adı yoxdur. Fil diş pastası.

Təcrübə üçün 30-50% hidrogen peroksid (perhidrol), bir az maye yuyucu vasitə (çoxlu sabit köpük verir) və hidrogen peroksidin parçalanması katalizatoru lazımdır. Peroksid katalizatorla təmasda olduqda, oksigen aktiv şəkildə sərbəst buraxılır və maye sabunun olması səbəbindən çoxlu köpük əmələ gəlir (qısa müddətə). Qarışığa tez-tez boyalar əlavə olunur, köpüyü müxtəlif rənglərlə rəngləndirir. Kolbanın və ya silindrin ağzından çıxan köpük axını çox vaxt həqiqətən "fil diş pastasına" bənzəyir.

Hidrogen peroksidin parçalanması üçün katalizator kimi müxtəlif maddələr və qarışıqlar istifadə edilə bilər, məsələn: mis ammonyak, kalium yodid və hətta maya süspansiyonu.

Mən artıq bu təcrübəni keçmişdə aparmışam, amma köhnə qeydlərimə baxmaqdan narahat deyildim və nəticədə ilk təcrübə nəticə vermədi. 7,5 q mis sulfat götürdüm, ona 30 ml konsentratlı ammonyak məhlulu əlavə etdim və hərtərəfli qarışdırdım. Məhlul litrlik kolbaya töküldü, üzərinə 50 ml Qala maye qabyuyan yuyucu vasitə və 80 ml distillat əlavə edildi və yenidən qarışdırıldı. Soyuducudan götürdüyüm 100 ml perhidrolu kolbaya tökdüm. Daha doğrusu, onu tökməyə çalışdım: şiddətli bir reaksiya başladı, nəticədə perhidrolun təxminən 1/3 hissəsini əlavə etməyə vaxtım olmadı. Peroksidin sürətli parçalanması baş verdi, lakin təcrübə iyrənc oldu: az köpük var idi.

Sonra köhnə qeydlərə baxdım. Məlum oldu ki, sonuncu dəfə tamamilə fərqli miqdarda maddələr qəbul etdim:

"300 ml-lik konusvari kolbaya 10-20 ml maye Qala qabyuyan yuyucu (və ya hər hansı oxşar yuyucu vasitə) tökün. Başqa bir kolbada 3-4 q mis sulfatı güclü ammonyak məhlulunun çoxluğunda həll edin (mis olana qədər ammonyak əlavə edin). sulfat tamamilə həll olunacaq) mavi mis (II) ammonyak əmələ gəlir:

CuSO 4 + 6NH 3 + 2H 2 O = (OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4

Mis ammonyak məhlulunu yuyucu qaba tökün və yaxşı qarışdırın. Kolbanı stolun üstünə qoyun və ona tez 50-100 ml 30-50% hidrogen peroksid məhlulu əlavə edin. Güclü qaz buraxılışı olacaq. Kolbadan köpük bulağı püskürəcək. Kolbanın ətrafındakı bütün boşluq bir neçə saniyə ərzində böyük bir köpük parçası ilə doldurulacaq. Köpükdən buxar qalxacaq - hidrogen peroksidin parçalanma reaksiyası istilik yayılması ilə davam edir. Təcrübələrimizdə ortaya çıxan köpüyün hündürlüyü və eni təxminən 60 sm idi."

Yəni daha az mis ammonyak və maye sabun qəbul edilməli idi.

İkinci təcrübə üçün 300 ml-lik konusvari kolba, 2 q mis sulfat götürdüm, ona 20% konsentratlı ammonyak məhlulu əlavə etdim. Mis sulfatı həll etdikdən sonra 20 ml Qala qabyuyan yuyucu maye əlavə edin və qarışdırın. 70 ml hidrogen peroksid götürdüm, ancaq yalnız 50 ml əlavə edə bildim - aktiv köpük formalaşması başladı.

Kolbadan çıxan köpük həqiqətən də borudan sıxılmış diş pastasına bənzəyirdi. Mis ammonyak sayəsində mavi rəngli zolaqlar köpük boyunca uzanır. Təcrübə yaxşı nəticələndi, lakin parçalanma yavaş oldu və 2,5 dəqiqədən çox çəkdi.

Məqalədə təsvir olunan təcrübəni həyata keçirdiyimi xatırladım