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無機化学についての質問です！
過酸化水素がPH14.0の水溶液中で不均化に対して安定であるかどうかを考察せよ！という問題なんですけど、学校で文献をいろいろ調べた結果、不均化の意味ぐらいしか理解できなったのでわかる方がいらっしゃったら教えてください。すいません！
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酸素のFrost図、酸性のだけ見つけました。貼っておきます。 私の経験では塩基性の過酸化水素は比較的安定。親核試剤があると激しく付加しますが…。 酸性の過酸化水素はＨ２Ｏが抜けてＨＯ+ができ易いので酸化性が高いはず。 一般に過酸化水素は無水酸と反応させて「過酸」を作ると反応性が上がります。 塩基性でＨＯＯ-が起こしそうな反応は酸素とのスーパーオキシド生成反応で、これは一般に「起きない反応」ということになっているみたいです。 というのはスーパーオキシドはＳＯＤで酸素と過酸化水素へと分解されるから。
過酸化水素の不均化ということですので、酸素と水への分解と考えて良いのですね？ 私が調べた範囲内では、この反応の機構はよくわかっていないような感じがしますので、質問者の方が学校でどのような、前後関係で、この反応について習ったかということが重要になると思います。それが、出題者の意図をくみ取る手がかりになると思いますし、解答につながると思います。 しかし、それでは答えになりませんので、pH14を手がかりに考えてみます。 ここで要求されているのは、pHによるH2O2の安定性の変化ということでしょう。H2O2は酸性よりも、アルカリ性の方が不安定なようですので、アルカリ性で反応が進みやすい理由を考えることにします。 まず、アルカリ性なので、OH-の濃度が比較的高くなっているはずです。 (1)OH-と、H2O2の反応で、HOO-が生じます。この部分は確かだと思います。 (2)HOO-が、別のH2O2の酸素を求核的に攻撃して、水を生じ、同時にHOOO-(これは正直怪しい)を生じます。H2O2の酸素は、水の酸素に比べて、求核剤の攻撃を受けやすくなっていると考えられます。 (3)HOOO-が分解して、水とOH-になり、このOH-は触媒として再使用されます。 いささか怪しいHOOO-が出てくるのを避けたければ、(2)(3)を合わせて、HOO- + H2O2 → O2 + H2O + OH-とすればよいと思います。 H2O2 + OH- → HOO- + H2O (1) HOO- + H2O2 → HOOO- + H2O (2) HOOO- → O2 + OH- (3) 以上、反応機構としては、少々怪しいところもありますが、一応、アルカリ性で反応が進みやすいと言うことの説明にはなっていると思いますが、いかがでしょうか。
お礼
HOOO- というのははじめて聞いた気がしますがなんとなくわかった気がします。 でもFrost図が絡んでる気がするのですがどう思いますか？ 教材はシュライバーを使っております！