peróxido inorgánico

Celda unitaria del peróxido de sodio _Na₂O₂ . _Los iones sodio son violetas y los iones peróxido son rojos .

Un peróxido inorgánico es un peróxido de un compuesto inorgánico . Los peróxidos metálicos son peróxidos que contienen metales con grupos peróxido ( O₂⁻ ) unidos iónica o covalentemente . Esta gran familia de compuestos se puede dividir en peróxidos iónicos y covalentes. La primera clase contiene principalmente los peróxidos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, mientras que los peróxidos covalentes están representados por compuestos como el peróxido de hidrógeno y el ácido peroximonosulfúrico ₍ H₂SO₅ ) . A diferencia del carácter puramente iónico de los peróxidos de metales alcalinos, los peróxidos de metales ^de transición tienen un carácter más covalente. ^[₁^]

Los peróxidos de los elementos del grupo principal son derivados peróxido de dichos elementos (muchos de los cuales son metales). Muchos compuestos de los elementos del grupo principal forman peróxidos, y algunos tienen importancia comercial. ^[²^]

Enlace en O ²⁻₂

Diagrama de orbitales moleculares del ion peróxido

El ion peróxido está compuesto por dos átomos de oxígeno unidos por un enlace simple. El diagrama de orbitales moleculares del dianión peróxido predice un orbital π* antienlazante doblemente ocupado y un orden de enlace de 1. La longitud del enlace es de 149 pm, que es mayor que en el estado fundamental (oxígeno triplete) de la molécula de oxígeno (3O2 , 121 pm ) ^. Esto se ^traduce en una menor constante de fuerza ^del enlace (2,8 N _/ cm frente a 11,4 N/cm para ^3O2 ) y una menor frecuencia de la vibración molecular (770 ^cm⁻¹ frente _a 1555 cm⁻¹ para ^3O2 ). ^[₃^]

El ion peróxido se puede comparar con el superóxido O − 2 , que es un radical, y con el dioxígeno, un dirradical. ^[³^]

Preparación de sales de peróxido

La mayoría de los peróxidos de metales alcalinos se pueden sintetizar directamente mediante la oxigenación de los elementos. El peróxido de litio se forma al tratar el hidróxido de litio con peróxido de hidrógeno: ^{[ 1 ]}

2 LiOH + H ₂ O ₂ → Li ₂ O ₂ + 2 H ₂ O

_{El peróxido de} bario ( BaO₂ ) se prepara mediante la oxigenación del óxido de bario ( BaO ) a temperatura y presión elevadas. ^[⁴^]

${\ce {2 BaO}}+{\ce {O2(aire)}}\xrightarrow {500^{\circ }{\text{C}}} {\ce {2BaO2}}\xrightarrow {700^{\circ }{\text{C}}} {\ce {2BaO}}+{\ce {O2}}$

El peróxido de bario se utilizaba antiguamente para producir oxígeno puro a partir del aire. Este proceso se basa en el equilibrio químico dependiente de la temperatura entre el óxido de bario y el peróxido: la reacción del óxido de bario con el aire a 500 °C produce peróxido de bario, que al calentarse por encima de 700 °C se descompone de nuevo en óxido de bario liberando oxígeno puro. ^{[ 4 ]} Los metales alcalinotérreos más ligeros, calcio , magnesio y estroncio , también forman peróxidos, que se utilizan comercialmente como fuentes de oxígeno u oxidantes.

Reacción de sales de peróxido

En general, se formulan pocas reacciones para la sal de peróxido. En exceso de ácidos diluidos o agua, liberan peróxido de hidrógeno. ^{[ 1 ]}

Na ₂ O ₂ + 2 HCl → 2 NaCl + H ₂ O ₂

Al calentarse, la reacción con agua produce la liberación de oxígeno. ^{[ 1 ]} Al exponerse al aire, los peróxidos de metales alcalinos absorben CO ₂ para dar peroxicarbonatos.

peróxidos de metales de transición

^{Los peróxidos binarios de} metales de transición, compuestos que contienen únicamente cationes metálicos y aniones peróxido, son poco comunes. Los dióxidos metálicos, en cambio, son muy frecuentes, como _el MnO₂ y _el rutilo ( TiO₂ ). Algunos ejemplos bien caracterizados de peróxidos de metales de transición incluyen los cationes metálicos d¹⁰ : peróxido de zinc ₍ ZnO₂ ) , dos polimorfos (ambos explosivos ) de peróxido de mercurio ₍ HgO₂ ) y peróxido de cadmio ₍ CdO₂ ) .

El peróxido es un ligando común en los complejos metálicos . Dentro del área de ^los complejos de dioxígeno de metales de transición , O₂⁻ funciona como un ligando bidentado . ^[ 5 ^] Muchos complejos de dioxígeno de metales de transición se describen mejor como aductos de peróxido. ^[⁶^] Algunos complejos mezclan ligandos de óxido y peróxido: por ejemplo, el peróxido de óxido de cromo(VI) ( CrO₂ ) _₂O ) . Otros tienen solo ligandos de peróxido. Estos complejos de tetraperóxido de metales de transición incluyen el peroxomolibdato rojo Mo(O₂ ₎ ₂⁻₄ . [ ⁷^]^La_{reacción del peróxido de hidrógeno con titanio(IV) acuoso produce un complejo peroxi de} color naranja rojizo brillante que es una prueba útil para el titanio , así como para el peróxido de hidrógeno. ^[⁶^]

Aplicaciones

Muchos peróxidos inorgánicos se utilizan para blanquear textiles y papel , y como aditivo blanqueador en detergentes y productos de limpieza. ^{[ 4 ]} La creciente preocupación por el medio ambiente llevó a la preferencia por los peróxidos sobre los compuestos a base de cloro y a un fuerte aumento en la producción de peróxidos. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} El uso anterior de perboratos como aditivos en detergentes y productos de limpieza ^{[ 10 ]} ha sido reemplazado en gran medida por percarbonatos . El uso de compuestos de peróxido en detergentes a menudo se refleja en sus nombres comerciales; por ejemplo, Persil es una combinación de las palabras perborato y silicato .

Algunas sales de peróxido liberan oxígeno al reaccionar con dióxido de carbono. Esta reacción se utiliza para generar oxígeno a partir del dióxido de carbono exhalado en submarinos y naves espaciales. Los peróxidos de sodio o litio son los preferidos en aplicaciones espaciales debido a su menor masa molar y, por lo tanto, a su mayor rendimiento de oxígeno por unidad de peso. ^{[ 4 ]}

2 Na ₂ O ₂ + 2 CO ₂ → 2 Na ₂ CO ₃ + O ₂

Los peróxidos de metales alcalinos pueden utilizarse para la síntesis de peróxidos orgánicos. Un ejemplo es la conversión de cloruro de benzoílo con peróxido de sodio a peróxido de dibenzoílo . ^{[ 11 ]}

Ejemplos

Con una producción anual de miles de toneladas, los _{peroxidisulfatos} , S₂O₂⁻₈ , son miembros preeminentes de esta clase ^. Estas sales sirven como iniciadores para la polimerización de acrilatos y estireno . ^[ 2 ^]

En el pasado, el perborato de sodio se utilizaba en detergentes. Desde entonces, ha sido reemplazado en gran medida por el sesquiperhidrato de carbonato de sodio . ^{[ 2 ]}

_{Muchos peróxidos no tienen valor comercial ,} pero sí interés académico. Un ejemplo es _el peróxido de bis(trimetilsililo) ( Me₃SiOOSiMe₃ ). ^[₁₂^]_{Los óxidos}^de fósforo forman varios peróxidos, por ejemplo, " P₂O₆ " . ^[¹³^]

Historia

Alexander von Humboldt sintetizó el peróxido de bario en 1799 como subproducto de sus intentos por descomponer el aire.

Diecinueve años después, Louis Jacques Thénard reconoció que este compuesto podía utilizarse para la preparación de peróxido de hidrógeno. ^{[ 14 ]} Thénard y Joseph Louis Gay-Lussac sintetizaron peróxido de sodio en 1811. El efecto blanqueador de los peróxidos y sus sales sobre los tintes naturales se conoció alrededor de esa época, pero los primeros intentos de producción industrial de peróxidos fracasaron, y la primera planta productora de peróxido de hidrógeno se construyó en 1873 en Berlín .

Véase también

Referencias

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