PERÓXIDO DE HIDROGENO

        El peróxido de hidrógeno (H2O2), es un compuesto químico con características de un líquido altamente polar, fuer temente enlazado con el hidrógeno tal como el agua, que por lo general se presenta como un líquido ligeramente más viscoso que éste. Es conocido por ser un poderoso oxidante.

También conocido como agua oxigenada, es un líquido incoloro a temperatura ambiente con sabor amargo. Pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno gaseoso ocurren naturalmente en el aire. El peróxido de hidrógeno es inestable y se descompone rápidamente a oxígeno y agua con liberación de calor. Aunque no es inflamable, es un agente oxidante potente que puede causar combustión espontánea cuando entra en contacto con materia orgánica o algunos metales, como el cobre, la plata o el bronce.

El peróxido de hidrógeno se encuentra en bajas concentraciones (3 - 9 %) en muchos productos domésticos para usos medicinales y como blanqueador de vestimentas y el cabello. En la industria, el peróxido de hidrógeno se usa en concentraciones más altas para blanquear telas y pasta de papel, y al 90% como componente de combustiblespara cohetes y para fabricar espuma de caucho y sustancias químicas orgánicas. En otras áreas como en la investigación se utiliza para medir la actividad de algunas enzimas como la catalasa.

El uso del agua oxigenada como desinfectante casero se debe a que, al contacto con sangre, suciedad, etc. de las heridas, se descompone y desprende oxígeno nativo según la siguiente reacción:

H2O2 (ac.)      H2O (liq.)  + 1/2 O2 (gas)↑ + Q descomposición   (1)

El oxígeno desprendido es el que desinfecta. En este caso el peróxido de hidrógeno actúa como oxidante.   Además hay desprendimiento de cierta cantidad de calor, circunstancia que nos permitirá diseñar el proyecto experimental sobre calorimetría, esto es: saber que tanto calor como una forma de la energía está presente en la reacción descomposición, lo cual resulta de particular importancia, a nivel didáctico e industrial.

Una forma de expresar la concentración de las disoluciones de peróxido es en volúmenes, lo que significa: el número de volúmenes de O2 , medido en condiciones normales, que pueden formarse al descomponerse el H2O2 contenido en un volumen de la disolución.

Así, una muestra de agua oxigenada con una concentración de un 3 % de H2O2 se dice que es de 10 volúmenes, ya que, un volumen de agua oxigenada de esa concentración produce, aproximadamente, un volumen de O2diez veces mayor al de la disolución.

Por ejemplo:

Si  tenemos un litro de agua oxigenada de la concentración indicada. En ese litro habrá, aproximadamente, 30 g de H2O2, en realidad, algo más. Al descomponerse según la ecuación (1), tendremos:

H2O2 (ac.)      H2O (liq.)  + 1/2 O2 (gas)↑

1 mol de peróxido (34.0 g.)   un mol de agua  +  1/2 mol de oxígeno (11.2 litros a "T" y "P" estándar)

En consecuencia, un litro de solución al  3 % (con 30 g. de peróxido), producirá:

30.0 g. de H2O2 ×11 . 2 litros de   O 2  

34.0 g. de  H2O2= 9.88 litros de O2

Con los cálculos anteriores se puede fácilmente entender que al descomponerse 1.0 litro de peróxido al 3 % se producen 9.88 litros de oxígeno, es decir 10 veces el volumen de la solución

Aunque el peróxido de hidrógeno sea oxidante, según acaba de indicarse, al reaccionar con un oxidante más enérgico que él, como el  KMnO4, se comporta como reductor, de acuerdo con la siguiente reacción:

Oxidación del reductor: H2O2 − 2e−    O2 + 2 H+       (2)

Reducción del oxidante: MnO4−  + 5e− + 8 H+    Mn++  + 4 H2O    (3)

Reacción iónica global: 2 MnO4− + 5 H2O2 + 6 H+    2 Mn++  + 5 O2 + 8 H2O  (4)

De acuerdo con la ecuación química (2), el equivalente gramo del peróxido de hidrógeno en esta reacción es igual a la mitad de un mol. (Recuérdese que el equivalente gramo de un oxidante, o de un reductor, es igual al mol de la sustancia dividido entre el número de electrones que intercambia en la reacción redox.) En consecuencia, la concentración de un agua oxigenada de 10 volúmenes es, aproximadamente:

                  30 g de   H 2O2                     17 .0 g. /eq. g. de  H2O2

= 1.75 N

Sus propiedades oxidantes se aprovechan para blanquear sustancias, como el pelo, marfil, plumas y materiales delicados que podrían dañarse empleando otros agentes. En medicina se utiliza en disoluciones acuosas al 3% como antiséptico y colutorio.

Como agente reductor sólo reacciona con productos químicos fácilmente reducibles como el óxido de plata y el permanganato de potasio.

NOTA:

La química redox del H2O2 en solución acuosa se resume mediante los potenciales:

que muestran que el peróxido de hidrógeno es un agente oxidante fuerte en disolución ácida o básica. Se comporta como agente reductor sólo frente a agentes oxidantes muy fuertes como el MnO4

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Las disoluciones de peróxido de hidrógeno al 30%, o diluido, se emplean mucho como oxidantes. Las oxidaciones en medio ácido con peróxido de hidrógeno son lentas, mientras que en disolución básica son generalmente rápidas. La descomposición a H2O y O2 , que puede considerarse como auto-oxidación, ocurre mas rápidamente en disolución básica; por lo tanto, puede destruirse mejor un exceso de H2 O2 mediante calentamiento en disolución básica.

Muchas reacciones en disolución en las que interviene H2O2 (y también O2) implican la formación de radicales libres. La descomposición del H2O2 catalizada por iones metálicos y otras reacciones se llevan a cabo con producción de radicales, de los que los más importantes son el HO 2 y OH. El HO2 se ha detectado en soluciones acuosas en las que el H2O2 interacciona con los iones Ti3+, Fe2+ o Ce4+.