Перейти к содержимому
Frautotenkinder

Пероксиды и надпероксиды

Рекомендованные сообщения

Почему вообще при реакции щелочных металлов(после лития) с кислородом образуются пероксиды \( Ме_2О_2 \) и надпероксиды \(МеО_2 \)?

Есть ли объяснение на этот вопрос, просто утверждение того, что натрий при взаимодействии с кислородом образует пероксид натрия, уже как-то не устраивает.

С чем вообще это связано?

scale_1200.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Термическая устойчивость пероксидов и надпероксидов щелочных металлов увеличивается с ростом радиуса катиона. А радиус катиона увеличивается вниз по группе. 
В свою очередь пероксиды и надпероксиды лития очень неустойчивы и разлагаются на простой оксид сразу. Например его можно получить так: 

\[ 2LiOH + 2H_2O_2+H_2O \rightarrow 2LiOOH\cdot 3H_2O \]

и полученный гидропероксид лития  разрушается при 350 градусов 

\[ 2LiOOH\cdot 3H_2O \rightarrow Li_2O_2+ 4H_2O_2 + \frac{1}{2}O_2 \]

пероксид лития дальше разлагается на простой оксид и кислород.Хотя и остальные пероксиды и надпероксиды тоже мало устойчивы. 

Так как щелочные металлы, как мы знаем очень активные, они бурно окисляются на воздухе(точнее реагируют с кислородом очень хорошо) и поэтому образуются пероксиды и надпероксиды. 

А еще в Третьякова написано  что состав продуктов образующихся при сгорании щелочных металлов на воздухе и кислороде зависит в основном  от природы металла. 
Так что вот так, надо смириться с этим;)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В 2/4/2020 в 11:45, Kibriyanur Abdugafarova сказал:

Термическая устойчивость пероксидов и надпероксидов щелочных металлов увеличивается с ростом радиуса катиона. А радиус катиона увеличивается вниз по группе. 

 Я немного расширю ответ @Kibriyanur Abdugafarova фокусируясь на этом пункте.

Вообще, что определяет продукт реакции? Термодинамика! Т.е., чем более отрицательная энтальпия образования того или иного вещества, тем более вероятно, что оно будет преимущественно образовываться. Примечание: конечно, при строгом анализе надо смотреть на изменение энергии Гиббса, но в данном случае изменение энтропии примерно одинаково в случаях образования оксидов, пероксидов и супероксидов.

Рассмотрим три реакции:

\[ 2M + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow M_2O \]

\[ 2M + O_2 \rightarrow M_2O_2 \]

\[ M + O_2 \rightarrow MO_2 \]

Чему равно \( \Delta H \) в каждом случае? Разницы энергии кристаллической решетки и суммы \( \Delta_f H (M^+) \) и \( \Delta_f O_2^{2-} \) или \( \Delta_f O_2^{-} \) или \( \Delta_f O^{2-} \)

\( \Delta_f H (M^+) \) - ничто иное как сумма энтальпий атомизации и первой энергии ионизации. Обе величины уменьшаются вниз по группе.

Как взаимосвязаны \( O_2^{-} \), \( O_2^{2-} \),  и \( O^{2-} \)?

Первый - это продукт добавления электрона к молекуле кислорода. Поскольку кислород электроотрицательный элемент, при добавлении электрона он лишь скажет спасибо и значение \( \Delta_f O_2^{-} \) отрицательное. \(-105 kJ mol^{-1} \) если быть точным. 

А вот второй, это продукт добавления электрона к уже заряженному аниону. Два заряда друг друга отталкивают, а посему \( \Delta_f O_2^{2-} \) уже имеет положительное значение: \(+520 kJ mol^{-1} \) если быть точным.

А что такое оксид анион? Это продукт добавление ЕЩЕ двух электронов к уже дважды отрицательному аниону. Короче атас. Не удивительно, что энтальпия образования \(+1020 kJ mol^{-1} \). 

Окей, а от чего зависит энергия кристаллической решетки? А) от модуля зарядов Б) от радиуса ионов В) от кол-ва ионов в молекулярной формуле. Чем больше модуль зарядов и меньше радиус, тем больше энергия кристаллической решетки. Из этого следует, что энергия кристаллической решетки оксидов больше энергии кристаллической решетки пероксидов, а та, в свою очередь, значительно больше энергии кристаллической решетки надоксидов. При этом, энергия кристаллической решетки уменьшается вниз по группе.

Теперь дело за малым - посчитать конкретные значения для каждого из металлов, и, о чудо, окажется, что энтальпия реакции наиболее отрицательна для оксидов лития, пероксидов натрия, и супероксидов всех остальных элементов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

×