Verschil tussen peroxide en superoxide

Belangrijkste verschil - Peroxide versus Superoxide

Een oxide is een chemische verbinding die één of meer zuurstofatomen bevat. Oxiden kunnen oxiden zijn die oxide-anionen bevatten (O.^2-), peroxiden die peroxide-anionen bevatten (O^-) of superoxiden die superoxide-anion bevatten (O.₂^-). Een peroxide is elke verbinding die is samengesteld uit een enkele zuurstof-zuurstofbinding. Dit kan in de vorm van een anion zijn of tussen andere atomen van het molecuul. Waterstofperoxide is het eenvoudigste peroxide dat kan worden gevonden. Superoxide is samengesteld uit zeer reactieve zuurstofatomen. Superoxiden worden alleen gevormd door alkalimetalen (groep 1-elementen). Het belangrijkste verschil tussen peroxide en superoxide is dat de oxidatietoestand van zuurstof in peroxide is -1, terwijl de oxidatietoestand van zuurstof in superoxide -1/2 is.  

Key Areas Covered

1. Wat is Peroxide
     - Definitie, structuur, voorbeelden
2. Wat is Superoxide
     - Definitie, structuur, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen peroxide en superoxide
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Alkalimetaal, Aardalkalimetalen, Anionen, Bondlengte, Metalen, Niet-metalen, Oxide, Peroxide, Peroxide Anion, Peroxo, Superoxide

Wat is Peroxide

Een peroxide is elke verbinding die bestaat uit een enkele zuurstof-zuurstofbinding. Daarom is het belangrijkste kenmerk om een ​​peroxideverbinding te identificeren de aanwezigheid van deze O-O covalente binding. Soms kan deze binding worden waargenomen als een anion in een ionische verbinding. Vervolgens wordt het in symbolen weergegeven als O₂^-2. Dit wordt het peroxide anion. Wanneer de O-O-binding wordt gevonden in een covalente verbinding, wordt dit een a genoemd peroxogroep of peroxidegroep.

Figuur 1: H₂O₂ is de eenvoudigste peroxide

In de peroxidegroep is de oxidatietoestand van één zuurstofatoom -1. Normaal geeft zuurstof de voorkeur aan het tonen van de oxidatietoestand 0 of -2. Maar aangezien twee zuurstofatomen aan elkaar zijn gebonden, krijgt één zuurstofatoom een ​​-1 oxidatietoestand. In het peroxide-anion heeft één zuurstofatoom -1 elektrische lading aangezien de totale lading van het anion -2 is.

Ionische peroxiden zijn samengesteld uit een peroxide-anion gebonden aan alkalimetaalionen of aardalkalimetaalionen als het kation. Enkele voorbeelden zijn natriumperoxide (Na₂O₂), kaliumperoxide (K.₂O₂), Magnesiumperoxide (MgO), enz. Covalente peroxideverbindingen bestaan ​​uit een enkele O-O-binding die direct is gebonden aan andere atomen in het molecuul; bijvoorbeeld waterstofperoxide (H.₂O₂) en peroxymonzwavelzuur (H.₂ZO₅).

Peroxiden kunnen worden gevonden in biologische systemen en in de natuur. Sommige enzymen in onze cellen gebruiken bijvoorbeeld peroxiden om bepaalde reacties te katalyseren. Sommige plantensoorten gebruiken peroxideverbindingen als signaleringschemicaliën. Peroxiden worden ook in laboratoriumschaaltoepassingen gebruikt. Het is zeer nuttig in de organische chemie om het anti-Markovnikov-product te verkrijgen van een organische reactie.

Wat is Superoxide

Superoxiden zijn verbindingen die het anion O bevatten₂^-. In de superoxidegroep is de oxidatietoestand van één zuurstofatoom -1/2. Normaal geeft zuurstof de voorkeur aan het tonen van de oxidatietoestand 0 of -2. Maar omdat er twee zuurstofatomen aan elkaar zijn gebonden, krijgt één zuurstofatoom een ​​-1/2 oxidatietoestand. In de superoxide anion, één zuurstofatoom heeft -1/2 elektrische lading aangezien de totale lading van het anion -1 is.

Figuur 2: Chemische structuur van superoxide-anion

Dit anion is ook samengesteld uit O-O enkele binding. Het superoxide-anion is zeer reactief omdat de -1/2 oxidatietoestand niet stabiel is. Superoxide-anion wordt beschouwd als een vrije radicaal dat paramagnetisme vertoont. Dat komt door de aanwezigheid van een ongepaard elektron op één zuurstofatoom (zoals in de afbeelding hierboven).

De bindingsafstand voor O-O-binding in superoxide-anion is ongeveer 1,33^OA. Alleen alkalimetalen hebben de neiging superoxide-verbindingen te vormen. Ze vormen de superoxideverbinding via directe reactie met O₂. De superoxiden van alkalimetalen omvatten NaO₂, KO₂, RBO₂ en CsO₂. Hier heeft het metaal +1 elektrische lading. Dienovereenkomstig zou het anion een elektrische lading moeten hebben om de verbinding te neutraliseren.

Wanneer deze superoxide-verbindingen worden opgelost in water, ondergaat het systeem snel disproportionering. Disproportionering is een redoxreactie waarbij een verbinding met een tussenliggende oxidatietoestand in twee verschillende verbindingen wordt omgezet. Hier reageren superoxide-anion en water om O te vormen₂ en OH^- ion.

4O₂^-   +   2H₂O → 3O₂   +   4OH^-

Deze reactie is de reden waarom kaliumsuperoxide wordt gebruikt als zuurstofbron in chemische zuurstofgeneratoren in ruimteshuttles en onderzeeërs.

Verschil tussen peroxide en superoxide

Definitie

Peroxide: Een peroxide is elke verbinding die bestaat uit een enkele zuurstof-zuurstofbinding.

superoxide: Superoxiden zijn verbindingen die het anion O bevatten₂^-.

Chemische formule

Peroxide: De chemische formule van peroxide-anion is O₂^-2.

superoxide: De chemische formule van superoxide-anion is O₂^-.

Elektrische lading

Peroxide: De elektrische lading van het peroxide-ion is -2.

superoxide: De elektrische lading van superoxide-ion is -1.

Bond lengte

Peroxide: De O-O-bindinglengte in peroxide-ionen is 1,49 ° A.

superoxide: De O-O-bindingslengte in superoxide-ion is 1,33 ° A.

Natuur

Peroxide: Metalen (zoals alkalimetalen) en niet-metalen (zoals waterstof) kunnen peroxideverbindingen vormen.

superoxide: Alleen alkalimetalen kunnen superoxide-verbindingen vormen.

Voorbeelden

Peroxide: Voorbeelden van peroxideverbindingen omvatten Na20₂, K2O₂, Rb2O₂ en _Cs2O2

superoxide: Voorbeelden voor superoxide-verbindingen omvatten NaO₂, KO₂, RBO₂ en CsO_2.

Conclusie

Peroxide en superoxide zijn oxiden die zuurstofatomen bevatten. Het belangrijkste verschil tussen peroxide en superoxide is dat de oxidatietoestand van zuurstof in peroxide -1 is, terwijl de oxidatietoestand van zuurstof in superoxide -1/2 is. 

Referentie:

1. "12.4: Peroxides and Superoxides." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, hier beschikbaar.
2. "Superoxide." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 december 2017, hier te gebruiken.

Afbeelding met dank aan:

1. "H2O2 gasstructuur" door SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - Bestand: H2O2 structure.png (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "Superoxide" (Public Domain) via Commons Wikimedia