Differenza tra perossido e superossido

Differenza principale - Perossido vs superossido

Un ossido è un composto chimico che contiene uno o più atomi di ossigeno. Gli ossidi possono essere ossidi contenenti anioni di ossido (O^2-), perossidi contenenti anioni di perossido (O^-) o superossidi contenenti anione superossido (O.₂^-). Un perossido è un composto composto da un legame singolo ossigeno-ossigeno. Questo può essere o nella forma di un anione o tra altri atomi della molecola. Il perossido di idrogeno è il perossido più semplice che si possa trovare. Il superossido è composto da atomi di ossigeno altamente reattivi. I superossidi sono formati solo da metalli alcalini (elementi del gruppo 1). La principale differenza tra perossido e superossido è quella lo stato di ossidazione dell'ossigeno nel perossido è -1 mentre lo stato di ossidazione dell'ossigeno nel superossido è -1/2.  

Aree chiave coperte

1. Cos'è il perossido
     - Definizione, struttura, esempi
2. Cos'è il superossido
     - Definizione, struttura, esempi
3. Qual è la differenza tra perossido e superossido
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: metalli alcalini, metalli di terra alcalina, anioni, lunghezza del legame, metalli, metalli non metalliferi, ossido, perossido, perossido di perossido, perossido, superossido

Cos'è il perossido

Un perossido è un composto composto da un legame singolo ossigeno-ossigeno. Pertanto, la caratteristica principale per identificare un composto di perossido è la presenza di questo legame covalente O-O. A volte, questo legame può essere osservato come un anione in un composto ionico. Quindi è dato in simboli come O₂^-2. Questo è chiamato il anione perossido. Quando il legame O-O si trova in un composto covalente, viene chiamato a gruppo peroxo o gruppo di perossido.

Figura 1: H₂O₂ è il perossido più semplice

Nel gruppo del perossido, lo stato di ossidazione di un atomo di ossigeno è -1. Normalmente l'ossigeno preferisce mostrare lo stato di ossidazione 0 o -2. Ma poiché due atomi di ossigeno sono legati l'un l'altro, un atomo di ossigeno ottiene uno stato di ossidazione -1. Nell'anione perossido, un atomo di ossigeno ha -1 carica elettrica poiché la carica complessiva dell'anione è -2.

I perossidi ionici sono composti da un anione perossido legato agli ioni di metalli alcalini o ioni di metalli alcalino-terrosi come il catione. Alcuni esempi sono il perossido di sodio (Na₂O₂), perossido di potassio (K₂O₂), Perossido di magnesio (MgO), ecc. I composti del perossido covalente sono composti da un legame singolo O-O direttamente legato ad altri atomi nella molecola; per esempio, il perossido di idrogeno (H₂O₂) e acido peroxymonosulfuric (H₂COSÌ₅).

I perossidi possono essere trovati nei sistemi biologici e in natura. Ad esempio, alcuni enzimi nelle nostre cellule usano perossidi per catalizzare determinate reazioni. Alcune specie vegetali usano composti del perossido come sostanze chimiche di segnalazione. I perossidi sono utilizzati anche in applicazioni su scala di laboratorio. È molto utile in chimica organica al fine di ottenere il prodotto anti-Markovnikov da una reazione organica.

Cos'è il superossido

I superossidi sono composti contenenti l'anione O₂^-. Nel gruppo del superossido, lo stato di ossidazione di un atomo di ossigeno è -1/2. Normalmente l'ossigeno preferisce mostrare lo stato di ossidazione 0 o -2. Ma poiché ci sono due atomi di ossigeno collegati tra loro, un atomo di ossigeno ottiene uno stato di ossidazione -1 / 2. Nel anione superossido, un atomo di ossigeno ha una carica elettrica di -1/2 poiché la carica complessiva dell'anione è -1.

Figura 2: Struttura chimica dell'anione superossido

Questo anione è anche composto da O-O single bond. L'anione superossido è altamente reattivo perché lo stato di ossidazione -1 / 2 non è stabile. L'anione superossido è considerato un radicale libero che esibisce il paramagnetismo. Ciò è dovuto alla presenza di un elettrone spaiato su un atomo di ossigeno (come mostrato nell'immagine sopra).

La distanza di legame per il legame O-O nell'anione superossido è di circa 1,33^oA. Solo i metalli alcalini tendono a formare composti superossido. Formano il composto superossido attraverso la reazione diretta con O₂. I superossidi di metalli alcalini includono NaO₂, KO₂, Rbo₂ e CsO₂. Qui, il metallo ha una carica elettrica +1. Corrispondentemente, l'anione dovrebbe avere -1 carica elettrica per neutralizzare il composto.

Quando questi composti del superossido vengono disciolti in acqua, il sistema subisce una sproporzione rapida. La sproporzione è una reazione redox in cui un composto di stato di ossidazione intermedio si converte in due diversi composti. Qui, l'anione superossido e l'acqua reagiscono formando O₂ e OH^- ione.

4O₂^-   +   2H₂O → 3O₂   +   4OH^-

Questa reazione è il motivo per cui il superossido di potassio viene utilizzato come fonte di ossigeno nei generatori di ossigeno chimici in navette spaziali e sottomarini.

Differenza tra perossido e superossido

Definizione

Perossido: Un perossido è un composto composto da un legame singolo ossigeno-ossigeno.

superossido: I superossidi sono composti contenenti l'anione O₂^-.

Formula chimica

Perossido: La formula chimica dell'anione perossido è O₂^-2.

superossido: La formula chimica dell'anione superossido è O₂^-.

Carica elettrica

Perossido: La carica elettrica dello ione perossido è -2.

superossido: La carica elettrica dello ione superossido è -1.

Lunghezza del legame

Perossido: La lunghezza del legame O-O nello ione perossido è di 1.49 ° A.

superossido: La lunghezza del legame O-O nello ione superossido è di 1,33 ° A.

Natura

Perossido: Metalli (come metalli alcalini) e non metalli (come l'idrogeno) possono formare composti di perossido.

superossido: Solo i metalli alcalini possono formare composti superossido.

Esempi

Perossido: Esempi di composti di perossido includono Na2O₂, K2O₂, Rb2O₂ e _Cs2O2

superossido: Esempi di composti superossido includono NaO₂, KO₂, Rbo₂ e CsO_2.

Conclusione

Il perossido e il superossido sono ossidi contenenti atomi di ossigeno. La principale differenza tra il perossido e il superossido è che lo stato di ossidazione dell'ossigeno nel perossido è -1 mentre lo stato di ossidazione dell'ossigeno nel superossido è -1/2. 

Riferimento:

1. "12.4: Perossidi e superossidi". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 luglio 2016, disponibile qui.
2. "Superossido". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 dic. 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Struttura del gas H2O2" di SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - File: H2O2 structure.png (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "Superoxide" (dominio pubblico) via Commons Wikimedia