Forskjellen mellom peroksid og superoksid

Hovedforskjell - Peroksid vs Superoksid

Et oksid er en hvilken som helst kjemisk forbindelse som inneholder ett eller flere oksygenatomer. Oksider kan være oksider som inneholder oksydanjoner (O^2-), peroksider som inneholder peroksydanioner (O^-) eller superoksyder inneholdende superoksydanion (O₂^-). Et peroksid er en hvilken som helst forbindelse som består av et oksygen-oksygen-enkeltbinding. Dette kan enten være i form av en anion eller mellom andre atomer i molekylet. Hydrogenperoksid er det enkleste peroksidet som kan bli funnet. Superoksyd består av svært reaktive oksygenatomer. Superoksider dannes kun av alkalimetaller (gruppe 1-elementer). Hovedforskjellen mellom peroksid og superoksid er det oksydasjonstilstanden av oksygen i peroksid er -1, mens oksydasjonstilstanden av oksygen i superoksid er -1/2.  

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Peroxide
     - Definisjon, struktur, eksempler
2. Hva er Superoxide
     - Definisjon, struktur, eksempler
3. Hva er forskjellen mellom peroksid og superoksid
     - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Alkalimetall, alkaliske jordmetaller, anion, bindelengde, metaller, ikke-metaller, oksyd, peroksid, peroksidanion, perokso, superoksid

Hva er Peroxide

Et peroksid er en hvilken som helst forbindelse sammensatt av en oksygen-oksygen-enkeltbinding. Derfor er hovedfunksjonen for å identifisere en peroksidforbindelse nærværet av dette O-O-kovalente bindingen. Noen ganger kan dette bindingen bli observert som en anion i en ionisk forbindelse. Da er det gitt i symboler som O₂^-2. Dette kalles peroksidanion. Når O-O-bindingen er funnet i en kovalent forbindelse, kalles den a peroksogruppe eller peroksydgruppe.

Figur 1: H₂O₂ er det enkleste peroksidet

I peroksydgruppen er oksidasjonstilstanden for ett oksygenatom -1. Normalt foretrekker oksygen å vise oksidasjonstilstanden 0 eller -2. Men siden to oksygenatomer er bundet til hverandre, får ett oksygenatom en -1-oksydasjonstilstand. I peroksidanionet har ett oksygenatom -1 elektrisk ladning siden den totale ladningen av anionen er -2.

Joniske peroksider er sammensatt av et peroksidanion bundet til alkalimetallioner eller jordalkalimetallioner som kation. Noen eksempler er natriumperoksid (Na₂O₂), kaliumperoksid (K₂O₂), Magnesiumperoksid (MgO), etc. Kovalente peroksidforbindelser er sammensatt av O-O-enkeltbinding direkte bundet til andre atomer i molekylet; for eksempel hydrogenperoksid (H₂O₂) og peroksymonosvovelsyre (H₂SÅ₅).

Peroksider finnes i biologiske systemer og i naturen. For eksempel bruker noen enzymer i våre celler peroksider for å katalysere visse reaksjoner. Noen plantearter bruker peroksidforbindelser som signalkjemikalier. Peroksider brukes også i laboratorieskala applikasjoner. Det er svært nyttig i organisk kjemi for å skaffe anti-Markovnikov produktet fra en organisk reaksjon.

Hva er Superoxide

Superoksider er forbindelser som inneholder anionen O₂^-. I superoksydgruppen er oksydasjonstilstanden for ett oksygenatom -1/2. Normalt foretrekker oksygen å vise oksidasjonstilstanden 0 eller -2. Men siden det er to oksygenatomer bundet til hverandre, får ett oksygenatom en -1/2 oksydasjonstilstand. I superoksydanion, Et oksygenatom har -1/2 elektrisk ladning siden totalladningen av anionen er -1.

Figur 2: Kjemisk struktur av superoksydanion

Denne anionen er også sammensatt av O-O enkeltbinding. Superoksydanionen er svært reaktiv fordi -1/2 oksydasjonstilstanden ikke er stabil. Superoksydanion betraktes som et fritt radikal som utviser paramagnetisme. Det skyldes tilstedeværelsen av en upparet elektron på ett oksygenatom (som vist i bildet ovenfor).

Båndavstanden for O-O-bindingen i superoksydanion er ca. 1,33^oA. Bare alkalimetaller har en tendens til å danne superoksidforbindelser. De danner superoksydforbindelsen via direkte reaksjon med O₂. Superoksydene av alkalimetaller innbefatter NaO₂, KO₂, RBO₂ og CsO₂. Her har metallet +1 elektrisk ladning. Tilsvarende bør anionen ha -1 elektrisk ladning for å nøytralisere forbindelsen.

Når disse superoksydforbindelsene oppløses i vann, undergår systemet raskt disproportionering. Disproportionering er en redoksreaksjon hvor en forbindelse av mellomliggende oksidasjonstilstand konverterer til to forskjellige forbindelser. Her reagerer superoksydanion og vann til å danne O₂ og OH^- ion.

4O₂^-   +   2H₂O → 3O₂   +   4OH^-

Denne reaksjonen er hvorfor kaliumsuperoksyd brukes som oksygenkilde i kjemiske oksygengeneratorer i romfartøyer og ubåter.

Forskjellen mellom peroksid og superoksid

Definisjon

Peroksid: Et peroksid er en hvilken som helst forbindelse sammensatt av en oksygen-oksygen-enkeltbinding.

superoksid: Superoksider er forbindelser som inneholder anionen O₂^-.

Kjemisk formel

Peroksid: Den kjemiske formelen av peroksidanion er O₂^-2.

superoksid: Den kjemiske formelen av superoksydanion er O₂^-.

Elektrisk kostnad

Peroksid: Den elektriske ladningen av peroksidion er -2.

superoksid: Den elektriske ladningen av superoksydion er -1.

Bond Lengde

Peroksid: O-O-bindelengden i peroksidion er 1,49 ° A.

superoksid: O-O bindelengden i superoksydion er 1,33 ° A.

Natur

Peroksid: Metaller (som alkalimetaller) og ikke-metaller (som hydrogen) kan danne peroksydforbindelser.

superoksid: Bare alkalimetaller kan danne superoksidforbindelser.

eksempler

Peroksid: Eksempler på peroksidforbindelser inkluderer Na20₂, K2O₂, Rb2O₂ og _Cs2O2

superoksid: Eksempler på superoksidforbindelser inkluderer NaO₂, KO₂, RBO₂ og CsO_2.

Konklusjon

Peroksid og superoksid er oksider som inneholder oksygenatomer. Hovedforskjellen mellom peroksid og superoksid er at oksidasjonstilstanden av oksygen i peroksid er -1, mens oksidasjonsstaten for oksygen i superoksid er -1/2. 

Henvisning:

1. "12.4: Peroxider og Superoksider." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 21. juli 2016, Tilgjengelig her.
2. "Superoxide." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15. desember 2017, Avialable her.

Bilde Courtesy:

1. "H2O2-gassstruktur" Av SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - Fil: H2O2 structure.png (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "Superoxide" (Public Domain) via Commons Wikimedia