Question peróxido de hidrogénio

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O peróxido de hidrogénio é convenientemente preparado adicionando lentamente 10 gramas de peróxido de bário a 50 ml de ácido sulfúrico gelado a 20% em peso. A adição é efectuada em pequenas porções com boa agitação. Adicionalmente, são adicionados pedaços de gelo à mistura de reação. Durante a adição, o sulfato de bário precipita-se. Depois de terminada a adição, adiciona-se carbonato de bário para remover o excesso de ácido sulfúrico. Em seguida, a mistura é filtrada para recuperar a solução aquosa de peróxido de hidrogénio.

Referências: Jander / Blasius: "Einführung in das anorganisch - chemische Praktikum", S. Hirzel Verlag Stuttgarte, 15. Auflage 2005, página 106

O peróxido de hidrogénio concentrado pode explodir!!! Um balão de destilação de 500 ml está equipado com uma junta esmerilada macho normalizada, na qual é colocada uma tampa de vidro fêmea, equipada com um capilar de destilação. O tubo lateral do capilar está ligado por juntas esmeriladas a um condensador em espiral, que esvazia num recipiente com cerca de 200 ml de capacidade. Após a introdução de 180 ml de Perhydrol (armazenado em garrafas revestidas com cera de parafina), o balão é colocado num banho de água (45 a 50°C) e o material é destilado durante um período de cerca de 3,5 horas a uma pressão de 16 a 22 mm. Assim, são removidos cerca de 150-160 ml de água e algum peróxido de hidrogénio. O resíduo contém aproximadamente 98% de H2O2. O volume de água a destilar pode ser marcado no recipiente previamente tarado. (Se a temperatura do banho-maria for superior a 52°C, o H2O2 concentrado torna-se amarelo e deve ser eliminado). O produto concentrado pode ser retirado do balão sem perigo de decomposição. (Se se utilizasse uma junta esmerilada no gargalo do balão, a decomposição na superfície rugosa seria apreciável).

Por outro método, também se pode obter um material de partida com 80-90% de peróxido de hidrogénio misturando uma solução de peróxido de hidrogénio a 30% com o dobro da quantidade de p-cimeno, seguido de destilação da mistura a 50°C, utilizando um aspirador de vácuo. A maior parte da água e do p-cimeno é assim removida. Após a separação mecânica da mistura p-cimeno-H2O2 restante, o processamento posterior é efectuado como descrito acima.

Referência: G. Brauer, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, Vol 1, 140-141 p, Academic Press, Nova Iorque, 1965.
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Isomerização da terebintina sulfurada em bruto
Uma mistura de terebintina sulfúrica em bruto (500 mL) e ácido sulfúrico aquoso diluído (100 mL, 36 %) foi agitada a 110 °C durante 5 horas. A camada aquosa foi removida numa ampola de decantação. O material orgânico isomerizado foi purificado do material mais pesado (polimerizado) por destilação sob pressão reduzida (5 hPa; 70-80 °C) e obtido com um rendimento de 76%.
Exemplo 2
Oxidação da mistura de terpinenos em p-cimeno Uma solução de FeCI3*6H20 (31 g, 0,24 eq.) em água (60 mL) foi adicionada a uma solução do material isomerizado do Exemplo 1 (80 mL, 64 g) em p-cimeno (79 mL, 63 g). A mistura resultante foi aquecida a 90 °C e agitada vigorosamente ao ar durante 1,5 horas. O produto foi isolado da mistura orgânica bruta da reação por destilação sob pressão reduzida (5 hPa; 70-80 °C) e obtido com um rendimento de 29% (corrigido para a quantidade de p-cimeno adicionada como solvente).
Exemplo 3
Oxidação da mistura de terpinenos a p-cimeno
Adicionaram-se FeCI3*6 H20 (2,5 g) e ácido clorídrico aquoso diluído (10 mL, 13%) ao material isomerizado do Exemplo 1 (10 mL, 8 g). O sistema de duas fases resultante foi aquecido a 90 °C e agitado vigorosamente ao ar durante 40 horas. O rendimento do p-cimeno na mistura de reação em bruto foi de 16,2%, determinado por cromatografia gasosa.
 

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Método industrial de preparação

O peróxido de hidrogénio é preparado pela eletrólise de H2SO4 gelado a 30%. Quando a solução de sulfato acidificada é electrolisada a uma elevada densidade de corrente, obtém-se o peroxodissulfato. O peroxodissulfato é então hidrolisado para obter peróxido de hidrogénio.

2HSO-4(aq) [Eletrólise] → HO3SOOSO3H(aq) [Hidrólise] → 2HSO-4(aq)+2H+(aq)+H2O2(aq)

Mecanismo de Reação

  • Eletrólito: H2SO4 diluído a 30%
  • Cátodo: fio de Pb
  • Ânodo: Vareta de Pt
2H2SO4 → 2H+ + 2HSO-4

No cátodo: 2H+ + 2e- → H2

No ânodo:

2HSO-4 → H2S2O8 + 2e- ⇒ Ácido Peroxodi Sulfúrico [Ácido de Marshall]

H2S2O8 + H2O → H2SO5 + H2SO4 ⇒ Ácido Peroxomono Sulfúrico [Ácido de Caro]

H2SO5 + H2O → H2SO4 + H2O2
 
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