Przeczytaj
Co to są nadtlenki?
Nadtlenki jest to grupa związków, w których atom tlenu występuje na stopniu utlenienia. Wzór ogólny nadtlenków nieorganicznych można zapisać w następujący sposób:
Np.:
Gdzie:
– wartościowość tlenu w nadtlenku (równa );
– wartościowość drugiego pierwiastka wchodzącego w skład nadtlenku.
Nadtlenki metali
Nadtlenkami mogą być związki tlenu z metalami. Nadtlenki metali grupy i układu okresowego mają generalnie budowę jonową. Posiadają więc w swojej strukturze kationy odpowiednich metali oraz aniony nadtlenkowe . W poniższej miniprezentacji przedstawione zostały wzory ogólne tych nadtlenków.
Nadtlenki niemetali
Cząsteczki nadtlenków niemetali charakteryzują się obecnością mostków nadtlenowych (), czyli bezpośredniego połączenia dwóch atomów tlenu. Ze względu na niestabilność tego wiązania, są związkami bardzo reaktywnymi. Nadtlenki te posiadają bardziej kowalencyjny charakter.
Najprostszym przykładem nadtlenku niemetalu jest nadtlenek wodoru. W grupie nadtlenków niemetali wyróżnić możemy nadtlenki organiczne (np. nadtlenek benzoilu). Nadtlenki organiczne można uznać za pochodne nadtlenku wodoru, w którym jeden lub oba atomy wodoru zostały zastąpione przez rodniki organiczne.
Ogrzewanie organicznych nadtlenków lub ich bezpośrednia ekspozycja na światło prowadzi do wydzielenia rodnikówrodników:
Rodniki, ze względu na obecność niesparowanego elektronu, są wysoce reaktywne. Wykorzystywane jest to w reakcjach polimeryzacjipolimeryzacji. Nadtlenki organiczne pełnią rolę inicjatorówinicjatorów polimeryzacji.
Przykład reakcji polimeryzacji styrenu
Przykładem takiego inicjatora może być np. nadtlenek benzoilu, stosowany jako inicjator polimeryzacji styrenu:
Zastosowanie nadtlenków
Nadtlenki metali
Niektóre nadtlenki w reakcji z tlenkiem węgla() uwalniają tlen. Zazwyczaj są to nadtlenki metali pierwszej grupy układu okresowego.
Reakcja ta znalazła zastosowanie w okrętach podwodnych czy stacjach kosmicznych, gdzie zasoby tlenu są ograniczone.
Nadtlenki metali drugiej grupy układu okresowego, ze względu na swoje właściwości utleniające, znajdują zastosowanie w pirotechnice jako inicjatory zapłonu. Ponadto nadtlenki te reagują z kwasami, w wyniku czego otrzymuje się nadtlenek wodoru oraz odpowiednią sól.
Przedstawmy tę reakcję chemiczną na przykładzie nadtlenku baru – .
Nadwęglan sodu to zwyczajowa nazwa związku będącego adduktem węglanu sodu oraz nadtlenku wodoru.
Jest to krystaliczne, białe ciało stałe. Pod wpływem wody rozkłada się na węglan sodu oraz nadtlenek wodoru, który to w kolejnym etapie rozkłada się do tlenu oraz wody.
Związek ten jest wykorzystywany jako alternatywa dla środków czyszczących zawierających chlor. Sprawdza się jako dodatek do proszków do prania – usprawnia proces usuwania trudnych do wywabienia plam z białych ubrań, takich jak np. czerwone wino czy krew.
Nadtlenki niemetali
Nadtlenki znajdują również zastosowanie w medycynie. Woda utleniona to nic innego jak (w procentach masowych) roztwór nadtlenku wodoru w wodzie. Ma właściwości odkażające oraz bakteriobójcze. Woda utleniona w kontakcie z krwią zaczyna się pienić. W wyniku tej reakcji powstaje woda oraz tlen, co pozwala na oddzielenie zanieczyszczeń oraz bakterii z trudno dostępnych miejsc w ranach.
Roztwory nadtlenku wodoru o stężeniu są używane we fryzjerstwie do rozjaśniania włosów. Bardziej stężone roztwory nadtlenku wodoru służą do wybielania celulozy, z której w późniejszych etapach powstaje papier.
Znane są nadtlenki będące pochodnymi związków naturalnych, np. kwasów tłuszczowych. Są to nadtlenki organiczne, które odgrywają istotną rolę w biologii.
Organizm świetlika świętojańskiego wykorzystuje nadtlenki do procesu świecenia. W wyniku utleniania lucyferynylucyferyny – pigmentu zdolnego do emitowania światła – powstaje organiczny nadtlenek cykliczny ,–dioksetan. Związek ten jest niestabilny i rozpada się do tlenku węgla() oraz odpowiednich ketonów znajdujących się w stanie wzbudzonym. Uwalniają one nadmiar energii, emitując światło. Zjawisko to nazywane jest bioluminescencjąbioluminescencją.
Słownik
atom, cząsteczka lub jon zawierający co najmniej jeden niesparowany elektron
związek chemiczny zapoczątkowujący reakcję
proces przemiany monomerów jednego rodzaju lub mieszaniny monomerów w makrocząsteczkę
świecenie żywych organizmów widziane nieuzbrojonym okiem
substancja występująca w organizmach żywych, która, utleniając się, emituje światło
Bibliografia
Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. , Warszawa .
Encyklopedia PWN
Greenwood N. N., Earnshaw A., Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford , s. , , .
Trzebiatowski W., Chemia nieorganiczna, Warszawa , wyd. .