Skillnad mellan peroxid och superoxid

Huvudskillnad - Peroxid vs Superoxid

En oxid är vilken kemisk förening som innehåller en eller flera syreatomer. Oxider kan vara oxider innehållande oxidanjoner (O^2-), peroxider innehållande peroxidanjoner (O^-) eller superoxider innehållande superoxidanjon (O₂^-). En peroxid är vilken som helst förening som består av ett syre-syre-enkelbindning. Detta kan antingen vara i form av en anjon eller mellan andra atomer i molekylen. Väteperoxid är den enklaste peroxiden som kan hittas. Superoxid består av mycket reaktiva syreatomer. Superoxider bildas endast av alkalimetaller (grupp 1-element). Den största skillnaden mellan peroxid och superoxid är det oxidationstillståndet för syre i peroxid är -1 medan oxidationstillståndet för syre i superoxid är -1/2.  

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är peroxid
     - Definition, struktur, exempel
2. Vad är Superoxid
     - Definition, struktur, exempel
3. Vad är skillnaden mellan peroxid och superoxid
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Alkalimetaller, alkaliska jordmetaller, anjon, bindlängd, metaller, nonmetals, oxid, peroxid, peroxidanjon, peroxo, superoxid

Vad är peroxid

En peroxid är vilken som helst förening som består av ett syre-syre-enkelbindning. Därför är den huvudsakliga egenskapen att identifiera en peroxidförening närvaron av denna O-O-kovalenta bindning. Ibland kan denna bindning observeras som en anjon i en jonförening. Sedan anges det i symboler som O₂^-2. Detta kallas peroxidanjon. När O-O-bindningen finns i en kovalent förening kallas den a peroxogrupp eller peroxidgrupp.

Figur 1: H₂O₂ är den enklaste peroxiden

I peroxidgruppen är oxidationstillståndet för en syreatom -1. Normalt föredrar syre att visa oxidationstillståndet 0 eller -2. Men eftersom två syreatomer är bundna till varandra, får en syreatom ett -1 oxidationstillstånd. I peroxidanjonen har en syreatom en -1 elektrisk laddning eftersom den totala laddningen av anjonen är -2.

Joniska peroxider är sammansatta av en peroxidanjon bunden till alkalimetalljoner eller jordalkalimetalljoner som katjon. Några exempel är natriumperoxid (Na₂O₂), kaliumperoxid (K₂O₂), Magnesiumperoxid (MgO) etc. Kovalenta peroxidföreningar är sammansatta av O-O-enkelbindning direkt bunden till andra atomer i molekylen; till exempel väteperoxid (H₂O₂) och peroxymonosvavelsyra (H₂SÅ₅).

Peroxider finns i biologiska system och i naturen. Exempelvis använder vissa enzymer i våra celler peroxider för att katalysera vissa reaktioner. Vissa växtarter använder peroxidföreningar som signalkemikalier. Peroxider används också i laboratorieskalaapplikationer. Det är mycket användbart i organisk kemi för att erhålla anti-Markovnikov-produkten från en organisk reaktion.

Vad är Superoxid

Superoxider är föreningar som innehåller anjonen O₂^-. I superoxidgruppen är oxidationstillståndet för en syreatom -1-2. Normalt föredrar syre att visa oxidationstillståndet 0 eller -2. Men eftersom det finns två syreatomer bundna till varandra, får en syreatom ett -1/2 oxidationstillstånd. I superoxidanjon, en syreatom har -1/2 elektrisk laddning eftersom den totala laddningen av anjonen är -1.

Figur 2: Kemisk struktur av superoxidanjon

Denna anjon är också sammansatt av O-O-enkelbindning. Superoxidanjonen är starkt reaktiv eftersom -1-2 oxidationstillståndet inte är stabilt. Superoxidanjon anses vara en friradikal som uppvisar paramagnetism. Det beror på närvaron av en opparad elektron på en syreatom (som visas i bilden ovan).

Bindningsavståndet för O-O-bindning i superoxidanjon är ca 1,33^oA. Bara alkalimetaller tenderar att bilda superoxidföreningar. De bildar superoxidföreningen via direktreaktion med O₂. Superoxiderna av alkalimetaller innefattar NaO₂, KO₂, RBO₂ och CsO₂. Här har metallen +1 elektrisk laddning. På motsvarande sätt bör anjonen ha -1 elektrisk laddning för att neutralisera föreningen.

När dessa superoxidföreningar löses i vatten, genomgår systemet snabbt disproportionering. Disproportionering är en redoxreaktion i vilken en förening med mellanliggande oxidationstillstånd omvandlas till två olika föreningar. Här reagerar superoxidanjon och vatten för att bilda O₂ och OH^- Jon.

4O₂^-   +   2H₂O → 3O₂   +   4OH^-

Denna reaktion är varför kaliumsuperoxid används som en iltkälla i kemiska syregeneratorer i rymdfärjor och ubåtar.

Skillnad mellan peroxid och superoxid

Definition

Peroxid: En peroxid är vilken som helst förening som består av ett syre-syre-enkelbindning.

superoxid: Superoxider är föreningar som innehåller anjonen O₂^-.

Kemisk formel

Peroxid: Den kemiska formeln för peroxidanjon är O₂^-2.

superoxid: Den kemiska formeln för superoxidanjon är O₂^-.

Elektrisk laddning

Peroxid: Den elektriska laddningen av peroxidjon är -2.

superoxid: Den elektriska laddningen av superoxidjon är -1.

Bondlängd

Peroxid: O-O-bindningslängden i peroxidjon är 1,49 ° A.

superoxid: O-O-bindningslängden i superoxidjon är 1,33 ° A.

Natur

Peroxid: Metaller (såsom alkalimetaller) och nonmetaller (såsom väte) kan bilda peroxidföreningar.

superoxid: Bara alkalimetaller kan bilda superoxidföreningar.

exempel

Peroxid: Exempel på peroxidföreningar innefattar Na20₂, K2O₂, Rb2O₂ och _Cs2O2

superoxid: Exempel på superoxidföreningar innefattar NaO₂, KO₂, RBO₂ och CsO_2.

Slutsats

Peroxid och superoxid är oxider innehållande syreatomer. Huvudskillnaden mellan peroxid och superoxid är att oxidationstillståndet för syre i peroxid är -1 medan oxidationstillståndet för syre i superoxid är -1/2. 

Referens:

1. "12.4: Peroxider och Superoxider." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, Tillgänglig här.
2. "Superoxid". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 december 2017, Avialable här.

Image Courtesy:

1. "H2O2-gasstruktur" av SVG: Sassospicco; Raster: Walkerma - Fil: H2O2 structure.png (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "Superoxid" (Public Domain) via Commons Wikimedia