Nadtlenek a dwutlenek
Tlen jest bardzo powszechnym pierwiastkiem, który uczestniczy w reakcjach utleniania z wieloma innymi pierwiastkami. Dlatego w przyrodzie występuje duża liczba związków zawierających tlen. Wszystkie te związki zawierają atomy tlenu na różnych stopniach utlenienia. Z tego powodu reaktywność chemiczna i wzory wiązań chemicznych różnią się od siebie. Takimi cząsteczkami zawierającymi tlen są nadtlenek i dwutlenek.
Nadtlenek
Nadtlenek to anion zawierający tlen o wzorze cząsteczkowym O22- Dwa atomy tlenu są połączone wiązaniem kowalencyjnym, a każdy atom tlenu ma stopień utlenienia -1. Anion nadtlenkowy może zwykle łączyć się z innymi kationami, takimi jak H+, innymi kationami grupy 1 lub grupy 2 lub metalami przejściowymi, tworząc związki nadtlenkowe. Ponadto mogą być częścią związków organicznych. Nadtlenek wodoru jest najprostszą formą nadtlenku, który jest oznaczony jako H2O2 Pojedyncze wiązanie tlen-tlen w nadtlenku nie jest tak stabilne. W związku z tym może łatwo ulec rozszczepieniu hemolitycznemu, wytwarzając dwa rodniki. Dlatego nadtlenki są bardzo reaktywne i nie występują zbyt często w naturze.
Nadtlenek to silny nukleofil i środek utleniający. Ponieważ łatwo poddają się reakcjom chemicznym pod wpływem światła lub ciepła, przechowuje się je w chłodnych, ciemnych pojemnikach. Nadtlenki łatwo reagują ze skórą, bawełną i wieloma innymi materiałami, dlatego należy obchodzić się z nimi ostrożnie. Nadtlenki powstają jako produkt uboczny różnych reakcji chemicznych lub jako półprodukt. Tego typu reakcje zachodzą również w naszych ciałach. Nadtlenek ma działanie toksyczne wewnątrz naszych komórek. Dlatego muszą być zneutralizowane, gdy tylko zostaną wyprodukowane. Nasze komórki mają do tego specjalny mechanizm. W naszych komórkach znajdują się organelle zwane peroksysomami, które zawierają enzym katalazę. Enzym ten katalizuje rozkład nadtlenku wodoru na wodę i tlen, pełniąc w ten sposób funkcję detoksykacji. Nadtlenek wodoru ma niebezpieczne właściwości, takie jak rozkład do tlenu i wody z wydzielaniem ciepła lub rozkłada się w wyniku zanieczyszczenia lub kontaktu z powierzchniami czynnymi, w wyniku tworzenia się ciśnienia tlenu wewnątrz pojemników wzrasta, a także może tworzyć mieszaniny wybuchowe. Wybielające działanie nadtlenku wodoru wynika z utleniania i uwalniania tlenu. Ten tlen będzie reagował z substancjami barwiącymi, czyniąc go bezbarwnym.
H2O2 → H2O + O
O + Substancja barwiąca → Substancja bezbarwna
Do wybielania używa się nadtlenków. Tak więc nadtlenki są szeroko stosowane do wybielania włosów lub skóry w salonach, czyszczenia łazienek i usuwania plam z ubrań.
Dwutlenek
Ditlenek to termin używany, gdy cząsteczka ma dwa atomy tlenu. Chociaż możemy powiedzieć, że nadtlenek wodoru jest dwutlenkiem, zgodnie z tą definicją istnieją pewne różnice. Kiedy mówimy dwutlenek, zwykle myślimy o związku zawierającym atomy tlenu i charakteryzującym się następującymi cechami. W ditlenku dwa atomy tlenu są oddzielnie związane z drugim atomem w cząsteczce. Na przykład w przypadku dwutlenku węgla dwa atomy tlenu są oddzielnie związane z węglem. Każdy tlen tworzy podwójne wiązanie z węglem; dlatego jest w stanie utlenienia -2. Podobnie dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, dwutlenek tytanu to inne związki, w których występują dwa atomy tlenu o stopniu utlenienia -2.
Jaka jest różnica między nadtlenkiem a dwutlenkiem?
• W nadtlenku dwa atomy tlenu są ze sobą połączone. W dwutlenku węgla atomy tlenu nie są ze sobą związane, a raczej oddzielnie z innym atomem.
• Nadtlenek może być traktowany jako oddzielny, naładowany jon o ładunku -2, ale dwutlenek nie jest traktowany jako oddzielny jon. Jest częścią cząsteczki.
• W nadtlenku tlen ma stopień utlenienia -1, podczas gdy w ditlenku tlen ma stopień utlenienia -2.
