Los peróxidos metálicos son compuestos que contienen metales con peróxido unido iónicamente o covalentemente ( O2-2
) grupos. Esta gran familia de compuestos se puede dividir en peróxido iónico y covalente. La primera clase contiene principalmente peróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos, mientras que los peróxidos covalentes están representados por compuestos tales como peróxido de hidrógeno y ácido peroximonosulfúrico (H 2 SO 5 ). A diferencia del carácter puramente iónico de los peróxidos de metales alcalinos, los peróxidos de metales de transición tienen un carácter más covalente. [1]
El ion peróxido está compuesto por dos átomos de oxígeno que están unidos por un enlace simple. El diagrama de orbitales moleculares del dianión peróxido predice un orbital π* antienlazante doblemente ocupado y un orden de enlace de 1. La longitud del enlace es 149 pm , que es mayor que en el estado fundamental ( oxígeno triplete ) de la molécula de oxígeno ( 3 O 2 , 121 horas). Esto se traduce en la menor constante de fuerza del enlace (2,8 N /cm frente a 11,4 N/cm para 3 O 2 ) y la menor frecuencia de la vibración molecular (770 cm −1 frente a 1555 cm −1 para 3 O 2 ) . [2]
El ion peróxido se puede comparar con el superóxido O−
2, que es un radical, y dioxígeno, un diradical. [2]
La mayoría de los peróxidos de metales alcalinos se pueden sintetizar directamente mediante oxigenación de los elementos. El peróxido de litio se forma al tratar el hidróxido de litio con peróxido de hidrógeno: [1]
El peróxido de bario se prepara mediante la oxigenación del óxido de bario a temperatura y presión elevadas. [3]
El peróxido de bario alguna vez se usó para producir oxígeno puro a partir del aire. Este proceso se basa en el equilibrio químico dependiente de la temperatura entre el óxido de bario y el peróxido: la reacción del óxido de bario con el aire a 500 °C da como resultado peróxido de bario, que al calentarse a más de 700 °C se descompone nuevamente en óxido de bario liberando oxígeno puro. [3] Los metales alcalinotérreos más ligeros calcio , magnesio y estroncio también forman peróxidos, que se utilizan comercialmente como fuentes de oxígeno u oxidantes.
Generalmente se formulan pocas reacciones para la sal de peróxido. En exceso de ácidos diluidos o agua, liberan peróxido de hidrógeno. [1]
Al calentarse, la reacción con el agua conduce a la liberación de oxígeno. [1] Tras la exposición al aire, los peróxidos de metales alcalinos absorben CO 2 para dar peroxicarbonatos.
Los peróxidos de metales de transición binarios, compuestos que contienen sólo cationes metálicos y aniones peróxido, son raros. Por el contrario, los dióxidos metálicos, como el MnO 2 y el rutilo (TiO 2 ), son omnipresentes. Ejemplos bien caracterizados de peróxidos de metales de transición incluyen los cationes metálicos d 10 : peróxido de zinc (ZnO 2 ), dos polimorfos (ambos explosivos ) de peróxido de mercurio (HgO 2 ) y peróxido de cadmio (CdO 2 ).
El peróxido es un ligando común en los complejos metálicos . Dentro del área de los complejos de dioxígeno de metales de transición , O2-2
Funciona como ligando bidentado . [4] Muchos complejos de dioxígeno de metales de transición se describen mejor como aductos de peróxido. [5] Algunos complejos mezclan ligandos de óxido y peróxido: por ejemplo, peróxido de óxido de cromo (VI) ( Cr (O
2)
2O ). Otros sólo tienen ligandos de peróxido: el molibdato reacciona en medios alcalinos con peróxido para formar peroxomolibdato rojo Mo(O
2)2-4
. [6] La reacción del peróxido de hidrógeno con titanio (IV) acuoso da un complejo de peroxi de colores brillantes que es una prueba útil tanto para el titanio como para el peróxido de hidrógeno. [5]
Muchos peróxidos inorgánicos se utilizan para blanquear textiles y papel y como aditivo blanqueador para detergentes y productos de limpieza. [3] Las crecientes preocupaciones ambientales dieron como resultado la preferencia de los peróxidos sobre los compuestos a base de cloro y un fuerte aumento en la producción de peróxido. [7] [8] El uso anterior de perboratos como aditivos para detergentes y productos de limpieza [9] ha sido reemplazado en gran medida por percarbonatos . El uso de compuestos de peróxido en detergentes suele reflejarse en sus nombres comerciales; por ejemplo, Persil es una combinación de las palabras per borato y silicato .
Algunas sales de peróxido liberan oxígeno al reaccionar con el dióxido de carbono. Esta reacción se utiliza para generar oxígeno a partir del dióxido de carbono exhalado en submarinos y naves espaciales. Los peróxidos de sodio o litio se prefieren en aplicaciones espaciales debido a su menor masa molar y, por lo tanto, mayor rendimiento de oxígeno por unidad de peso. [3]
Los peróxidos de metales alcalinos se pueden utilizar para la síntesis de peróxidos orgánicos. Un ejemplo es la conversión de cloruro de benzoilo con peróxido de sodio en peróxido de dibenzoilo . [10]
Alexander von Humboldt sintetizó peróxido de bario en 1799 como subproducto de sus intentos de descomponer el aire.
Diecinueve años después, Louis Jacques Thénard reconoció que este compuesto podía utilizarse para la preparación de peróxido de hidrógeno. [11] Thénard y Joseph Louis Gay-Lussac sintetizaron peróxido de sodio en 1811. El efecto blanqueador de los peróxidos y sus sales sobre los tintes naturales se conoció en esa época, pero los primeros intentos de producción industrial de peróxidos fracasaron y se creó la primera planta que producía peróxido de hidrógeno. Fue construido en 1873 en Berlín .
![{\displaystyle \overbrace {\ce {2\,BaO}} ^{\ce {bario\óxido}}+{\ce {O2}}_{\ce {(aire)}}{\ce {->[ 500^{\circ }{\ce {C}}]}}\overbrace {\ce {2\,BaO2}} ^{\ce {peróxido de bario}}{\ce {->[700^{\circ }{\ce {C}}]}}\ {\ce {2\,BaO}}+{\ce {O2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4f1d0991ff55e62f18715e3c45851a99abf26d73)