«EXPERIENCIA DE CÁTEDRA 3º ESO. DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DE H2O2»

En el diagrama de Frost (arriba a la derecha) se muestra la estabilidad del peróxido de hidrógeno (H2O2) frente a otras especies químicas. Tanto en medio ácido como en medio básico se observa un pico máximo, es decir, la especie H2O2 es termodinámicamente inestable y se descompone con el tiempo según la reacción:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Hay otros factores que aceleran esta tranformación. Se citan algunos:
- La luz natural (proceso fotoquímico con radicales). Por ello se conserva en botes opacos.
- El vidrio (por contener trazas de iones metálicos). El bote donde se conserve debe ser de plástico.
- Sustancias incompatibles por su reacción con H2O2: metales alcalinos y alcalinotérreos, sales alcalinas, hidróxidos alcalinos, metales, óxidos metálicos, sales metálicas, no metales, óxidos no metálicos, aldehídos, alcoholes, aminas, amoníaco, hidracina, hidruros, sustancias inflamables, éteres, ácidos, anhídridos, oxidantes, compuestos orgánicos, peróxidos, impurezas (polvo, disolventes orgánicos, nitrocompuestos orgánicos, latón, Pt, Ag, Cu, Cr, Fe, Zn, Pb, Mn.
Por otra parte se conoce que algunos metales como el aluminio, el cinc, el cromo, y entre ellos el plomo, se pasivan de modo natural, es decir, reaccionan con el oxígeno atmosférico formándose en su superficie una lámina (a escala atómica) de óxido que impermeabiliza por completo la superficie del resto del metal e impide que continue la oxidación. Es por ello que piezas metálicas de estos metales conservan sus propiedades por mucho tiempo.
En el caso del plomo se forma una fina lámina de PbO. La oxidación a PbO2 solo ocurre en condiciones oxidantes fuertes pero no con el oxígeno atmosférico.
La descomposición catalitica de H2O2 con especies de Pb(2+) y Pb(4+) en disolución ha sido estudiada por varios autores y aunque es difícil determinar un único mecanismo podemos llegar a las siguientes conclusiones de este atractivo ciclo catalítico:
H2O2 es capaz de oxidar Pb(2+) a Pb(4+)
a) H2O2 + PbO → PbO2 + H2O
H2O2 es capaz de reducir Pb(4+) a Pb(2+) para producir O2
b) H2O2 + PbO2 → PbO + H2O + O2
Global: 2 H2O2 → 2 H2O + O2