Posteriormente a investigar con expertos en esta materia, programadores de diversas áreas y profesores dimos con la respuesta al dilema y la compartimos en este post.
Solución:
Solución 1:
¡No te atrevas! El peróxido no es un oxidante lo suficientemente fuerte como para oxidar el ion cloruro a clorato. El oxígeno tampoco. Sin embargo, el peróxido puede oxidar el cloruro a gas de cloro venenoso.
Las reacciones redox son espontáneas si las dos semirreacciones producen un potencial positivo en una celda galvánica. La mayoría de las semirreacciones redox han medido los potenciales de electrodo estándar contra un estándar conocido para que puedan compararse.
La reacción que quieres hacer es:
$$ ce3H2O2 + Cl- -> 3H2O + ClO3-$$
Las dos semirreacciones son:
- Oxidación: $ceCl- +3H2O -> ClO3- +6H+ +6e-$
- Reducción: $ceH2O2 +2H+ +2e- -> 2H2O E^ circ = +1.78 text V$
El potencial de reducción del peróxido de hidrógeno está sobre la mesa, pero no el potencial de reducción de la otra reacción. Sin embargo, la otra reacción es la suma de dos reacciones sobre la mesa, por lo que podemos usar la Ley de Hess.
$$ce 2ClO3- + 12H+ + 10e- ->Cl2 + 6H2O E^circ = +1.49 text V$$ $$ceCl2 +2e- -> 2Cl- E^circ = +1.36 text V$$ $$ce2ClO3- 12H+ + 12e- -> 2Cl- + 6H2O E^circ = +2.85 text V$$
Dado que los potenciales estándar no escalan por factor estequiométrico (en cambio, está en la ecuación de Nernst), el valor que acabamos de encontrar también funciona para nuestra reacción de oxidación. Sin embargo, dado que esta reacción es inversa a la “media reacción de reducción”, necesitamos un signo negativo:
- Oxidación: $ceCl- +3H2O -> ClO3- +6H+ +6e- E^ circ = -2.85 text V$
- Reducción: $ceH2O2 +2H+ +2e- -> 2H2O E^ circ = +1.78 text V$
- Total: $ce3H2O2 + Cl- -> 3H2O + ClO3- E^ circ = -1.07 text V$
Esta reacción no es espontánea. El peróxido no puede oxidar el cloruro, al menos no al ion clorato. Tenga en cuenta que el peróxido puede oxidar y oxida el cloruro a gas de cloro venenoso en presencia de ácido. Este redox es espontáneo y sucederá. ¡No te atrevas!
- Reducción: $ceH2O2 +2H+ +2e- -> 2H2O E^ circ = +1.78 text V$
- Oxidación: $ce2Cl- + 2e- -> Cl2 E^ circ = -1.36 text V$
- Total: $ce 2Cl- + H2O2 + 2H+ -> Cl2 + 2H2O E^ circ = +0.42 text V$
El peróxido oxidará el cloro gaseoso a clorato, pero ¿quién quiere manejar el cloro?
Solución 2:
El clorato de potasio ($ceKClO3$) tiene enlaces covalentes entre el cloruro y el oxígeno, mientras que el cloruro de potasio ($ceKCl$) carece de esos enlaces covalentes con el oxígeno.
El peróxido de hidrógeno se descompone en agua ($ceH2O$) y oxígeno gaseoso ($ceO2$) mientras oxida (LEO: Loss of Electrons is Oxidation) su entorno. El peróxido es útil principalmente para succionar electrones de una solución, lo cual es muy diferente de formar enlaces covalentes.
Si quisiera disolver potasio sólido en agua para hacer peróxido de KOH, probablemente funcionaría bien, ya que el peróxido absorbería electrones del K sólido y, por lo tanto, lo ayudaría a formar iones ($ceK+$) que se combinarían con $ce OH-$ del agua al de KOH.
Puedes añadir valor a nuestro contenido informacional participando con tu veteranía en las acotaciones.