¿Qué sucedió exactamente cuando añadí KOH a peróxido de hidrógeno?

Question

Recientemente agregué un pellet de hidróxido de potasio, $\ce{KOH}$, a una pequeña gota de peróxido de hidrógeno (30 %), $\ce{H2O2}$. Se podía ver claramente cómo el hidróxido de potasio se disolvía en la gota cuando instantáneamente las soluciones comenzaban a burbujear fuertemente (hervir y/o liberar gas de oxígeno, no estoy seguro) y liberar mucho calor.

No estoy seguro de lo que sucedió, pero tengo algunas ideas de lo que podría haber ocurrido:

• Podría haber alguna reacción entre el $\ce{KOH}$ y el $\ce{H2O2}$.
• El $\ce{KOH}$ liberó mucha energía al disociarse en la solución acuosa y luego hizo hervir el agua, tal vez alcanzando la temperatura de 150.2 °C en la cual también desencadenó la descomposición del $\ce{H2O2}$ en agua y gas de oxígeno.

• En Wikipedia leí:

  La velocidad de descomposición aumenta con la temperatura, concentración y pH.

  Entonces, cuando el $\ce{KOH}$ se disuelve, la solución tiene un pH alto y esto podría desencadenar la descomposición del peróxido de hidrógeno

Después de realizar una prueba de pH, noté que la tapa de plástico en la que había condensado algo del agua evaporada tenía un pH muy alto, por lo que esto probablemente contenía algo de hidróxido de potasio disuelto.

En caso de que haya ocurrido una reacción, ¿cuál podría ser esa reacción específica?

Answer 1

Según LA DESCOMPOSICIÓN HOMOGÉNEA CATALIZADA POR BASE DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO J. Phys. Chem., 1961, vol. 65 , páginas 304-306:

$\ce{H2O2 + OH- <=> HO2- + H2O}$

$\ce{H2O2 + HO2- ->}$ [anillo de 6 miembros con 2 "H" uniendo 2 "O-O", con otro H unido a uno de los "O"] $\ce{-> H2O + O2 + OH-}$

Está claro que la velocidad pasará por un máximo cuando el peróxido esté ionizado al 50%, es decir $[\ce{H2O2}] = [\ce{HO2-}]$.

Answer 2

• Hay algún tipo de reacción entre el $\ce{KOH}$ y $\ce{H_2O_2}$

Definitivamente hubo una reacción.

• El $\ce{KOH}$ liberó mucha energía al disociarse en la solución acuosa y luego hirvió el agua, tal vez alcanzando la temperatura de 150.2 °C en la que también provocó la descomposición de $\ce{H_2O_2}$ en agua y gas de oxígeno.

El agua no puede alcanzar una temperatura superior a 100 °C a menos que esté bajo presión.

Sí, el $\ce{H_2O_2}$ puede disociarse bastante rápidamente bajo las condiciones adecuadas. Una enzima llamada catalasa puede romper el $\ce{H_2O_2}$ a una velocidad asombrosa. Si agregas una cantidad apenas visible, como del tamaño de un punto al final de una oración, a 1 mL de $\ce{H_2O_2}$ al 30% en un tubo de ensayo, la producción de oxígeno empujará el líquido fuera del tubo.

Answer 3

El peróxido de hidrógeno es estable en condiciones ácidas. Este hecho se ve agravado por el hecho de que los estabilizadores (quelatos) son comúnmente ácidos que no quelatan iones en sus formas básicas. Además, el potasio es un ion grande y blando que cataliza la autodescomposición.

Mala idea, no lo hagas de nuevo. El peróxido de hidrógeno es desagradable.