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El peróxido de hidrógeno en estado puro es un líquido de textura viscosa y prácticamente incoloro; debido a su alta viscosidad es debida a la gran cantidad de puentes de hidrógeno que posee. Su fórmula es H2O2, y también se le conoce más comúnmente como agua oxigenada. Es una sustancia altamente corrosiva que debe ser manejada con atención. La forma que tiene la molécula es algo inesperada, pues el ángulo de enlace del H-O-O en estado gaseoso es de solamente un 94.5º, lo que significa que tiene unos 10º menos que el ángulo de enlace H-O-H en el agua, y las unidades H-O constituyen un ángulo de forma diedrica de 111º entre sí.
El peróxido de hidrógeno no es estable termodinámicamente hablando con respecto a la dismutación:
H2O2 (l) → H2O (l) + ½ O2 (g); ∆Gº = – 119.2 kJ.mol^-1
Pero el peróxido de hidrógeno en estado puro, este compuesto se descompone de forma muy lenta debido a los factores cinéticos que tiene, pues el camino de reacción debería tener una alta energía de activación. Prácticamente se puede decir que cualquier cosa puede catalizar la descomposición, ya sean por ejemplo, iones de metales de transición, sangre, polvo, etc.