Elektrochemische Reduktion von Sauerstoff zum Superoxid‐Anion in wäßriger Lösung

Abstract

AbstractObgleich nachgewiesen wurde, daß bei der Reduktion von Sauerstoff in wäßriger Lösung die Elektronen einzeln aufgenommen werden, führt die Reduktion stets wenigstens bis zum Hydroperoxid (H2O2 bzw. HO2−). Dagegen ist das Produkt der Reduktion in aprotischen Lösungsmitteln das relativ stabile Superoxidion O2−. Bis zu dieser Stufe wird Sauerstoff an Quecksilber auch in wäßrig‐alkalischer Lösung reduziert, wenn die Lösung grenzflächenaktive Stoffe enthält, die eine heterogene Protonenübertragung auf O2− verhindern. Das Superoxidion (oder das Dimere O4−2) besitzt in stärker alkalischen Lösungen eine beträchtliche Lebensdauer und disproportioniert relativ langsam. Die Bruttoreaktion bei potentiostatischer Elektrolyse lautet nach vorläufigen MessungenO2 + 3e− + 3/2HO2O → 1/2HO2− + 5/2OH−.Bei niedrigeren pH‐Werten verläuft die Disproportionierung rascher, wobei eine 2‐Elektronen‐Reduktion erfolgt. (Weniger wahrscheinlich ist die Möglichkeit einer heterogenen Protonenübertragung auf O2− mit anschließender Aufnahme eines zweiten Elektrons.) Das Reduktionspotential, das durch die Geschwindigkeit der Aufnahme des ersten Elektrons bestimmt wird, ist bis zu sehr kleinen pH‐Werten konstant.