Hydrogen Peroxide in the Chemistry of f-Elements

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The properties of H2O2 and its reactions with lanthanide and actinide ions are considered. The potential values of pairs involving H2O2 in acidic and alkaline solutions are given. Depending on the oxidative potential of the f-element ion and pH, H2O2 exhibits oxidizing or reducing properties. The kinetics and mechanisms of reactions of H2O2 with lanthanides(II–IV) and with actinides(III–VII) in acidic, carbonate, and alkaline media have been analyzed. Ions of f-elements(III–VI) form peroxide complexes. The peroxo group occupies either one (OOH) or two (OO) coordination sites. U(VI), Np(IV) binds up to 3 peroxo groups. Oxidation or reduction reactions occur intramolecularly. In the case of Yb2+, Sm2+, U3+, Ce4+ (in an acid solution), Pr(IV) and Am(IV) (in a weakly acidic medium), the bimolecular rate constants are 105–n × 106 L/(mol s), which exceeds the rate of ligand exchange in the coordination sphere of the f-element ion. Therefore, charge transfer occurs in the outer sphere. Coordination spheres of Ce(IV) oxalate, Tb(IV) with P2W17O6110−, and Np(VI) with Nslow down the charge transfer between H2O2 and the f-element ion. H2O2 arising during the radiolysis of aqueous solutions is in an excited state and is more active than H2O2 introduced from the outside. Of particular interest are the reactions of H2O2 with ions of f-elements in strongly complexing or nonaqueous (organic) media, as well as structural studies of solid compounds of peroxides of f-elements.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. P. Shilov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ShilovV@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 31, kopr. 4, Moscow, 119071

A. M. Fedoseev

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: A.Fedosseev@gmail.com
Russian Federation, Leninskii pr. 31, kopr. 4, Moscow, 119071

B. F. Myasoedov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: Bfmyas@mail.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 31, kopr. 4, Moscow, 119071

References

  1. Bratsch S.G. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1989. Vol. 18. N1. P. 1–21.
  2. Пикаев А.К., Шилов В.П., Спицын В.И. Радиолиз водных растворов лантанидов и актинидов. М.: Наука, 1983. 240 с.
  3. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия. 1967. Т. 2. С. 244.
  4. Шилов В.П., Юсов А.Б., Перминов В.П. // ХВЭ. 1996. Т. 41. № 8. С. 1266–1271.
  5. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей. М.: Наука, 1986. 440 с.
  6. Чеповой В.И., Лебедев И.А., Мясоедов Б.Ф. // Радиохимия. 1977. Т. 19. № 4. С. 478–482.
  7. Шилов В.П. // Радиохимия. 2013. Т. 55. № 4. С. 299–301.
  8. Матюха В.А., Милов В.Б., Крот Н.Н., Перминов П.С. // ЖНХ. 1967. Т. 12. № 12. С. 3331–3336.
  9. Шилов В.П. // Координац. химия. 1981. Т. 7. № 11. С. 1654–1658.
  10. Shilov V.P., Fedoseev A.M. // Russ. J. Gen. Chem. 2022. Vol. 92. N11. P. 2511–2515.
  11. Wickleder M.S., Fourest B., Dorhout P.K. // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements / Eds L.R. Morss, N.M. Edelstein, J. Fuger, J.J. Katz. Springer, 2010. Vol. 1. P. 52–160.
  12. Golub D., Cohen H., Meyerstein D. // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1985. N4. P. 641–644.
  13. Baker B.F., Newton T.W. // J. Phys. Chem. 1961. Vol. 65. N10. P. 1897–1899.
  14. Bhattacharyya P.K., Saini R.D. // Radiat. Phys. Chem. 1979. Vol. 13. N1/2. P. 57–63.
  15. Elliot A.J., Radamshi S., Pica J. // Can. J. Chem. 1986. Vol. 64. P. 314.
  16. Ананьев А.В., Шилов В.П. // Радиохимия. 2006. Т. 48. № 2. С. 97–107.
  17. Гекстра Г., Кац Дж. // Актиниды / Под ред. Г. Сиборга и Дж. Каца: Пер. с англ. под ред. А.В. Николаева. М.: ИЛ, 1955. С. 111–162.
  18. Гуревич А.М., Преображенская Л.Д., Комаров Е.В. // ЖНХ. 1957. Т. 2. № 10. С. 2307–2315.
  19. Sullivan J.C., Gordon S., Cohen D., Mulac W., Schmidt K.H. // J. Phys. Chem. 1976. Vol. 80. N15. P. 1684.
  20. Бессонов А.А., Чарушникова И.А., Шилов В.П., Крот Н.Н. // Радиохимия. 2003. Т. 45. № 1. С. 66–69.
  21. Бессонов А.А., Никонов М.В., Шилов В.П., Крот Н.Н. // Радиохимия. 2003. Т. 45. № 1. С. 70–71.
  22. Grenthe I., Drozdzynski J., Fujino T., Buck E.C., Albrecht-Schmitt T.E., Wolf S.F. // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements / Eds L.R. Morss, N.M. Edelstein, J. Fuger, J.J. Katz. Springer, 2006. Vol. 1. P. 253.
  23. Burns P.C., Kubatko K.-A., Signton G., Fryer B.I., Gagnon J.E., Antonio M.R., Soderholm L. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. Vol. 44. P. 2135–2139.
  24. Bergener C.S., Sullivan J.C. // Inorg. Chem. 1970. Vol. 9. N11. P. 2604–2605.
  25. Шилов В.П., Гоголев А.В., Федосеев А.М., Ершов Б.Г. // Радиохимия. 2012. Т. 54. № 3. С. 209–220.
  26. Шилов В.П., Федосеев А.М. Пикаев А.К. // Изв. АН СССР. 1982. № 4. С. 940–942.
  27. Dukas E.K., Burney G.A. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1962. Vol. 24. N7. P. 899–902.
  28. Фейхи Д. // Химия актиноидов / Под ред. Дж. Каца, Г. Сиборга, Л. Морсса. Пер. с англ. под ред. Б.Ф. Мясоедова, Н.Н. Крота. М.: Мир, 1991. Т. 1. С. 461–518.
  29. Ротманов К.В., Андрейчук Н.Н. // Радиохимия. 2000. Т .42. № 6. С. 512–517.
  30. Колтунов В.С., Куликов И.А., Марченко В.И., Милованова А.С. // Радиохимия. 1980. Т. 22. № 6. С. 833–839.
  31. Yoshida Z., Johnson S.G., Kimura T., Krsul J.R. // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements / Eds L.R. Morss, N.M. Edelstein, J. Fuger, J.J. Katz. Dordrecht: Springer, 2006. Vol. 2. P. 699–812.
  32. Перминов П.С., Федоров С.Г., Матюха В.А., Милов В.В., Крот Н.Н. // ЖНХ. 1968. Т. 13. С. 473–478.
  33. Шилов В.П., Федосеев А.М. // Радиоxимия. 2013. Т. 55. № 3. С. 232–235.
  34. Шилов В.П., Астафурова Л.Н., Гарнов А.Ю., Крот Н.Н. // Радиохимия. 1996. Т. 38. № 3. С. 231–233.
  35. Musicas C. // J. Radiochem. Radioanal. Lett. 1970. Vol. 4. N6. P. 347–354.
  36. Новиков Ю.П., Иванова С.А., Безрогова Е.В., Немодрук А.А. // ЖАХ. 1972. Т. 27. № 8. С. 1512–1516.
  37. Musicas C. // J. Chim. Phys. Phys. – Chim. Biol. 1974. Vol. 71. N2. P. 197–202.
  38. Крот Н.Н., Шуйская Л.Г. // Радиохимия. 1971. Т. 13. № 1. С. 79–83.
  39. Шилов В.П. // Радиохимия. 1979. Т. 21. № 3. С. 449–450.
  40. Шилов В.П., Юсов А.Б., Гоголев А.В., Федосеев А.М. // Радиохимия. 2005. Т. 47. № 6. С. 512–516.
  41. Шилов В.П. // ЖФХ. 1996. Т. 70. № 10. С. 1915–1917.
  42. Гоголев А.В., Шилов В.П., Пикаев А.К. // ХВЭ. 1996. Т. 30. № 4. С. 255–258.
  43. Шилов В.П., Гоголев А.В., Пикаев А.К. // Радиохимия. 1998. Т. 40. № 4. С. 311–315.
  44. Zielen A.J., Sullivan J.C., Cohen D., Hindman J.C. // J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80. N21. P. 5632–5635.
  45. Справочник химика. М.; Л., 1964. Т. 3. С. 109.
  46. Шилов В.П., Федосеев А.М. // Радиохимия. 2010. Т. 52. № 3. С. 234–237.
  47. Gogolev A.V., Shilov V.P., Pikaev A.K. // Mendeleev Commun. 1996. P. 127.
  48. Гоголев А.В., Шилов В.П., Пикаев А.К. // ХВЭ. 1998. Т. 32. № 2. С. 101–105.
  49. Малкова Н.Н., Матюха В.А., Афонасьева Т.В., Крот Н.Н. // Радиохимия. 1986. Т. 28. № 3. С. 328–334.
  50. Шилов В.П., Бухтиярова Т.Н. // Радиохимия. 1992. Т. 34. № 1. С. 120–125.
  51. Конник Р. // Актиниды / Под ред. Г. Сиборга, Дж. Каца: Пер. с англ. под ред. А.В. Николаева. М.: ИЛ, 1955. С. 188–252.
  52. Ghosh-Mazumdar A.S., Vandyanathan S. // Radiochim. Acta. 1973. Vol. 19. № 4. P. 165.
  53. Суслов Ю.П., Рамазанов Л.М., Боровинский В.А. // Радиохимия. 1981. Т. 23. № 5. С. 721–726.
  54. Шилов В.П.. Гоголев А.В., Федосеев А.М. // Радиохимия. 2018. Т. 60. № 3. С. 211–212.
  55. Newton T.W., Hobart D.E., Palmer P.D. // Radiochim. Acta. 1986. Vol. 39. N3. P. 139.
  56. Bondietti E.A., Trabalka J.R. // Radiochem. Radioanal. Lett. 1980. Vol. 42. N3. P. 169–176.
  57. Delegard C.H. // Radiochim. Acta. 1987. Vol. 41. N1. P. 11–21.
  58. Musicas C. // J. Radiochem. Radioanal. Lett. 1971. Vol. 7. N5–6. P. 375–379.
  59. Lesigne B. // Rapp. CEA. 1967. N3168. P. 34.
  60. Шилов В.П., Федосеев А.М., Гоголев А.В. // Радиохимия. 2012. Т. 54. № 5. С. 419–421.
  61. Nash K., Noom M.E., Fried S. // Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1980. Vol. 16. N1. P. 33–35.
  62. Newton T.W. // Advances in Plutonium Chemistry 1967–2000. La Grande Park, Illinois, USA: Am. Nucl. Soc., 2002. Ch. 3. P. 24.
  63. Ghosh-Mazumdar A.S., Natarajan P.R., Vandyanathan S. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1970. Vol. 32. N10. P. 3363–3367.
  64. Ekstrom A., McLaren A. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1972. Vol. 34. N3. P. 1009–1016.
  65. Колтунов В.С., Куликов И.А., Керманова Н.М., Никишова Л.К. // Радиохимия. 1981. Т. 23. № 3. С. 462–465.
  66. Комков Ю.А., Крот Н.Н. // Радиохимия. 1970. Т. 12. № 2. С. 227–232.
  67. Ананьев А.В., Шилов В.П. // Радиохимия. 2008. Т. 50. № 2. С. 110–111.
  68. Шилов В.П., Гоголев А.В., Пикаев А.К. // ХВЭ. 1998. Т. 32. № 5. С. 395–396.
  69. Шилов В.П., Буданцева Н.А. // Радиохимия. 1998. Т. 40. № 6. С. 546–549.
  70. Гоголев А.В., Шилов В.П., Пикаев А.К. // ХВЭ. 1997. Т. 31. № 1. С. 129–132.
  71. Buijs K., Louwrier K.P. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1966. Vol. 28. N10. P. 2463–2464.
  72. Шилов В.П., Николаевский В.Б., Крот Н.Н. // Радиохимия. 1995. Т. 37. № 1. С. 32.
  73. Woods M., Cain A., Sullivan J.C. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1974. Vol. 36. N11. P. 2605–2607.
  74. Зайцев А.А., Косяков В.Н., Рыков А.Г., Соболев Ю.П., Яковлев Г.Н. // Радиохимия. 1960. Т. 2. № 3. С. 348–350.
  75. Шульц У., Пеннеман Р. // Химия актиноидов / Под ред. Дж. Каца, Г. Сиборга, Л. Морсса / Пер. с англ. под ред. Б.Ф. Мясоедова. М.: Мир, 1997. Т. 2. С. 407–488.
  76. Тананаев И.Г., Шилов В.П., Крот Н.Н. // Радиохимия. 1986. Т. 28, № 1. С. 92–94.
  77. Пикаев А.К., Шилов В.П., Спицын В.И. // ДАН СССР. 1977. Т. 232. № 2. С. 387–390.
  78. Yanir E., Givon M., Marcus Y. // Inorg. Nucl. Chem. Lett. 1969. Vol. 5. N5. P. 369–372.
  79. Мясоедов Б.Ф., Лебедев И.А., Михайлов В.М. // ДАН СССР. 1973. Т. 211. № 6. С. 1351–1353.
  80. Myasoedov B.F., Milyukova M.S., Lebedev I.A., Litvina M.N., Frenkel V. Ya. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1975. Vol. 37. N6. P. 1475–1478.
  81. Лебедев И.А., Милюкова М.С., Френкель В.Я., Литвина М.Н., Мясоедов Б.Ф., Михайлов В.М. // Радиохимия. 1976. Т. 18. № 4. С. 652–658.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».