Influence of acidity on the oxidation rate of nitrous acid by hydrogen peroxide

Faculté Polytechnique de Mons, Service de Génie Chimique et Biochimique, Service de Chimie et Biochimie Appliquées, rue de l'Épargne 56, 7000 Mons, Belgium

Abstract

The oxidation of nitrous acid by hydrogen peroxide according to the global reaction: HNO₂ + H₂O₂↦HNO₃ + H₂O has been studied in a batch vessel. Variations with time of nitrite and nitrate ions concentrations have been determined by capillary electrophoresis. The oxidation of HNO₂ by H₂O₂ is known to be catalyzed by hydrogen ions [1,2,3] and is a very complex reaction involving numerous steps. At 20 °C, in the range of concentrations investigated in this work ([ H₃O⁺): 6.7 10^-5-2.4 10^-2 ions/l; [ H₂O₂] : 4.3 10^-5-1.3 10^-2 mol/l; [ HNO₂] : 6.0 10^-5-1.7 10^-3 mol/l), the rate law for the oxidation process was found to be of the form: which is consistent with previous studies. An average value of the kinetic constant k has been found for all the pH range covered here: k = 3012 l²/mol²/s.

Résumé

L'oxydation de l'acide nitreux par le peroxyde d'hydrogène selon la réaction globale : HNO₂ + H₂O₂↦HNO₃ + H₂O a été étudiée dans un réacteur discontinu. Les évolutions au cours du temps des concentrations en ions nitrites et nitrates en solution ont été déterminées par électrophorèse capillaire. La réaction d'oxydation de HNO₂ par H₂O₂, catalysée par les ions hydrogène [1,2,3], est une réaction complexe impliquant de nombreuses étapes. A 20 °C, dans la gamme des concentrations ([ H₃O⁺) : 6.7 10^-5-2.4 10^-2 ions/l ; [ H₂O₂]  : 4.3 10^-5-1.3 10^-2 mol/l ; [ HNO₂]  :6.0 10^-5-1.7 10^-3 mol/l), la loi de vitesse pour le processus d'oxydation peut s'exprimer sous la forme : qui est en concordance avec les résultats des études précédentes. Une valeur moyenne de la constante cinétique k a été trouvée, pour toute la gamme de pH couverte ici, égale à 3012 l²/mol²/s.