Trioxyde d'hydrogène

Le trioxyde d'hydrogène, ou trioxydane, est un composé chimique de formule H2O3. Instable, il est constitué d'une molécule linéaire HOOOH qui, en solution aqueuse, se décompose en eau H2O et en oxygène singulet 1O2 avec une demi-vie d'une vingtaine de millisecondes[2] :

H2O3 → H2O + 1O2.

Trioxyde d'hydrogène
Structure du trioxyde d'hydrogène
Identification
Synonymes

trioxydane
No CAS 14699-99-1[réf. nécessaire]
PubChem 166717
ChEBI 46736
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule H2O3  [Isomères]
Masse molaire[1] 50,014 1 ± 0,001 g/mol
H 4,03 %, O 95,97 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Décomposition

Sa décomposition est cependant plus lente en milieu anhydre, de l'ordre de 16 minutes dans des solvants organiques.

Décomposition du trioxyde d'hydrogène en eau et oxygène singulet en milieu aqueux.

La production de trioxyde d'hydrogène à partir d'eau et d'oxygène singulet ne se produit pas naturellement, essentiellement en raison de l'extrême rareté de l'oxygène singulet. Cependant, on sait que l'ozone O3 dérive de l'oxygène singulet dans les systèmes biologiques, et on pense que du trioxyde d'hydrogène se forme au cours de cette réaction à partir de l'oxygène singulet[3].

Le trioxyde d'hydrogène est légèrement plus acide que le peroxyde d'hydrogène HOOH, se dissociant en ions HOOO− et H+[4]. La spectroscopie rotationnelle sur jets supersoniques a permis d'établir que sa molécule est linéaire en zigzag avec des liaisons O–O longues de 142,8 pm, plus courtes que celles de la molécule de peroxyde d'hydrogène HOOH (146,4 pm).

Préparation

Le trioxyde d'hydrogène peut être obtenu en petite quantité en faisant réagir de l'ozone avec du peroxyde d'hydrogène ou en réalisant une électrolyse de l'eau. Il est aussi produit en faisant réagir de l'ozone avec des agents réducteurs organiques comme dans le processus à anthraquinone (procédé à l'anthraquinone).

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Roald Hoffmann, « The Story of O – Burning Water », American Scientist, vol. 92, no 1,‎ , p. 23 (lire en ligne) DOI:10.1511/2004.1.23
  3. (en) Paul T. Nyffeler, Nicholas A. Boyle, Laxman Eltepu, Chi-Huey Wong, Albert Eschenmoser, Richard A. Lerner et Paul Wentworth Jr., « Dihydrogen Trioxide (HOOOH) Is Generated during the Thermal Reaction between Hydrogen Peroxide and Ozone », Angewandte Chemie International Edition, vol. 43, no 35,‎ , p. 4656-4659 (lire en ligne) DOI:10.1002/anie.200460457 PMID 15317003
  4. (en) Kohsuke Suma, Yoshihiro Sumiyoshi et Yasuki Endo, « The Rotational Spectrum and Structure of HOOOH », Journal of the American Chemical Society, vol. 127, no 43,‎ , p. 14998-14999 (lire en ligne) DOI:10.1021/ja0556530 PMID 16248618
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