Disproportionaatio

Disproportionaatio on kemiallisen hapetus-pelkistysreaktion erikoislaji, jossa saman alkuaineen ennestään samalla hapetusasteella olleista atomeista osa hapettuu, osa pelkistyy.

Esimerkkejä

Disproportionaatio esiintyy muun muassa joidenkin siirtymämetallien ioneilla, kun saman alkuaine voi esiintyä yhdisteissään eri hapetus­asteilla. Esimerkiksi kupari voi yhdisteissään esiintyä joko Cu⁺ tai Cu²⁺ -ioneina, mutta näistä vain Cu²⁺ -ionit ovat pysyviä vesi­liuoksissa. Jos jotakin Cu⁺-ioneja sisältävää suolaa liuotetaan veteen, osa ioneista hapettuu Cu²⁺ -ioneiksi ja osa pelkistyy metalliseksi kupariksi:

• 2 Cu⁺ $\rightleftharpoons$ Cu²⁺ + Cu

Tämä reaktio tapahtuu, koska reaktion Cu⁺ + e^- $\rightleftharpoons$ Cu(s) elektrodipotentiaali on +0,52 V mutta reaktion Cu² + e- $\rightleftharpoons$ Cu⁺ vain +0,159 V, joten Cu⁺ on voimakkaampi hapetin kuin Cu²⁺.

Tällainen reaktio tapahtuu muun muassa, kun kupari(I)oksidia (Cu_O) lisätään rikkihappoliuokseen. Kokonais­reaktio on tällöin

• Cu₂O $\rightleftharpoons$ Cu(s) + CuO

tai ionireaktioksi kirjoitettuna

• Cu₂O (S) + 2H⁺ $\rightleftharpoons$ Cu(s) + Cu²⁺ + H₂O.

Disproportionaatio voi esiintyä myös ko­va­lentti­silla yhdisteillä. Esimerkiksi dityppitetraoksidissa (N₂O₄) typpi on hapetus­asteella +IV, mutta tämän yhdisteen liuetessa veteen syntyy sekä typpihappoa, jossa typen hapetu­saste on +V, että typpihapoketta, jossa sen hapetu­saste on +III:

• N₂O₄ + 2 H₂O $\rightleftharpoons$ HNO₂ + HNO₃

Vetyperoksidi (H₂O₂) on epävakaa yhdiste, joka hajoaa herkästi dis­pro­portinoi­tu­malla vedeksi ja vapaaksi hapeksi:

2 H₂O₂ $\rightleftharpoons$ 2 H₂O + O₂.

Myös orgaanisessa kemiassa esiintyy dis­pro­portio­naatio­reaktioita. Esimerkiksi Cannizzaro-reaktiossa väkevä kaliumhydroksidi voi saada bentsaldehydin dis­pro­portinoi­tu­maan niin, että osa siitä hapettuu bentsoe­hapoksi, osa pelkistyy bentsyylialkoholiksi:

• 2 C₆H₅COH $\rightleftharpoons$ C₆H₅COOH + C₆H₅CH₂OH