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化學(xué)名詞解釋:
俗稱雙氧水?;瘜W(xué)式H2O2。為氫和氧的一種化合物。在自然界中僅以微量存在于雨雪和某些植物的液汁中。
過氧化氫 - 概述
過氧化氫水溶液(雙氧水)
英文名稱: hydrogen peroxide
化學(xué)式:H2O2
分子結(jié)構(gòu):O原子以sp3雜化軌道成鍵、分子為共價極性分子。
相對分子質(zhì)量: 34.01
H.O兩種元素的質(zhì)量比:1×2:16×2=2:32=1:16
俗稱雙氧水?;瘜W(xué)式H2O2。為氫和氧的一種化合物。在自然界中僅以微量存在于雨雪和某些植物的液汁中。 純過氧化氫是無色液體,熔點-0.89℃,沸點151℃,固體密度為1.643克/厘米3(-4℃),液體密度為 1.4649克/厘米3(0℃)。分子中有一過氧基-O-O-,每個氧原子各連接一個氫原子(見圖)。過氧化氫中氧的氧化態(tài)為-1,所以它既有氧化性,又有還原性,以氧化性為主。 在工業(yè)上,過去用電解硫酸氫鉀溶液法生產(chǎn)過氧化氫,現(xiàn)在常用乙基蒽醌法:用氧將乙基蒽醇氧化成乙基蒽醌和過氧化氫,然后再用鈀作催化劑,將乙基蒽醌加氫還原成乙基蒽醇。整個過程循環(huán)進(jìn)行,消耗的原料只是水、氧氣和氫氣。產(chǎn)品過氧化氫經(jīng)濃縮, 濃度可達(dá)98%。 過氧化氫可用作消毒殺菌劑、漂白劑、氧化劑和火箭燃料的高能氧化劑。
過氧化氫 - 理化性質(zhì)
主要成分: 工業(yè)級 分為27.5%、35%兩種。
外觀與性狀: 無色透明液體,有微弱的特殊氣味。
熔點(℃): -2(無水)
沸點(℃): 158(無水)
折射率:1.4067(25℃)
相對密度(水=1): 1.46(無水)
飽和蒸氣壓(kPa): 0.13(15.3℃)
溶解性:能與水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。
主要用途:在不同的情況下可有氧化作用或還原作用。可用氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑,并供火箭燃料、有機或無機過氧化物、泡沫塑料和其他多孔物質(zhì)等。
健康危害: 吸入本品蒸氣或霧對呼吸道有強烈刺激性。眼直接接觸液體可致不可逆損傷甚至失明。口服中毒出現(xiàn)腹痛、胸口痛、呼吸困難、嘔吐、一時性運動和感覺障礙、體溫升高等。個別病例出現(xiàn)視力障礙、癲癇樣痙攣、輕癱。長期接觸本品可致接觸性皮炎。
毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700
燃爆危險: 本品助燃,具強刺激性。
危險特性: 爆炸性強氧化劑。過氧化氫本身不燃,但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸。過氧化氫在pH值為3.5~4.5時最穩(wěn)定,在堿性溶液中極易分解,在遇強光,特別是短波射線照射時也能發(fā)生分解。當(dāng)加熱到 100℃以上時,開始急劇分解。它與許多有機物如糖、淀粉、醇類、石油產(chǎn)品等形成爆炸性混合物,在撞擊、受熱或電火花作用下能發(fā)生爆炸。過氧化氫與許多無機化合物或雜質(zhì)接觸后會迅速分解而導(dǎo)致爆炸,放出大量的熱量、氧和水蒸氣。大多數(shù)重金屬(如鐵、銅、銀、鉛、汞、鋅、鈷、鎳、鉻、錳等)及其氧化物和鹽類都是活性催化劑,塵土、香煙灰、碳粉、鐵銹等也能加速分解。濃度超過74%的過氧化氫,在具有適當(dāng)?shù)狞c火源或溫度的密閉容器中,能產(chǎn)生氣相爆炸。
過氧化氫 - 化學(xué)特性
酸堿
H2O2是二元弱酸,具有酸性
氧化性
具有較強的氧化性 H2O2+ 2KI + 2HCl ==== 2KCl + I2+ 2H2O
2Fe2+ + H2O2+ 2H+ ==== 2Fe3+ + 2H2O
H2O2+H2S ==== S↓+ 2H2O H2O2+ SO2==== H2SO4
注:在酸性條件下H2O2的還原產(chǎn)物為H2O,在中性或堿性條件其還原產(chǎn)物為氫氧化物.
還原性
2KMnO4+ 5H2O2+ 3H2SO4 ==== 2MnSO4+ K2SO4 + 5O2↑+ 8H2O
H2O2+Cl2=2HCl + O2注:H2O2的氧化產(chǎn)物為O2
不穩(wěn)定性
過氧化氫在可以發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣和水(緩慢分解),在加熱或者加入催化劑后能加快反應(yīng),催化劑有二氧化錳、硫酸銅、碘化氫、二氧化鉛、三氯化鐵,及生物體內(nèi)的過氧化氫酶等。
2H2O2=MnO2= 2H2O + O2↑
2H2O2 =△= 2H2O + O2↑
H2O2的保存方法 實驗室里常把H2O2裝在棕色瓶內(nèi)避光并放在陰涼處。
H2O2的用途 作消毒、殺菌劑,作漂白劑、脫氯劑,純H2O2還可作火箭燃燒的氧化劑等。
過氧化氫 - 作用
過氧化氫是一種重要的化工產(chǎn)品,具有漂白、氧化、消毒、殺菌等多種功效,起效后無任何副產(chǎn)物,無需特殊處理,廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、化工、電子、輕工、污水處理等工業(yè).
造紙工業(yè)
可用于紙漿的漂白、廢印刷紙回收、脫墨、消毒殺菌等。
紡織工業(yè)
可用于織物漂白、織物脫漿、染料染色還原等。
化學(xué)工業(yè)
可用于環(huán)氧化物、過氧化物、水和肼、對苯二酚、甘油、酒石酸、己內(nèi)酰胺、農(nóng)藥、洗滌劑原料、橡膠硫化促進(jìn)劑、亞氯酸鈉、表氯醇等制備。
電子工業(yè)
用于鍺、硅晶體管和半導(dǎo)體元件的侵蝕、清洗。
醫(yī)藥工業(yè)
用于生產(chǎn)過氧乙酸、過碳酰胺、過氧化鈣等消毒劑。
輕工業(yè)
用于毛皮漂白、肥皂漂白、煙草漂白等。
其它行業(yè)
過氧化氫還可用于農(nóng)業(yè)(農(nóng)用大棚草簾的漂白消毒)、食品業(yè)(如罐頭食品、奶及奶制品、面包等)、手工業(yè)、軍工、建材、礦山等。
過氧化氫 - 危害
過氧化氫溶液,俗稱雙氧水,為無色無味的液體,添加入食品中可分解放出氧,起漂白、防腐和除臭等作用。因此,部分商家在一些需要增白的食品如:水發(fā)食品的牛百葉和海蜇、魚翅、蝦仁、帶魚、魷魚、水果罐頭、和面制品等的生產(chǎn)過程中違禁浸泡雙氧水,以提高產(chǎn)品的外觀。少數(shù)食品加工單位將發(fā)霉水產(chǎn)干品經(jīng)浸泡雙氧水處理漂白重新出售或為消除病死雞、鴨或豬肉表面的發(fā)黑、淤血和霉斑,將這 些原料浸泡高濃度雙氧水漂白,再添加人工色素或亞硝酸鹽發(fā)色出售。過氧化氫可通過與食品中的淀粉形成環(huán)氧化物而導(dǎo)致癌性,特別是消化道癌癥。另外,工業(yè)雙氧水含有砷、重金屬等多種有毒有害物質(zhì)更是嚴(yán)重危害食用者的健康。FAO和WHO根據(jù)其毒性試驗報告規(guī)定,過氧化氫僅限于牛奶防腐的緊急措施之用。我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》亦規(guī)定雙氧水只可在牛奶中限量使用,且僅限于內(nèi)蒙古和黑龍江兩地,在其它食品中均不得有殘留。
過氧化氫 - 制法
可由硫酸作用于過氧化鋇,或由電解氧化硫酸成過硫酸或硫酸鹽成過硫酸鹽再經(jīng)水解,或由2-乙基蒽醌經(jīng)氫化再經(jīng)氧化而制得過氧化氫電解制取,早期是由(NH4)2SO4或K2SO4水溶液電解制成相應(yīng)的過二硫酸鹽,再水解獲得H2O2。1953年,由烷基蒽醌自氧化法工業(yè)制取H2O2。獲得成功,電解法因能耗高、初始投資大、H2O2濃度不易提高等原因而遭淘汰。但氧陰極還原制取堿液中約2%-5%H2O2的方法,可供造紙工業(yè)現(xiàn)場漂白使用,仍有經(jīng)濟(jì)價值。用該法較成功的電解槽是采用多孔炭粒填充床陰極,空氣-NaOH水溶液混合體系“穿流”通過炭粒,使空氣中的氧還原成H2O2,電流效率可達(dá)60%-67%;用傳統(tǒng)鎳陽極和隔膜,要點是電解液不能含過渡金屬離子,以免H2O2的催化分解。