走近過氧化氫

走近過氧化氫（H2O2）一、 物理性質(zhì)過氧化氫水溶液也稱為雙氧水；標準狀況下，純的過氧化氫為淡藍色粘稠液體，其熔點為-0.43。。，沸點為150.2。。。269K時，固體密度為1.643g/cm3，273K時，液體密度為1.465g/cm3。H2O2分子間通過氫鍵發(fā)生締合，締合程度比水大、H2O2能與水以任何比例相混合。二、 化學性質(zhì)1、H2O2分子結(jié)構(gòu)3sp3H2O2分子結(jié)構(gòu)、a鍵過氧化氫分子中有過氧鏈（-O-O-）,鏈中的每個氧原子采取不等性的棗3雜化，每個氧原子都有兩個孤電子對。兩個氧原子間借助于單電子的sp3雜化軌道重疊形成a鍵，每個氧原子各用一個單電子的sp3雜化軌道同氫原子的1s軌道重疊形成H-Oa鍵。H2O2分子結(jié)構(gòu)和a鍵如上圖。2、HO的制備1）實驗室制法在實驗室中，可以將過氧化鈉加到冷的稀硫酸或稀鹽酸中制備過氧化氫:NaO+HSO+10HO=NaSO?10HO+HO22 2 4 2 2 4 2 222）工業(yè)制法電解硫酸氫鉉法工業(yè)上多用電解硫酸氫鉉水溶液的方法制取H2O2。電解時兩極發(fā)生如下反應：陽極反應 2SO;--2e-=S2O2-陰極反應 2H++2e-=H2實際上電解時溶液中生成的是過二硫酸鉉。2NHHSO電解（NH）SO+H4 4 4228 2將過二硫酸鉉水解得到過氧化氫：S2O2-+2H2O=2HSO-+H2O2水解的另一產(chǎn)物酸式硫酸鹽經(jīng)處理后可作為電解質(zhì)循環(huán)使用。如在電解產(chǎn)物NH）SO中加入硫酸氫鉀，則析出過二硫酸鉀。然后將過二4228硫酸鉀在酸性溶液中水解，同樣可以得到過氧化氫：K2S2O8+2HOh2so4>2KHSO4+H2O2上述方法得到的含有過氧化氫的溶液經(jīng)分餾可得到30%左右的H2O2，采用減壓蒸餾的方法可獲得高濃度的H2O2。乙基蒽醌法在苯溶液中，2-乙基蒽醌在鈀催化下用氫氣還原得到2-乙基蒽醇；用氧氣氧化2-乙基蒽醇時即制得過氧化氫，而生成的2-乙基蒽醌可以循環(huán)使用。

O OHOH O在該反應中，實際上所消耗的只是氫氣和氧氣，相當于在2-乙基蒽醌和鈀的催化作用下，氫氣和氧氣化合生成過氧化氫的反應，是典型的“零排放”的“綠色化學工藝”：O OHOH OH+O—R!、2乙基蒽醌＞HO這種方法制得的過氧化氫也是它的稀溶液。液態(tài)過氧化氫經(jīng)冷凍、分級結(jié)品可制得HO純品體。異丙醇氧化法在90-140°C,1.5~2.0MPa的條件下，異丙醇經(jīng)多步空氣液相氧化生成丙酮和過氧化氫:CH3CH（OH）CH3+02=CHCOCH3+H2023、HO的鑒定用硫酸酸化Kg。7溶液，再加入所制得的溶液，若有藍色CrO5生成，則證明為過氧化氫，反應式：KCrO+4HO+HSO=2CrO（藍）J+5HO+KSO2 27 22 2 4 5 2 2 44、H2O2不穩(wěn)定性①不穩(wěn)定性Ee/VAEe/VO0.695O0.695HO1.763HOO2-0.069HO-0.867OH-從元素電勢圖上看，無論酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)，總有E右〉E左，所以H2O2在兩種介質(zhì)中均不穩(wěn)定，將發(fā)生歧化分解：2H2O2=2H2O+O2個 AH=T96kj/molHO在較低溫度和高純度時分解的速率較慢，若受熱到153°C以上便猛烈分解。H2O2在堿性介質(zhì)中的分解速率遠比在酸性介質(zhì)中快。波長為320~380nm的紫外光也促使HO的分解。②保存方法一般在實驗室里，常把過氧化氫裝在棕色瓶內(nèi)存放在陰涼處。有時加入一些穩(wěn)定劑，如微量的錫酸鈉（Na2SnO3）、焦磷酸鈉0空）等通過吸附或絡合等作用來抑制所含雜質(zhì)對H2O2的催化作用。5、HO的氧化性H2O2在溶液中的氧化能力的大小通過其標準電極電勢數(shù)據(jù)體現(xiàn)出：Ee=1.763VAEe=0.867VBEe=1.763VAEe=0.867VBHO-+H2O+2e-=3OH-由電極電勢可知，H2O2在酸、堿性溶液中都是較強的氧化劑。定性檢出和定量測定H2O2或過氧化物的常用反應:H2O2+21-+2H+=12+2H2O類似的反應還有：3H2O2+2NaCrO+2NaOH=2Na2CrO+4H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O等等。利用H2O2的氧化性，可漂白毛、織物和油畫。例如油畫染料中含

鉛，長時間與空氣中的硫化氫反應，生成黑色的硫化鉛而發(fā)暗，用過氧化氫涂刷，油畫得以翻新。其化學反應式為：PbS+4H2O2=PbSOq+4H2O過氧化氫也可以作為消毒殺菌劑。純H2O2還可以作火箭燃料的氧化劑。6、HO的還原性H2O2在溶液中的還原能力的大小同樣也可以通過其標準電極電勢數(shù)據(jù)體現(xiàn)出：Ee=0.695VAEe=-0.069VEe=0.695VAEe=-0.069VBO2+H2O+2e-=HO-+OH-由電極電勢可知，H2O2在酸中還原性不強，只有強氧化性，如KMnO等，才能將其氧化:2MnO-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2個+8H2O而在堿中是一種中等強度的還原劑，可以還原AgG）：H2O2+Ag2O=2Ag+O2個+H2O在工業(yè)上利用H2O2的還原性除氯：H2O2+Cl2=2C1-+O2個+2H+H2O2是一種較理想的、常用的氧化（還原）劑，因為它在反應中本身的產(chǎn)物只有O2和HO，其剩余的H2O2又會受熱分解，不會給反應體系引入雜質(zhì)。7、H2O2的弱酸性HH2O2fH++HO-K1=2.29x10-12其酸性比HCN更弱，不能使藍色石蕊溶液變紅，但可與堿反應，例如:H2O2+Ba（OH.=BaO^+2H2O因此過氧化鋇可以看作過氧化氫這種弱酸的鹽，過氧化氫的鹽的特點在于含有過氧基。8、H2O2的其它性質(zhì)1） 過氧鏈轉(zhuǎn)移反應典型的反應例如：KCrO+4HO+HSO=2CrO（藍）J+5HO+KSO

2 27 22 2 4 5 2 2 4VO3-+2H2O2=VO2（O2》-（黃）+2H2O2） HO的配位反應例如：TiO2++2H