双氧水的性质

双氧水的性质 过氧化氢 过氧化氢水溶液 过氧化氢溶液，化学式为H2O2，其水溶液俗称双氧水，外观为无色透明液体，是一种强氧化剂，适用于伤口消毒及环境、食品消毒。 中文相对分子质过氧化氢 名: 34.01 量: 外文Hydrogen 化学品类别: 无机物--过氧化物 名: peroxide 管制类型: 过氧化氢(*)(易制爆) 别名: 双氧水 用瓶口有微孔的塑料瓶装阴凉保化学储存: H2O2 存 式: 管制信息 过氧化氢属于易制爆物品，根据《危险化学品安全管理》受公安部门管制。 低浓度医用过氧化氢溶液不受管制。[1] 编码信息 CAS号 7722-84-1[1] EINECS号 231-765-0 InChI编码 InChI=1/H2O2/c1-2/h1-2H [2] 编辑本段物理性质 球棍模型 [3] EINECS登录号:231-765-0 英文名称:Hydrogen peroxide 分子结构:O原子以sp3杂化轨道成键、分子为共价极性分子。 其立体结构像一本半展开的书一样，两个氧原子在书缝上，两个氢原 子各占据书的两页纸。 过氧化氢立体结构 H-O-O键角96度52分 外观与性状:水溶液为无色透明液体，有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是几乎无色(非常浅的蓝色)的液体。 主要成分:工业级 分为27.5%、35%两种。试剂级 常分为30%、40%两种。 分子量:34.02 熔点(?):-0.89?(无水) 沸点(?):152.1?(无水) 折射率:1.4067(25?) 相对密度(水=1):1.46(无水) 饱和蒸气压(kPa):0.13(15.3?) 溶解性:能与水、乙醇或乙醚以任何比?例混合。不溶于苯、石油醚。 结构:H-O-O-H 既有极性共价键又有非极性共价键 毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700mg/Kg[4] 编辑本段化学性质 酸碱 H2O2是二元弱酸，具有酸性。 氧化性 具有较强的氧化性 H2O2 + 2KI + 2HCl = 2KCl + I2+ 2H2O 2Fe2+ + H2O2+ 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O H2O2 + H2S = S?+ 2H2O H2O2 + SO2 = H2SO4 Cu + H2O2 + 2HCl = CuCl2+2H2O 注:在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O，在中性或碱性条件其还原产物为氢氧化物。 大于90%的过氧化氢遇到可燃物会瞬间将其氧化起火。 还原性 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2? + 8H2O 2KMnO4 + 5H2O2 = 2Mn(OH)2 + 2KOH + 5O2? + 2H2O H2O2 + Cl2 = 2HCl + O2 注:H2O2的氧化产物为O2 不稳定性 过氧化氢在常温可以发生分解反应生成氧气和水(缓慢分解)，在加热或者加入催化剂后能加快反应，催化剂有二氧化锰、硫酸铜、碘化氢、二氧化铅、三氯化铁、氧化铁，及生物体内的过氧化氢酶等。 2H2O2 =MnO2= 2H2O + O2? (二氧化锰催化过氧化氢分解的准确方程式为: H2O2 + MnO2 + H+ = Mn2+ + 2H2O + O2? Mn2+ + H2O2 = MnO2 + 2H+ 2H2O2 =?= 2H2O + O2? 4、 H2O2的保存方法 实验室里常把H2O2装在棕色瓶内避光并放在阴凉处。 5、 H2O2的用途 作消毒、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃烧的氧化剂等。 6、 高浓度(大于74%)的H2O2非常不稳定，受热就会爆炸。 7、 实验室提纯H2O2使用减压蒸馏的方法，使H2O2在较低的温度下沸腾，以至于不会过多地分解。 电解反应 电解过氧化氢会生成臭氧和水，同时水又生成氢气和氧气。 分步反应化学方程式: 一、3H2O2 =电解= 3H2O + O3? 二、2H2O =电解= 2H2? + O2? 总反应化学方程式为: 6H2O2 =电解= 6H2? + 2O3? + 3O2? 注:首次生成的臭氧颜色为橙黄。 分解反应 ?取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，将带火星的木条伸入试管中，木条没有复燃。 ?取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，加热，再将带火星的木条伸入试管中，木条难以复燃。 注意:此时既因为试管内有大量水蒸汽，还有氧气浓度低的缘故 ?取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。二氧化锰做催化剂(起催化作用，加快化学反应速率，且反应前后 其质量与化学性质不发生改变)，和过氧化氢反应(注意:是反应，催化剂都是和原物质反应，但反应后重新回到原来的样子)生成氧气和水。 ?化学方程式:2H2O2 =MnO2= 2H2O + O2? 催化原理 双氧水的分解是个自身氧化还原的反应，也叫歧化反应。 酸性溶液中的电极电势对比: O2 + 2H+ + 2e- = H2O2 0.695V H2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O 1.776 V 可以看出过氧化氢具有很强的还原性，同时具有很强的氧化性，歧化反应的电极电势高达1.0V以上，歧化反应理应相当剧烈，但是由于过氧键有一定的稳定性造成实际上双氧水的歧化反应并没有那么强烈，所以需要加入催化剂。 【催化剂的中心元素都是变价的，而且要求此元素氧化态能够氧化双氧水，但是还原态的能够被双氧水氧化。】 二氧化锰作催化剂时候，目前最被认可的反应原理是: MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2 + 2H2O H2O2 + Mn2+ = MnO2 + 2H+ Fe3+催化的机理与之类似 H2O2 + 2Fe3+ = 2Fe2+ + 2H+ + O2? H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ ==2Fe3+ +2H2O 但是铁离子的氧化性太弱，所以该反应第一步进行很慢，造成铁离子的催化效果比二氧化锰差很远。 制取氧气 可把过氧化氢装入试管中，加入催化剂(二氧化锰、浸过硝酸银溶液的沸石)，插上单孔橡皮塞和导管，用排水法制取氧气。化学方程式为 2H2O2=催化剂=2H2O + O2?。这个实验十分常用。 编辑本段安全信息 危险品标志: Xn:Harmful 风险术语: R22:;R41: 安全术语: S26:;S28A:;S36/37/39:;S45: 危险品运输编号: UN 2015/2014/2984 危险类别: R22;R41 编辑本段作用与用途 化学工业用作生产过硼酸钠、过碳酸钠、过氧乙酸、亚氯酸钠、过氧化硫脲等的原料，酒石酸、维生素等的氧化剂。医药工业用作杀菌剂、消毒剂，以及生产福美双杀虫剂和40l抗菌剂的氧化剂。印染工业用作棉织物的漂白剂，还原染料染色后的发色剂。用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属。也用于电镀液，可除去无机杂质，提高镀件质量。还用于羊毛、生丝、皮毛、羽毛、象牙、猪鬃、纸浆、脂肪等的漂白。高浓度的过氧化氢可用作火箭动力燃料。 民用:处理厨房下水道的异味， 到药店购买双氧水加水加洗衣粉倒进下水道，可去污，消毒，杀菌 [5] 编辑本段使用注意事项 健康危害 侵入途径:皮肤接触、吸入、食入。 健康危害:浓过氧化氢有强烈的腐蚀性。吸入该品蒸气或雾对呼吸道有强烈刺激性。眼直接接触液体可致不可逆损伤甚至失明。口服中毒出现腹痛、胸口痛、呼吸困难、呕吐、一时性运动和感觉障碍、体温升高等。个别病例出现视力障碍、癫痫样痉挛、轻瘫。[6] 毒理学资料 急性毒性:LD504060mg/kg(大鼠经皮);LC502000mg/m3，4小时(大鼠吸入) 致突变性:微生物致突变:鼠伤寒沙门氏菌10μL/皿;大肠杆菌5ppm。姊妹染色单体交换:仓鼠肺353μmol/L。 致癌性:IARC致癌性评论:动物可疑阳性。 危险特性:爆炸性强氧化剂。过氧化氢自身不燃，但能与可燃物反应放出大量热量和气氛而引起着火爆炸。过氧化氢在pH值为 3.5,4.5时最稳定，在碱性溶液中极易分解，在遇强光，特别是短波射线照射时也能发生分解。当加热到100?以上时，开始急 剧分解。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成爆炸性混合物，在撞击、受热或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢与许多无机化合物或杂质接触后会迅速分解而导致爆炸，放出大量的热量、氧和水蒸气。大多数重金属(如锨、铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等)及其氧化物和盐类都是活性催化剂，尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。浓度超过74%的过氧化氢，在具有适当的点火源或温度的密闭容器中，会产生气相爆炸。 燃烧(分解)产物:氧气、水。[6] 泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或到家至废物处理场所处置。 废弃物处置方法:废液经水稀释后发生分解，放出氧气，待充分分解后，把废液冲入下水道。[6] 防护措施 呼吸系统防护:可能接触其蒸气时，应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。 身体防护:穿聚乙烯防毒服。 手防护:戴氯丁橡胶手套。 其它:工作现场严禁吸烟。工作毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。[6] 急救措施 皮肤接触:脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗。 眼睛接触:立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入:饮足量温水，催吐，就医。 灭火方法:消防人员必须穿戴全身防火防毒服。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水冷却火场容器，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂:水、雾状水、干粉、砂土。[6] 编辑本段制备 碱性过氧化氢制法 生产碱性过氧化氢用含醌空气电极，其特征在于每对电极由阳极板、塑料网、阳离子隔膜和含醌空气阴极组成，在电极工作区的上、下端设有进入流体的分配室和排出流体的收集室，在流体进口处设有节流孔，多组元电极采用有限制的偶极串联接法，加长阳极循环碱水进、出口用的塑料软管后再接至集液总管，多组元电极组由单元极板组装。[7] 磷酸中和法 该制法涉及无机化合物制备领域，特别涉及从申请号为871 03988专利申请中所得阴极产物的过氧化钠水溶液制备过氧化氢的方法。用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至 pH9(0,9(7，使生成Na2HPO4和H2O2，将所说的Na2HPO4和H2O2水溶液冷却到+5,,5?，使绝 大部分Na2HPO4以Na2HPO4 ?10H2O水合物形式析出，再在离心分离器 中将含有Na2HPO4 ? 10H2O水 合物和过氧化氧水溶液混合物进行分离，分离出该水合物，随 后再对含有少量Na2HPO4的过氧化氢水溶液进行蒸发和分馏，得到约30%H2O2产品。 权利要求: 制备过氧化氢的方法，其特征在于，用下列步骤从过氧化钠水 溶液制备: ?用磷酸或磷酸二氢钠NaH2PO4将过氧化钠水溶液中和至9(0,9(7，使 生成Na2HPO4和H2O2的水溶液。 ?使所说的Na2HPO4和 H2O2水溶液冷却到+5,,5?，从而使绝 大部分Na2HPO4以Na2HPO4?10H2O水合物形式析出。 ?在离 心分离器中对含有Na2HPO4?10H2O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离，从而使Na2HPO4 ?10H2O结晶从含少量Na2HPO4的过氧化氢水溶液中分离出来。 ?将所说的含少量Na2HPO4的过氧 化氢水溶液在蒸发器中蒸发，得到含H2O2和H2O的蒸汽，而含过氧化氢的Na2HPO4浓盐溶液从底部流出并返回中和槽。 ?将所说的含H2O2和H2O的蒸汽在分馏塔中 进行减压分馏，得到约30%H2O2产品。[7] 电解硫酸法 用电解60%的硫酸，得到过二硫酸，再经水解可得浓度为95%的双氧水。[7] 2-乙基蒽醌法 现在工业规模化生产主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌，2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应，2-乙基氢蒽醌还原生成2-乙基蒽醌和过氧化氢。[7] 编辑本段化学实验 大象牙膏 需要物品:一个容器、少许洗洁精、一些酵母和一瓶双氧水 原理:双氧水遇酵母后快速发生反应，变成氧气和水。氧气遇上洗洁精瞬间产生大量泡沫 过氧化氢制氧气 双氧水(过氧化氢)制取氧气 a. 实验原理:过氧化氢(H2O2) ————? 水(H2O) + 氧气(O2) b. 注意事项: a). 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出; b). 导管只需略微伸入试管塞 c). 气密性检查:用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。 d). 装药品时，先装固体后装液体 e). 该装置的优点:可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。 总结:若固体(或固体+固体)加热生成气体，选用高锰酸钾制氧气装置; 若固体+液体常温下制取气体，选用双氧水制取氧气装置。