過氧化氫

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氧化溶液化學式為H2O2,其水溶液俗稱雙氧水,外觀為無色透明液體,是一種強氧化劑,適用於傷口消毒環境食品消毒。

簡介

管制信息

  過氧化氫(*)(易制爆)   該品根據《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。   低濃度醫用過氧化氫溶液不受管制。[1]

編碼信息

  CAS號:7722-84-1[1]   EINECS231-765-0   InChI編碼 InChI=1/H2O2/c1-2/h1-2H [2]

物理性質

球棍模型

[3]  EINECS登錄號:231-765-0   英文名稱:Hydrogen peroxide   分子結構:O原子以sp3雜化軌道成鍵、分子為共價極性分子。   其立體結構像一本半展開的書一樣,兩個氧原子在書縫上,兩個氫原   子各佔據書的兩頁紙。

過氧化氫立體結構

  H-O-O鍵角96度52分   外觀與性狀: 水溶液為無色透明液體,有微弱的特殊氣味。純過氧化氫是淡藍色的油狀液體。   主要成分:工業級 分為27.5%、35%兩種。試劑級 常分為30%、40%兩種。   分子量:34.02   熔點(℃):-0.89℃(無水)   沸點(℃):152.1℃(無水)   折XX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、乙醇乙醚以任何比¨例混合。不溶於苯、石油醚。   結構:H-O-O-H 既有極性共價鍵又有非極性共價鍵   毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700mg/Kg[4]

化學性質

酸鹼

  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的還原產物為H2O,在中性或鹼性條件其還原產物為氫氧化物。   大於90%的過氧化氫遇到可燃物會瞬間將其氧化起火。

還原性

  2KMnO4+ 5H2O2+ 3H2SO4==== 2MnSO4+ K2SO4 + 5O2↑+ 8H2O   2KMnO4+5H2O2===2Mn(OH)2+2KOH+5O2↑ +2H2O   H2O2+ Cl2==== 2HCl + O2   注:H2O2的氧化產物為O2

穩定

  過氧化氫在常溫可以發生分解反應生成氧氣和水(緩慢分解),在加熱或者加入催化劑后能加快反應,催化劑二氧化錳硫酸銅、碘化氫二氧化鉛三氯化鐵,及生物體內的過氧化氫酶等。   2H2O2==MnO2== 2H2O + O2↑   2H2O2 ==Δ== 2H2O + O2↑   4、 H2O2的保存方法 實驗室里常把H2O2裝在棕色瓶內避光並放在陰涼處。   5、 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。   6、 高濃度(大於74%)的H2O2非常不穩定,受熱就會爆炸。   7、 實驗室提純H2O2使用減壓蒸餾的方法,使H2O2在較低的溫度下沸騰,以至於不會過多地分解。

電解反應

  電解過氧化氫會生成臭氧和水,同時水又生成氫氣和氧氣。   分步反應化學方程式:   一、3H2O2==電解== 3H2O + O3↑   二、2H2O ==電解== 2H2↑ + O2↑   總反應化學方程式為:   6H2O2==電解==6H2↑ + 2O3↑ + 3O2↑   注:首次生成的臭氧顏色為橙黃。

分解反應

  1.取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中,將帶火星的木條伸入試管中,木條沒有復燃。   2.取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中,加熱,再將帶火星的木條伸入試管中,木條難以復燃。   注意:此時不是試管內有大量水蒸汽,而是氧氣濃度低   3.取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中,加入少量二氧化錳,再將帶火星的木條伸入試管中,木條復燃。二氧化錳做催化劑(起催化作用,加快化學反應速率,且反應前後其質量與化學性質均不發生改變),和過氧化氫反應生成氧氣和水。   4.化學方程式:2H2O2==MnO2== 2H2O + O2↑

催化原理

  雙氧水的分解是個自身氧化還原的反應,也叫歧化反應。   酸性溶液中的標準電極電勢對比:   O2+2H+ +2e- =H2O2 0.695V   H2O2+2H+ +2e -=2H2O 1.776 V   可以看出過氧化氫具有很強的還原性,同時具有很強的氧化性,歧化反應的電極電勢高達1.0V以上,歧化反應理應相當劇烈,但是由於過氧鍵有一定的穩定性造成實際上雙氧水的歧化反應並沒有那麼強烈,所以需要加入催化劑。   【催化劑的中心元素都是變價的,而且要求此元素氧化態能夠氧化雙氧水,但是還原態的能夠被雙氧水氧化。】   二氧化錳作催化劑時候,目前最被認可的反應原理是:   MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O   H2O2+Mn2+=MnO2+2H+   Fe3+催化的機理與之類似   H2O2+2Fe3+=2Fe2++2H++O2↑   H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3++2H2O   但是鐵離子的氧化性太弱,所以該反應第一步進行很慢,造成鐵離子的催化效果比二氧化錳差很遠。

制取氧氣

  可把過氧化氫裝入試管中,加入催化劑(二氧化錳、沸石),插上單孔橡皮塞和導管,用排水法制取氧氣。化學方程式為 2H2O2==(催化劑)2H2O+O2。這個實驗十分常用。

安全信息

  危險品標誌: Xn:Harmful   風險術語: R22:;R41:   安全術語: S26:;S28A:;S36/37/39:;S45:   危險品運輸編號: UN 2015/2014/2984   危險類別: R22;R41

作用與用途

  化學工業用作生產過硼酸鈉過碳酸鈉過氧乙酸亞氯酸鈉、過氧化硫脲等的原料,酒石酸維生素等的氧化劑。醫藥工業用作殺菌劑消毒劑,以及生產福美雙殺蟲劑和40l抗菌劑的氧化劑。印染工業用作棉織物的漂白劑,還原染料染色后的發色劑。用於生產金屬鹽類或其他化合物時除去鐵及其他重金屬。也用於電鍍液,可除去無機雜質,提高鍍件質量。還用於羊毛、生絲、皮毛、羽毛、象牙、豬鬃、紙漿、脂肪等的漂白。高濃度的過氧化氫可用作火箭動力燃料。   民用:廚房下水道異味,   去藥店2元錢買瓶雙氧水加水加洗衣粉倒進下水道,可去污,消毒,殺菌   [5]

使用注意事項

健康危害

  侵入途徑:吸入、食入。   健康危害:吸入該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。個別病例出現視力障礙癲癇痙攣輕癱[6]

毒理學資料

  急性毒性:LD504060mg/kg(大鼠經皮);LC502000mg/m3,4小時(大鼠吸入)   致突變性微生物致突變:鼠傷寒沙門氏菌10μL/皿;大腸桿菌5ppm。姊妹染色單體交換:倉鼠肺353μmol/L。   致癌性:IARC致癌性評論:動物可疑陽性。   危險特性:爆炸性強氧化劑。過氧化氫自身不燃,但能與可燃物反應放出大量熱量和氣氛而引起著火爆炸。過氧化氫在pH值為 3.5~4.5時最穩定,在鹼性溶液中極易分解,在遇強光,特別是短波XX線照XX時也能發生分解。當加熱到100℃以上時,開始急劇分解。它與許多有機物如糖、澱粉、醇類、石油產品等形成爆炸性混合物,在撞擊、受熱或電火花作用下能發生爆炸。過氧化氫與許多無機化合物或雜質接觸後會迅速分解而導致爆炸,放出大量的熱量、氧和水蒸氣。大多數重金屬(如杴、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、鐵鏽等也能加速分解。濃度超過74%的過氧化氫,在具有適當的點火源或溫度的密閉容器中,會產生氣相爆炸。   燃燒(分解)產物:氧氣、水。[6]

泄漏應急處理

  迅速撤離泄漏污染人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸鹼工作服。盡可能切斷泄漏源,防止XX下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容;噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或到家至廢物處理場所處置。   廢棄物處置方法:廢液經水稀釋后發生分解,放出氧氣,待充分分解后,把廢液沖入下水道。[6]

防護措施

  呼吸系統防護:可能接觸其蒸氣時,應該佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。   眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。   身體防護:穿聚乙烯防毒服。   手防護:戴氯丁橡膠手套。   其它:工作現場嚴禁吸煙。工作畢,淋浴更衣。注意個人清潔衛生[6]

急救措施

  皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用大量流動清水沖洗。   眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。   吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。   食入:飲足量溫水,催吐,就醫。   滅火方法:消防人員必須穿戴全身防火防毒服。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水冷卻火場容器,直至滅火結束。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。滅火劑:水、霧狀水、乾粉、砂土。[6]

製備

鹼性過氧化氫製法

  生產鹼性過氧化氫用含醌空氣電極,其特徵在於每對電極由陽極板、塑料網、陽離子隔膜和含醌空氣陰極組成,在電極工作區的上、下端設有XX流體的分配室和排出流體的收集室,在流體進口處設有節流孔,多組元電極採用有限制的偶極串聯接法,加長陽極循環鹼水進、出口用的塑料軟管后再接至集液總管,多組元電極組由單元極板組裝。[7]

磷酸和法

  該製法涉及無機化合物製備領域,特別涉及從申請號為871 03988專利申請中所得陰極產物的過氧化鈉水溶液製備過氧化氫的方法。用磷酸或磷酸二氫鈉將過氧化鈉水溶液中和至 pH9.0~9.7,使生成Na2HPO4和H2O2,將所說的Na2HPO4和H2O2水溶液冷卻到+5~-5℃,使絕 大部分Na2HPO4以Na2HPO4 ·10H2O水合物形式析出,再在離心分離器 中將含有Na2HPO4 · 10H2O水 合物和過氧化氧水溶液混合物進行分離,分離出該水合物,隨 后再對含有少量Na2HPO4的過氧化氫水溶液進行蒸發和分餾,得到約30%H2O2產品 。   權利要求:   製備過氧化氫的方法,其特徵在於,用下列步驟從過氧化鈉水 溶液製備:   (1)用磷酸或磷酸二氫鈉NaH2PO4將過氧化鈉水溶液中和至9.0~9.7,使 生成Na2HPO4和H2O2的水溶液。   (2)使所說的Na2HPO4和 H2O2水溶液冷卻到+5~-5℃,從而使絕 大部分Na2HPO4以Na2HPO4·10H2O水合物形式析出。   (3)在離 心分離器中對含有Na2HPO4·10H2O水合物和過氧化氫水溶液混合物進行分離,從而使Na2HPO4 ·10H2O結晶從含少量Na2HPO4的過氧化氫水溶液中分離出來。   (4)將所說的含少量Na2HPO4的過氧 化氫水溶液在蒸發器中蒸發,得到含H2O2和H2O的蒸汽,而含過氧化氫的Na2HPO4濃鹽溶液從底部流出並返回中和槽。   (5)將所說的含H2O2和H2O的蒸汽在分餾塔中 進行減壓分餾,得到約30%H2O2產品。[7]

電解硫酸法

  用電解60%的硫酸,得到過二硫酸,再經水解可得濃度為95%的雙氧水。[7]

2-乙基蒽醌

  現在工業規模化生產主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定溫度壓力在催化劑作用下和氫氣反應生成2-乙基氫蒽醌,2-乙基氫蒽醌在一定溫度壓力下與氧發生氧化還原反應,2-乙基氫蒽醌還原生成2-乙基蒽醌和過氧化氫。[7]

化學實驗

大象的牙膏

  需要物品:一個容器、少許洗潔精、一些酵母和一瓶雙氧水   原理:雙氧水遇酵母后快速發生反應,變成氧氣和水。高能氧氣遇上洗潔精瞬間產生大量泡沫

用過氧化氫制氧氣的實驗

  雙氧水(過氧化氫)制取氧氣 a. 實驗原理:過氧化氫(H2O2) ————→ 水(H2O) + 氧氣(O2) b. 注意事項: a). 分液漏斗可以用長頸漏斗代替,但其下端應該深入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出; b). 導管只需略微伸入試管塞 c). 氣密性檢查:用止水夾關閉,打開分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持續下降,就說明氣密性良好。 d). 裝藥品時,先裝固體后裝液體 e). 該裝置的優點:可以控制反應的開始與結束,可以隨時添加液體。 總結:若固體(或固體+固體)加熱生成氣體,選用高錳酸鉀制氧氣裝置; 若固體+液體常溫下制取氣體,選用雙氧水制取氧氣裝置。 催化劑:在化學反應中能改變其他物質的反應速率,但本身的化學性質和質量在反應前後沒有發生變化的物質。

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