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過氧化氫
鎖定
過氧化氫(hydrogen peroxide),是一種無機化合物,化學式H₂O₂,相對分子質量34.02,無色液體,相對密度1.465g/cm³,熔點-1℃,沸點152℃,純淨物品易分解成水和氧氣,市售品為30%或3%的水溶液,暗處較穩定,見光或遇雜質會加速分解,少量的酸、錫酸鈉、焦磷酸鈉、乙醇、乙酰苯胺或乙酰乙氧基苯胺等可增加其穩定性。
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過氧化氫研究簡史
1818年,法國化學家泰納爾首先對重結晶的硝酸鋇(除去了過渡金屬離子)進行熱處理得到氧化鋇BaO,進而高温氧化便轉化成過氧化鋇BaO₂;然後用鹽酸處理BaO₂,待用沉澱法以H₂SO₄除去Ba²離子、加入Ag₂SO₄除去Cl⁻離子,再加BaO除去SO₄²⁻離子之後,即得過氧化氫(H₂O₂)水溶液;最後減壓蒸餾即可製得幾乎無水的純H₂O₂。Thenard在製得了H₂O₂之後,還對其性質作了一些研究,發現當用MnO₂處理H₂O₂時,MnO₂會催化分解H₂O₂放出氧氣。根據放出氧氣的體積,Thenard斷定:過氧化氫必定含有兩倍於水中所含之氧。
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過氧化氫理化性質
過氧化氫物理性質
過氧化氫(H₂O₂)俗稱雙氧水。純過氧化氫是淡藍色黏稠液體,熔點為-1℃,沸點為152℃,在0℃時的密度為1.465g/cm³。H₂O₂是極性分子,可以任意比例與水混合,常用3%和35%的水溶液。
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外觀 | 藍色黏稠狀液體;水溶液為無色透明液體。 |
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熔點 | -1℃(純的過氧化氫其分子構型會改變,所以熔沸點也會發生變化) |
溶解性 | 溶於水、醇、乙醚,不溶於苯、石油醚。 |
沸點 | 152℃。 |
密度 | 凝固點時固體密度為1.71g/cm³,密度隨温度升高而減小。 |
締合程度 | 締合程度比H₂O大,所以它的介電常數和沸點比水高。 |
過氧化氫化學性質
過氧化氫中氧的化合價是-1價,處於零價與-2價之間,所以過氧化氫既有氧化性,又有還原性。在酸性溶液中H₂O₂是強氧化劑,而在鹼性溶液中是中等還原劑。
過氧化氫製備方法
過氧化氫工業製備
- 酸解過氧化物法
早在19世紀中葉,工業規模生產的過氧化氫就是由一種酸作用於過氧化鋇而製得的。所用的過氧化鋇,或者用金屬鋇還原大氣中的氧而得到,或者像Thenard發現過氧化氫時那樣,先從Ba(NO₃)₂熱解出BaO、再在熱的BaO上面通入沒有CO₂和水分的空氣而獲得。後來,人們通過熱分解BaCO₃而得到BaO,並在所用的H₂SO₄中加入低濃度(2%—5%)的HCI和(或)H₃PO₄。若以重晶石為原料來生產H₂O₂,則其步驟大致是:
因所生成的BaSO₄易敷在BaO₂上,故反應進行緩慢。為避免這種現象,一般先將BaO₂變成BaO₂⋅8H₂O,然後將其加入含有低濃度HCl和(或)H₃PO₄的冰冷⋅H₂SO₄中。用此法可得10%一20%的H₂O₂溶液。據報道,用水合二氧化碳轉化BaO₂為H₂O₂獲得了一定程度的成功。
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過氧化氫實驗室製備
過氧化氫應用領域
過氧化氫工業用途
在工業上,過氧化氫廣泛用於漂白許多不同的物質,其中有棉織物、生絲、羊毛、皮毛、羽毛、毛髮、獸骨、象牙,脂肪、紙漿以及墓石等;過氧化氫也用來製造過硼酸鈉、過碳酸鈉、過氧乙酸、過氧化硫尿等無機和有機的過氧化物,並作為高分子聚合反應的催化劑;過氧化氫還用來生產農藥401抗藥劑和福美雙殺蟲劑;在提純無機鹽時可用來除鐵;能除去電鍍液中的無機雜質以提高鍍件質量。高濃度(90%以上)的過氧化氫同某些可燃物混合可製造炸藥;在近代高能技術中曾被用為火箭燃料的高能氧化劑和單組分燃料。
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過氧化氫醫療用途
過氧化氫安全措施
過氧化氫毒理資料
過氧化氫本身不燃,但能與可燃物反應放出大量熱量和氧氣而引起着火爆炸。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,特別是短波射線照射時也能發生分解。當加熱到100℃以上時,開始急劇分解。過氧化氫與許多有機物如糖、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温度的密閉容器中,能產生氣相爆炸。
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過氧化氫儲存運輸
過氧化氫儲存方法
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的專用庫房內,遠離火種、熱源。庫温不超過30℃,相對濕度不超過80%。保持容器密封。應與易(可)燃物、還原劑、活性金屬粉末等分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏物應急處理設備和合適的收容材料。
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過氧化氫運輸方法
運輸時單獨裝運,運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類、易燃物、有機物、還原劑、自燃物品、遇濕易燃物品等並車混運。運輸時車速不宜過快,不得強行超車。公路運輸時要按規定路線行駛。運輸車輛裝卸前後,均應徹底清掃、洗淨,嚴禁混入有機物、易燃物等雜質。
過氧化氫相關法規
- 參考資料
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- 1. 世界衞生組織國際癌症研究機構致癌物清單 3類致癌物清單(共502種) .紹興市市場監督管理局[引用日期2022-11-11]
- 2. 衞生部關於印發《處方常用藥品通用名目錄》 .中國政府網[引用日期2023-07-04]
- 3. 陳君麗.基礎化學.北京:化學工業出版社,2022.10:78-79.
- 4. 常文保.化學詞典.北京:科學出版社,2008.05:26.
- 5. 過氧化氫 .物競化學品數據庫[引用日期2023-12-14]
- 6. 過氧化氫 .物競化學品數據庫[引用日期2023-12-14]
- 7. 姚鳳儀.氧、硫、硒分族.北京:科學出版社,2011.03:79.
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- 10. 金道一主編.新編中學化學實驗大全[M].成都:四川教育出版社,1992.11:350.