Loading AI tools
化合物 来自维基百科,自由的百科全书
過氧化氫,分子式H₂O₂,是除水外的另一種氫的氧化物。比水稍黏,化學性質不穩定,一般以30%或60%的水溶液形式存放,其水溶液俗稱雙氧水。過氧化氫氧化力很強,且為弱酸。
此條目需要補充更多來源。 (2012年9月10日) |
過氧化氫 | |||
---|---|---|---|
![]() | |||
| |||
IUPAC名 hydrogen peroxide | |||
別名 | 雙氧水 二氧烷 氧烷基 過羥酸 0-羥醇 | ||
識別 | |||
CAS號 | 7722-84-1 ![]() | ||
PubChem | 784 | ||
SMILES |
| ||
RTECS | MX0900000 | ||
性質 | |||
化學式 | H2O2 | ||
摩爾質量 | 34.0147 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 淡藍色液體 溶液無色 | ||
密度 | 1.463 g/cm3 (液) | ||
熔點 | −0.43 °C(31.23 °F;272.72 K) | ||
沸點 | 150.2 °C(302.4 °F;423.3 K) | ||
溶解性(水) | 混溶 | ||
pKa | 11.65 | ||
黏度 | 1.245P,當室溫為20 °C(68 °F;293 K) | ||
偶極矩 | 2.26D | ||
危險性 | |||
警示術語 | R:R5-R8-R20-R22-R35 | ||
安全術語 | S:S1/2-S17-S26-S28-S36-S37-S39-S45 | ||
MSDS | 30%過氧化氫—MSDS 60%過氧化氫—MSDS | ||
主要危害 | 氧化性、腐蝕性 | ||
NFPA 704 | |||
閃點 | 不可燃 | ||
致死量或濃度: | |||
LD50(中位劑量)
|
1518 mg/kg | ||
相關物質 | |||
相關化學品 | 水、臭氧、肼 硫氧化氫、二硫化氫、多硫化氫 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
純過氧化氫是淡藍粘稠液體,熔點−0.43 °C(272.72 K),沸點150.2 °C(423.3 K)。凝固點時固體密度每立方厘米1.71克,密度隨溫度升高而降低。其締合度比水大,故介電係數和沸點比水高。純過氧化氫甚穩定,但加熱到153 °C(426 K)便猛烈分解為水和氧氣。
過氧化氫與過量氫氧化鈉反應生成過氧化鈉和水;與氫氧化鋇反應生成過氧化鋇。
過氧化氫分子為椅型結構,左圖為氣態時的結構,右圖為固態晶體時的結構:
生物體內過氧化氫酶(Catalase)可催化雙氧水分解,使其釋放出氧氣,轉化為對有機體無毒的水:
1818年,L.J.Thenard發現水系無機物、有機物在自動氧化時,或者在生物體內呼吸氧氣時,在生成水之前會生成過氧化氫。
1950年代以前採用電解法製備過氧化氫,電解硫酸氫鹽溶液(如硫酸氫銨、硫酸氫鉀)得到過二硫酸鹽[1],再加入硫酸[2]得到過氧化氫。
過氧化氫是非常強的氧化劑,它和其他氧化劑的標準電極電勢值列在右面,值越高代表氧化性越強:
該反應在熱力學自發:ΔHo為−98.2 kJ·mol−1,ΔGo為−119.2 kJ·mol−1,ΔS為70.5 J·mol−1·K−1。重金屬離子Fe2+、Mn2+、Cu2+等可催化過氧化氫分解。它們在酸溶液中的電勢介於過氧化氫的電勢(0.694至1.76伏)之間,如Fe3+,認為過氧化氫把Fe3+還原為Fe2+,而本身氧化成氧氣,過氧化氫又氧化產生的Fe2+為Fe3+,過氧化氫還原成水。過氧化氫在酸性和中性介質中甚穩定,在鹼性介質易分解。過氧化氫用波長320至380nm的光照射會加速分解,應盛於棕色瓶並放在陰涼處。無水或濃縮過氧化氫必須在無塵、無金屬雜質等環境處理,以防爆炸。H2O2與Fe2+的混合溶液稱為芬頓試劑(Fenton)。Fe2+、Ti3+等的離子催化過氧化氫分解生成自由基中間體HO·(羥基自由基)和HOO·。一般使用的雙氧水都會有一定量的穩定劑以減慢過氧化氫分解,常用穩定劑包括錫酸鈉、焦磷酸鈉、8-羥基喹啉和有機亞磷酸酯。[7]
過氧化氫可在水溶液中氧化或還原很多無機離子,作還原劑時產物為氧,作氧化劑時產物為水;如酸性溶液中,過氧化氫可將Fe2+氧化為Fe3+:
過氧化氫可氧化亞硫酸根(SO2−
3)為硫酸根(SO2−
4)。高錳酸鉀在酸性溶液會還原為Mn2+;標準電極電勢顯示,反應在不同pH的方向可能不同,如鹼性溶液中,過氧化氫會將錳II氧化為錳IV,以二氧化錳形式生成。
過氧化氫還原次氯酸鈉的反應可用於實驗室製備氧氣:
有機化學常用過氧化氫作氧化劑,可將硫醚氧化為亞碸;將甲基苯基硫醚氧化為甲基苯基亞碸,以甲醇作溶劑或三氯化鈦催化,產率為99%:
鹼性過氧化氫溶液可用於環氧化富電子烯烴(如丙烯酸),以及在硼氫化-氧化反應第二步中氧化烷基硼至醇。
優點是氧化力強,還原產物為水,不引入雜質且不污染環境,是用途十分廣泛的氧化劑。
過氧化氫與很多無機或有機化合物反應時,過氧鏈保留並轉移到另一分子,生成新的過氧化物:
與水相比,過氧化氫的鹼性要弱得多,只有與很強的酸反應才會生成加合物。超強酸氟銻酸(HF/SbF5)可質子化過氧化氫,生成含[H3O2]+離子的產物。
稀(如3%)過氧化氫主要用於殺菌及外用的醫療用途,如消毒傷口。檢驗血液的最佳比率:6%雙氧水加0.005%亞甲藍。過氧化氫甚易化解,以界面活化劑等混合過氧化氫(稱為加速過氧化氫Accelerated Hydrogen Peroxide,簡稱AHP)﹐除加強殺菌消毒的效果,也可用作兼具殺菌效能的清潔劑。
較濃者(濃於10%),則用於紡織品、皮革、紙張、木材製造工業,作為漂白及去味劑。過氧化氫也是染髮劑的成份之一,還用作合成有機原料(鄰苯二酚)的材料,醫藥、金屬表面處理劑,聚合引發劑等。還可用作火箭推進劑。
很多顏料、塗料含有鉛白。使用鉛白的油畫、壁畫等藝術品長時間暴露在空氣中,與硫化氫作用生成硫化鉛而變暗發黑,用過氧化氫塗刷會生成白色的硫酸鉛從而復原之。