過氧化鈉

過氧化鈉化學式為Na₂O₂，又稱二氧化鈉或雙氧化鈉，是鈉在過量氧氣中燃燒的產物。^[6]它是一種過氧化物，水合物和過氧水合物包括 Na₂O₂·2H₂O₂·4H₂O、Na₂O₂·2H₂O、Na₂O₂·2H₂O₂和Na₂O₂·8H₂O。^[7]

過氧化鈉
英文名	Sodium peroxide
別名	二氧化二鈉
識別
CAS號	1313-60-6  Y
PubChem	14803
ChemSpider	14119
SMILES	[O-][O-].[Na+].[Na+]
UN編號	1504
EINECS	215-209-4
RTECS	WD3450000
性質
化學式	Na2O2
摩爾質量	77.98 g·mol−1
外觀	白色至黃色粉末[1][2]
密度	2.805 g/cm3[2][1]
熔點	675 °C[3] 660 °C[1][2]
溶解性（水）	反應[1]
結構
晶體結構	六方[4]
熱力學
ΔfHm⦵298K	−515 kJ·mol−1[5]
S⦵298K	95 J/(mol·K)[5]
熱容	89.37 J/(mol·K)
危險性
警示術語	R：R7-R14-R26/27/28-R29-R41
安全術語	S：S7/8-S37/39
MSDS	英文MSDS
主要危害	強氧化性、與水反應
NFPA 704	0 3 1
相關物質
其他陽離子	過氧化氫、過氧化鋰 過氧化鈣
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

物理性質

在常溫下，純品過氧化鈉為白色，但一般見到的過氧化鈉呈淡黃色（混有超氧化鈉的緣故）。它是六方晶系的^[4]，在512 °C下轉變成結構未知的同質異形體。^[8]繼續加熱到沸點657 °C時，過氧化鈉會分解成Na₂O，並放出O₂。^[9]過氧化鈉易變質，應密封保存。過氧化鈉對人有強烈的腐蝕性，與易燃物接觸易引起火災，在高溫下甚至會發生爆炸。過氧化鈉着火不能用水撲滅，必須用沙土或鹽蓋滅。　

製取

過氧化鈉可以通過金屬鈉與氧氣在130–200 C下的反應大規模製備。該反應會產生氧化鈉，之後吸收氧氣氧化成過氧化鈉：^[8][10]

4 Na + O₂ → 2 Na₂O

2 Na₂O + O₂ → 2 Na₂O₂

過氧化鈉的八水合物可以通過過氧化氫與氫氧化鈉的反應製取，化學方程式為：^[11]

${\displaystyle {\rm {H_{2}O_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}O_{2}+2H_{2}O\,}}}$

化學性質

過氧化鈉是強氧化劑，可以與多種金屬單質以及非金屬化合物發生反應。

過氧化鈉與水反應，生成氫氧化鈉和氧氣：^[10] ${\displaystyle {\rm {2Na_{2}O_{2}+2H_{2}O\rightarrow 4NaOH+O_{2}}}}$

實際的反應是過氧化鈉首先和水反應生成氫氧化鈉和雙氧水，反應的方程式：

Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂

然後雙氧水會分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：

2H₂O₂ = 2 H₂O + O₂↑

這是一個放熱反應，又由於生成物中含有氧氣，因此極易引起可燃物的燃燒和爆炸。

注意：若把過氧化鈉加入滴有酚酞的水中，溶液會先變紅後褪色。因為反應產生的氫氧化鈉使酚酞試液變紅，同時，過氧化鈉與水反應生成了具有漂白性的過氧化氫。

過氧化鈉與二氧化碳反應，生成碳酸鈉（Na₂CO₃）和氧氣： ${\displaystyle {\rm {2Na_{2}O_{2}+2CO_{2}\rightarrow 2Na_{2}CO_{3}+O_{2}}}}$

過氧化鈉與稀硫酸反應，生成硫酸鈉（Na₂SO₄）、水和氧氣： ${\displaystyle {\rm {2Na_{2}O_{2}+2H_{2}SO_{4}\rightarrow 2Na_{2}SO_{4}+O_{2}+2H_{2}O}}}$

可以把過氧化鈉溶解在低溫的硫酸中，然後減壓蒸餾即可得到過氧化氫（H₂O₂）：

${\displaystyle {\rm {Na_{2}O_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow H_{2}O_{2}+Na_{2}SO_{4}}}}$

類似的還有與鹽酸的反應： ${\displaystyle {\rm {2Na_{2}O_{2}+4HCl\rightarrow 4NaCl+O_{2}+2H_{2}O}}}$

在鹼性環境中，過氧化鈉可以把化合物中+3價的砷（As）氧化成+5價，把+3價的鉻（Cr）氧化成+6價。利用這個反應可以將某些岩石礦物中的+3價鉻除去，方法為：在600~700攝氏度的高溫下用過氧化鈉將鐵礦中的3價鉻氧化成Na₂CrO₄，而Na₂CrO₄可以用水溶掉：

${\displaystyle {\rm {2Fe(CrO_{2})_{2}+7Na_{2}O_{2}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+4Na_{2}CrO_{4}+3Na_{2}O}}}$

另外，過氧化鈉可以將鐵單質氧化成含FeO₄²⁻的鐵酸鹽，還可以在一般條件下將有機物氧化成乙醇和碳酸鹽，也可以與硫化物和氯化物發生劇烈反應。

過氧化鈉的熱穩定性好，可加熱到熔融狀態而不分解。

用途

由於過氧化鈉具有強氧化性，因此可以用來漂白織物、麥杆、羽毛等，也可用做除臭劑或消毒劑。在分析化學上用於處理礦樣。由於它和二氧化碳反應放出氧氣，因此可以用來在潛水艇等缺少氧氣的環境中提供供人呼吸的氧氣。

參考文獻

1. Record of Natriumperoxid in the GESTIS Substance Database from the IFA（英語：Institute for Occupational Safety and Health）
2. Entry on Natriumperoxid. at: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, retrieved 2017-01-30.
3. E. Wiberg, N. Wiberg, A.F. Holleman: Anorganische Chemie. 103. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin/ Boston 2017, ISBN 978-3-11-026932-1, S. 602, (abgerufen über De Gruyter Online).
4. Tallman, R. L.; Margrave, J. L.; Bailey, S. W. The Crystal Structure Of Sodium Peroxide. J. Am. Chem. Soc. 1957, 79 (11): 2979–80. doi:10.1021/ja01568a087.
5. Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
6. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon. 1984: 98. ISBN 0-08-022057-6.
7. Harald Jakob, Stefan Leininger, Thomas Lehmann, Sylvia Jacobi, Sven Gutewort. "Peroxo Compounds, Inorganic". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a19_177.pub2.
8. Macintyre, J. E., ed. Dictionary of Inorganic Compounds, Chapman & Hall: 1992.
9. Lewis, R. J. Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, 10th ed., John Wiley & Sons, Inc.: 2000.
10. E. Dönges "Lithium and Sodium Peroxides" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 979.
11. R. A. Penneman. Potassium Sodium Peroxide 8-Hydrate. Inorg. Synth. 1950, 3: 1–4. doi:10.1002/9780470132340.ch1.