氧化氢
取自 食品百科全书
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+ | 分解反应,过氧化氢可自发分解歧化生成水和氧气:重金属离子Fe2+、Mn2+、Cu2+等对过氧化氢的分解有催化作用。过氧化氢在酸性和中性介质中较稳定,在碱性介质中易分解。用波长为320~380nm的光照射会使过氧化氢分解速度加快,故过氧化氢应盛于棕色瓶中并放在阴凉处。 | ||
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+ | 过氧化氢与硼砂反应会生成过硼酸钠,可用作消毒剂:过氧化氢可生成很多含有O22-过氧根离子的无机盐类,其中比较重要的如过氧化钙、过氧化钠和过氧化镁。 | ||
+ | 与羧酸(RC=O-OH)反应,生成具氧化性的过氧酸(RC=O-O-OH),可用于烯烃环氧化反应等用途。与丙酮反应生成炸药三过氧化三丙酮(TATP),与臭氧反应生成三氧化二氢,与尿素反应生成过氧化尿素。 | ||
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+ | 过氧化氢与三苯基氧化膦生成酸碱加合物,有些反应中用作过氧化氢的等同试剂。 | ||
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+ | 碱性,与水相比,过氧化氢的碱性要弱得多,只有与很强的酸反应才会生成加合物。超强酸HF/SbF5可将过氧化氢质子化,生成含[H3O2]+离子的产物。 | ||
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+ | 应用,一般低浓度(如3%)的过氧化氢,主要用于杀菌及其它医疗用途。至于较高浓度者(大于10%),则用于纺织品、皮革、纸张、木材制造工业,作为漂白及去味剂。过氧化氢也是染发剂的成份之一,还用作合成有机原料(邻苯二酚)的材料,医药、金属表面处理剂,聚合引发剂等。还可用作火箭推进剂。 | ||
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08:33 2009年3月2日的修订版本
氧化氢
是过氧化氢的终产物。
过氧化氢,俗称双氧水,分子式H2O2,是除水外的另一种氢的氧化物。化学性质不稳定,一般以30%或60%的水溶液形式存放。过氧化氢有很强的氧化性,且具弱酸性。
纯过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体,熔点-0.7°C,沸点150°C。凝固点时固体密度为1.71g/cm3,密度随温度升高而减小。它的缔合程度比H2O大,所以它的介电常数和沸点比水高。纯过氧化氢比较稳定,若加热到153°C便猛烈的分解为水和氧气。
过氧化氢可溶于乙醇、乙醚,不溶于苯。对有机物有很强的氧化作用,一般作为氧化剂使用。
催化剂,体内的过氧化氢酶(Catalase)可以催化双氧水的分解反应,使其释放出氧气,转化为对机体无毒的水:
发现,1818年,L.J.Thenard发现水系无机物、有机物在自动氧化时,或者在生物体内呼吸氧气时,在生成水之前会生成过氧化氢。
制备,1950年代以前采用电解法制备过氧化氢。1953年,杜邦公司采用蒽醌法制备,以烷基蒽醌如2-乙基蒽醌为媒介物,循环氧化还原制得。现在世界各国基本上都是用这一技术。
反应氧化电位 V :氟气 3.0;羟基自由基 2.8 ;臭氧 2.1 ;过氧化氢 1.8 ;高锰酸钾 1.7 ;二氧化氯 1.5 ;氯气 1.4 ;过氧化氢是非常强的氧化剂,它和其它氧化剂的标准电极电势值列在右面,值越高代表氧化性越强:
分解反应,过氧化氢可自发分解歧化生成水和氧气:重金属离子Fe2+、Mn2+、Cu2+等对过氧化氢的分解有催化作用。过氧化氢在酸性和中性介质中较稳定,在碱性介质中易分解。用波长为320~380nm的光照射会使过氧化氢分解速度加快,故过氧化氢应盛于棕色瓶中并放在阴凉处。
一般使用的双氧水中都会含有一定量的稳定剂,以减少过氧化氢的分解。常用的稳定剂包括:锡酸钠、焦磷酸钠和有机亚磷酸酯。
氧化还原反应,过氧化氢可在水溶液中氧化或还原很多无机离子。用作还原剂时产物为氧气,用作氧化剂时产物为水。例如酸性溶液中,过氧化氢可将Fe2+氧化为Fe3+:
与过氧化氢作用,亚硫酸根(SO32−)可被氧化为硫酸根(SO42−),高锰酸钾在酸性溶液中会被还原为Mn2+。由于标准电极电势的缘故,反应在不同pH环境下进行的方向可能不同,如碱性溶液中,过氧化氢会将Mn2+氧化为MnIV,以MnO2形式生成。
过氧化氢还原次氯酸钠的反应可用于在实验室中制备氧气:有机化学中,过氧化氢常用作氧化剂,可将硫醚氧化为亚砜。甲基苯基硫醚与其反应时,会被氧化为甲基苯基亚砜,以甲醇作溶剂或三氯化钛催化,产率为99%:
过氧化氢的碱性溶液可用于富电子烯烃(如丙烯酸)的环氧化反应,以及在硼氢化-氧化反应第二步中氧化烷基硼至醇。
生成过氧化物,过氧化氢与很多无机或有机化合物反应时,过氧链保留并转移到另一分子上,生成新的过氧化物:过氧化氢在低温下与铬酸或重铬酸盐酸性溶液反应时,会生成不稳定的蓝色过氧化铬CrO(O2)2,可用乙醚或戊醇萃取。水溶液中过氧化铬很快分解为氧气和含铬离子。
过氧化氢与硼砂反应会生成过硼酸钠,可用作消毒剂:过氧化氢可生成很多含有O22-过氧根离子的无机盐类,其中比较重要的如过氧化钙、过氧化钠和过氧化镁。 与羧酸(RC=O-OH)反应,生成具氧化性的过氧酸(RC=O-O-OH),可用于烯烃环氧化反应等用途。与丙酮反应生成炸药三过氧化三丙酮(TATP),与臭氧反应生成三氧化二氢,与尿素反应生成过氧化尿素。
过氧化氢与三苯基氧化膦生成酸碱加合物,有些反应中用作过氧化氢的等同试剂。
碱性,与水相比,过氧化氢的碱性要弱得多,只有与很强的酸反应才会生成加合物。超强酸HF/SbF5可将过氧化氢质子化,生成含[H3O2]+离子的产物。
应用,一般低浓度(如3%)的过氧化氢,主要用于杀菌及其它医疗用途。至于较高浓度者(大于10%),则用于纺织品、皮革、纸张、木材制造工业,作为漂白及去味剂。过氧化氢也是染发剂的成份之一,还用作合成有机原料(邻苯二酚)的材料,医药、金属表面处理剂,聚合引发剂等。还可用作火箭推进剂。