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  • 双氧水

    化学名称为过氧化氢,是除外的另一种氧化物粘性比水稍微高,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。过氧化氢化学式为H2O2,纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混合,是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气,但分解速度极其慢,加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰或用短波射线照射。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 双氧水 外文名: hydrogenperoxide
    别名: 过氧化氢 化学式: H2O2
    CAS号: 7722-84-1 摩尔质量: 34.01
    密度: 1.13 g/mL at 20 °C 熔点: -0.43 °C
    沸点: 158 °C 安全术语: 26-39-45-36/37/39-28A-17
    EINECS: 231-765-0 水溶性: 易溶于水
    外观: 无色透明液体 闪点: 107°C
    危险性符号: Xn,C,O 危险性描述: R22、R41
    危险运输编号: UN 2014 5.1/PG 2 折射率: 1.3350
    化学品类别: 无机物--过氧化物 蒸汽压: 1.48mmHg at 25°C
    • 婕~“美味”鸡爪竟是用过期原料经双氧水洗涤漂白后“打扮”而成的,消费者在面对过度白嫩的食品时应慎重选择。

    目录

    发现/双氧水 编辑

    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。

    性质/双氧水 编辑

    化学性质

    1、氧化性

    (油画中铅白[碱式碳酸铅]会与空气中的硫化氢反应生成黑色硫化铅,就可应用过氧化氢洗涤)

    原理:硫化铅→氧化铅→碱式碳酸铅

    (需要碱性介质)

    2、还原性:和氯气、高锰酸钾等强氧化剂反应被氧化生成氧气。

    3、在10%试样液10mL中,加稀硫酸试液(TS-241)5mL和高锰酸钾试液(TS-193)1mL。应有气泡发生,且高锰酸钾的紫红色消失。对石蕊呈酸性。遇有机物易爆。

    4、取试样1g(准确至0.1mg),用水稀释至250.0mL。取此溶液25mL,加10mL稀硫酸试液(TS-241)后用0.1mol/L高锰酸钾滴定。每毫升0.1mol/L。高锰酸钾相当于过氧化氢(H2O2)1.70mg。

    5、遇有机物、受热分解放出氧气和水,遇铬酸、高锰酸钾、金属、碳酸反应剧烈。为了防止分解,可以加入微量的稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠等等。

    6、过氧化氢是一种极弱的酸:H2O2 =(可逆)=H++HO2-(Ka=2.4×10-12)。因此金属的过氧化物可以看做是它的盐。 

    7、纯过氧化氢很不稳定,加热到153 °C便猛烈的分解为水和氧气。[1]

    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。

    物理性质

    主要成分:工业级分为27.5%、35%两种。

    气味:有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。

    折射率:1.4067(25℃)

    饱和蒸气压(kPa):0.13(15.3℃)

    密度:1.13(g/mL,20 °C)

    熔点:-11℃

    水溶液为无色透明液体,溶于水、醇、乙醚,不溶于苯、石油醚。

    纯过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体,熔点-0.43°C,沸点150.2°C,纯的过氧化氢其分子构型会改变,所以熔沸点也会发生变化。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。[2]

    化学反应/双氧水 编辑

    过氧化氢是非常强的氧化剂,它和其他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:ΔHo为-98.2 kJ·mol-1,ΔGo为-119.2 kJ·mol-1,ΔS为70.5 J·mol-1·K-1。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。

    H2O2与Fe2+的混合溶液称为芬顿试剂(Fenton)。某些离子如Fe2+、Ti3+催化下,过氧化氢分解反应会生成自由基中间体HO·(羟基自由基)和HOO·。

    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

    过氧化氢化学反应

    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

    过氧化氢化学反应

    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。

    工业制法/双氧水 编辑

    制法一

    生产碱性过氧化氢的空气电极及其制法。 

    此方法属于用电化学方法制备无机化合物的领域,涉及工业制备碱性过氧化氢用含醌空气电极及其制法。此方法多组元电极组由单元极板组装,每对电极由阴极板,含醌空气阴极碳芯、离子交换隔膜,塑料支撑网与阳极板组成,在电极工作区的上下端设有流体分配室和收集室,在流体进口处设有节流孔,多组元电极采用有限制的偶极串联,将阳极循环碱水所用塑料软管延长至5米以上。可以在直接使用低压空气的情况下制备碱性过氧化氢并得到满意的工作指标,不存在电极受碱水浸透而失效的缺点。生产碱性过氧化氢用含醌空气电极,其特征在于每对电极由阳极板、塑料网、阳离子隔膜和含醌空气阴极组成,在电极工作区的上、下端设有进入流体的分配室和排出流体的收集室,在流体进口处设有节流孔,多组元电极采用有限制的偶极串联接法,加长阳极循环碱水进、出口用的塑料软管后再接至集液总管,多组元电极组由单元极板组装。

    制法二

    此方法涉及无机化合物制备领域,特别涉及从申请号为87103988专利申请中所得阴极产物的过氧化钠水溶液制备过氧化氢的方法。用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至pH9.0~9.7,使生成Na2HPO4和H2O2,将所说的Na2HPO4和H2O2水溶液冷却到+5~-5℃,使绝大部分Na2HPO4以Na2HPO4·10H2O水合物形式析出,再在离心分离器中将含有Na2HPO4·10H2O水合物和过氧化氧水溶液混合物进行分离,分离出该水合物,随后再对含有少量Na2HPO4的过氧化氢水溶液进行蒸发和分馏,得到约30%H2O2产品。

    制法三

    用电解60%的硫酸,得到过二硫酸,再经水解可得浓度为95%的双氧水。[3]

    应用/双氧水 编辑

    消毒

    双氧水是无色有刺激性气味的液体。医疗上常用3%的双氧水进行伤口或中耳炎消毒。当它与皮肤、口腔和黏膜的伤口、脓液或污物相遇时,立即分解生成氧。这种尚未结合成氧分子的氧原子,具有很强的氧化能力,与细菌接触时,能破坏细菌菌体,杀死细菌。杀灭细菌后剩余的物质是无任何毒害、无任何刺激作用的水。不会形成二次污染。因此,双氧水是伤口消毒理想的消毒剂。但需要注意的是,不能用浓度大的双氧水进行伤口消毒,以防灼伤皮肤及患处。

    工业应用

    过氧化氢漂白原料过氧化氢漂白机理
    双氧水(过氧化氢)是重要的氧化剂、漂白剂、消毒剂和脱氯剂。并可提供于火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。还能用于棉织物及其它织物漂白;纸浆的漂白及脱墨;有机和无机过氧化物的制造;有机合成和高分子合成;有毒废水的处理等。

    其他应用

    化学工业用作生产过硼酸钠、过碳酸钠过氧乙酸亚氯酸钠、过氧化硫脲等的原料,酒石酸、维生素等的氧化剂。

    医药工业用作杀菌剂、消毒剂,以及生产福美双杀虫剂和40l抗菌剂的氧化剂。

    印染工业用作棉织物的漂白剂,还原染料染色后的发色剂。用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属。也用于电镀液,可除去无机杂质,提高镀件质量。还用于羊毛、生丝、皮毛、羽毛、象牙猪鬃、纸浆、脂肪等的漂白。高浓度的过氧化氢可用作火箭动力燃料。 

    民用:处理厨房下水道的异味,到药店购买双氧水加水加洗衣粉倒进下水道,可去污,消毒,杀菌。

    注意事项/双氧水 编辑

    1、不得口服,应置于儿童不易触及处。

    2、对金属有腐蚀作用,慎用。

    3、避免与碱性及氧化性物质混合。

    4、避光、避热,置于常温下保存。

    5、医用的有效期一般为2个月。

    6、不得用手触摸。[4]

    危险性/双氧水 编辑

    有毒性

    吸入双氧水的蒸气或雾会对呼吸道产生强烈刺激。眼直接接触液体可致不可逆损伤甚至失明。口服中毒出现腹痛、胸口痛、呼吸困难、呕吐、一时性运动和感觉障碍、体温升高等。个别病例出现视力障碍、癫痫样痉挛、轻瘫。长期接触本品可致接触性皮炎。

    爆炸性

    过氧化氢本身不燃,但能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。过氧化氢在pH值为3.5~4.5时最稳定,在碱性溶液中极易分解,在遇强光,特别是短波射线照射时也能发生分解。当加热到100℃以上时,开始急剧分解。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成爆炸性混合物,在撞击、受热或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢与许多无机化合物或杂质接触后会迅速分解而导致爆炸,放出大量的热量、氧和水蒸气。大多数重金属(如铁、铜、银、铅、等)及其氧化物和盐类都是活性催化剂,尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。浓度超过74%的过氧化氢,在具有适当的点火源或温度的密闭容器中,能产生气相爆炸。 

    危险行为

    饮用或以双氧水灌肠,可能导致口腔或消化道的黏膜受侵蚀而导致发炎,严重时可能穿孔或出血。
    注射双氧水,将导致血栓,容易导致器官坏死,严重者将导致死亡。
    基本上,任何的食品加工都禁用双氧水。

    危险处理

    若发生泄漏,迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。
    小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
    大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

    储存方法/双氧水 编辑

    过氧化氢过氧化氢
    双氧水(过氧化氢)的运输和贮存应防止日光直射或受热,应贮存于阴凉、清洁、通风的仓库内,远离火源热源,仓内温度不宜超过40摄氏度。保持容器密封,容器桶口向上,不能倒置或跌落,应与易燃或可燃物还原剂、碱类、金属粉末等分开存放,避免与纸片、木屑等接触。搬运时应轻装轻卸,防止包装及容器损坏,发现包装破损渗漏应及时清理更换,用水冲洗渗漏液。储存处应有充足的水源和消防水带心脏喷雾装置,并应使用防火防爆电子设备和装置。 

    相关术语/双氧水 编辑

    安全术语

    S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
    不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

    S36/37/39Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
    穿戴适当的防护服、手套和护目镜或面具。

    S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
    若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

    风险术语

    R22Harmful if swallowed.
    吞食有害。

    R41Risk of serious damage to the eyes.
    对眼睛有很严重的伤害。

    非法使用情况/双氧水 编辑

    用作食品添加剂

    双氧水为无色无味的液体,添加入食品中可分解放出氧,起漂白、防腐和除臭等作用。因此,部分商家在一些需要增白的食品如:水发食品的牛百叶和海蜇、鱼翅、虾仁、带鱼、鱿鱼、水果罐头和面制品等的生产过程中违禁浸泡双氧水,以提高产品的外观。少数食品加工单位将发霉水产干品经浸泡双氧水处理漂白重新出售或为消除病死鸡、鸭或猪肉表面的发黑、淤血和霉斑,将这些原料浸泡高浓度双氧水漂白,再添加人工色素或亚硝酸盐加工后出售。

    过氧化氢可通过与食品中的淀粉形成环氧化物而导致癌症,特别是消化道癌症。另外,工业双氧水含有的砷、重金属等多种有毒有害物质更加严重危害食用者的健康。FAO和WHO根据其毒性试验报告规定,过氧化氢仅限于牛奶防腐的紧急措施之用。中国《食品添加剂使用卫生标准》亦规定双氧水只可在牛奶中限量使用,且仅限于内蒙古和黑龙江两地,在其它食品中均不得有残留。

    案例

    过氧化氢过氧化氢非法使用
    2012年4月10,乐清市柳市镇一家无证无照黑作坊使用过期一年的鸡爪原料,经双氧水洗涤漂白,泡上烧碱掩盖腐败变质气味后裹上猪血润色出售。作坊内近500公斤问题鸡爪被工商部门查扣。

    2012年5月,常州武进法院开庭审理了一起食品安全案件,作坊老板刘某因犯生产、销售伪劣产品罪获刑。刘某使用发霉发黑的牛肚牛杂通过双氧水煮泡、老母猪肉添加牛肉香精变身“五香牛肉叉烧”,并把这些有毒有害食品卖到常州以及无锡、苏州各地。

    2012年7月13日,长沙芙蓉区马王堆海鲜水产批发市场的罗某夫妇,用双氧水浸泡牛百叶、毛肚、鱿鱼等食品,制作出“水发货”并对外进行销售,一年时间就生产用双氧水浸泡的有毒食品1万余公斤。法院开审这起刑事案件,以生产销售有毒、有害食品罪当庭判处罗某等两年至一年不等的有期徒刑。据了解,制作“水发货”过程时,工人都特别注意,穿雨靴、戴手套,不让身体的任何部位接触加有双氧水的水滴,因为“一旦溶液溅到衣服上就会马上有个洞”,且全家人从来不食用这些食品。

    2013年5月,南宁市警方曾在一窝点缴获20多吨假冒伪劣凤爪成品及鸡爪、牛百叶、牛黄喉等走私原材料。而在这一窝点的冷藏库里,民警发现其中一些原材料(鸡爪)包装袋上印制的包装日期竟然是三四十年前,其中“资历”最老的鸡爪,包装日期显示封存于1967年。广西防城港市公安局治安支队副支队长李剑敏介绍,浙江一带的一些不法商人通过地下渠道走私入境,并在当地一些食品厂将一些来源不明、无生产日期、无保质期的冻品隐蔽加工,仿冒多种品牌。李剑敏说,走私入境的冻品往往含有大量细菌和污血,不法分子用过氧化氢等漂白剂浸泡,“一则杀菌延长保质期,二则可以去除表面的污渍,让鸡爪显得又白又大。”据被抓获的犯罪嫌疑人交代,如此泡制,通常1公斤鸡爪可以泡出超过1.5公斤鸡爪 。

    历史事件/双氧水 编辑

    1934年7月16日,德国使用火箭发动机的过氧化氢爆炸,炸死三人。

    在第二次世界大战中,纳粹德国在集中营中的使用过氧化氢作为对人的致死试验品。

    在2005年7月7日7时49分的伦敦地铁爆炸案中,恐怖分子使用的炸药是“过氧化氢炸药”,俗称“HMDT”,其原理是过氧化氢与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸,造成52人死亡。

    常见谣言/双氧水 编辑

    谣言:在做过氧化氢溶液制氧气的实验中误将高锰酸钾当成二氧化锰跟其混合,其结果是:反应速率和生成氧气的量和没有加高锰酸钾时一样
    上述“习题”出自2013-2014学年江苏省盐城市东台市四灶镇中学九年级(上)月考化学试卷(1月份)第11题
    驳斥:高锰酸钾可以直接与过氧化氢反应:2KMnO4+3H2O2====2KOH + 2MnO2↓ + 2H2O + 3O2↑(碱性或中性环境)[5] ,正确的实验现象是:剧烈反应,释放的氧气量增加。从化学方程式中可以看出,3个H2O2生成3个O2,也就是氧气是完全由H2O2产生的,与高锰酸钾无关,但比自行分解出的O2要多。高锰酸钾作为氧化剂参与反应中,影响了氧气释放量。

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2017-09-19
    [2]^引用日期:2017-09-19
    [3]^引用日期:2017-09-19
    [4]^引用日期:2017-09-19
    [5]^引用日期:2017-09-19
    扩展阅读
    1温州网:过期鸡爪添加工业原料 温州乐清查处一黑心作坊 2012-04-11
    2今日早报:双氧水美白烧碱增重猪血增色 鸡爪靠工业原料打扮 2012-04-10

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