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过氧化氢 发布于:

过氧化氢(hydrogen peroxide)是一种无机化合物,化学式为H2O2。纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混溶,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。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气,但分解速度极其慢,加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射。

在不同情况下有氧化作用和还原作用。用于照相除污剂;彩色正片蓝色减薄;软片超比例减薄等。极易分解,不易久存。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,过氧化氢在3类致癌物清单中。

CAS登录号:7722-84-1

过氧化氢为蓝色黏稠状液体,溶于水、醇、乙醚,不溶于苯、石油醚,水溶液为无色透明液体。

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。

1、氧化性

过氧化氢具有很强的氧化性,是非常强的氧化剂。

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),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。

通常将过氧化氢配制成水溶液双氧水使用。

双氧水的用途分医用、军用和工业用三种,日常消毒的是医用双氧水,医用双氧水可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌,致病酵母菌,一般用于物体表面消毒。 双氧水具有氧化作用,但医用双氧水浓度等于或低于3%,擦拭到创伤面,会有灼烧感、表面被氧化成白色并冒气泡,用清水清洗一下就可以了,过3-5分钟就恢复原来的肤色。

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。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、象牙、纸浆、脂肪等的漂白。高浓度的过氧化氢可用作火箭动力助燃剂。

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;

3%的过氧化氢(医用级)可供伤口消毒;

碱性过氧化氢制法: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。

磷酸中和法:其特征在于,用下列步骤从过氧化钠水溶液制备:

(1)用磷酸或磷酸二氢钠将氢氧化钠溶液中和至pH8.0~8.7,使生成NaH2PO4和H2O2的水溶液。

(2)使所说的Na2HPO4和H2O2水溶液冷却到+5~-5℃,从而使绝大部分NaH2PO4以NaH2PO4·10H2O水合物形式析出。

(3)在离心分离器中对含有NaH2PO4 ·10H2O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离,从而使NaH2PO4 ·10H2O结晶从含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液中分离出来。

(4)将所说的含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发,得到含H2O2和H2O的蒸汽,而含过氧化氢的NaH2PO4的浓盐溶液从底部流出并返回中和槽。

(5)将所说的含H2O2和H2O的蒸汽在分馏塔中进行减压分馏,得到约30%H2O2产品。

电解硫酸法: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。

2-乙基蒽醌法:工业规模化生产主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌,2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应,2-乙基氢蒽醌还原生成2-乙基蒽醌同时生成过氧化氢,再经过萃取获得过氧化氢水溶液,最后经过重芳烃净化得到合格的过氧化氢水溶液,俗称双氧水,此工艺大多用来制备27.5%的双氧水,浓度较高的过氧化氢水溶液(如35%、50%的双氧水)则可以通过蒸馏得到。

方法一:

于100mL15-18%的硫酸中,在冰的冷却下,逐渐加入过氧化钡,加入的量以保持溶液的弱酸性为度(约40g)。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液。必要时可进行提取。每次用20mL提取4-5次。将醚提取物置于水浴上蒸发(不要高于40℃)除去醚,将剩余物移至硫酸保干瓶中。用此法可以制得50%过氧化氢溶液。

方法二:

将90g过氧化钠在强烈搅拌下分次少量地加入用冰水冷却的800mL 20%的硫酸中,应保持温度不高于15℃。放置12小时,滤去析出的十水硫酸钠结晶。将滤液置于磨口真空装置中(5-10mm),在浴温60-65摄氏度(最后在85℃)下进行蒸馏,每次的蒸馏量为100mL。用两个串联的受器

(第二个受器应用冰冷却)收集馏出物,第一个受器中的产品含过氧化氢含量高于20%,第二个受器含过氧化氢3%以下。所得过氧化氢溶液进一步浓缩可在浓硫酸真空保干器中,于室温下进行,经三天后即可将25%的溶液浓缩至88%。

过氧化氢稀溶液也可以用冻结法使水凝结而达到浓缩的目的。

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。

3%过氧化氢溶液、小木条、二氧化锰固体

在试管中加入少量过氧化氢溶液,把带火星的小木条放在试管口,观察现象(无明显现象)

在试管中加入少量二氧化锰,观察现象(出现大量气泡,木条复燃)

当停止生成气泡时,继续加入过氧化氢溶液,观察现象(出现大量气泡,木条复燃)

化学方程式:

用高锰酸钾测定过氧化氢的浓度

1.掌握高锰酸钾标准溶液的配制和标定方法。

2.学习高锰酸钾法测定过氧化氢含量的方法。

实验原理

过氧化氢水溶液是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂,它在酸性溶液中能被KMnO4定量氧化而生成氧气和水,其反应如下:

滴定在酸性溶液中进行,反应时锰的氧化数由+7变到+2。开始时反应速度慢,滴入的KMnO4溶液褪色缓慢,待Mn生成后,由于Mn的催化作用加快了反应速度。

生物化学中,也常利用此法间接测定过氧化氢酶的活性。在血液中加入一定量的H2O2,由于过氧化氢酶能使过氧化氢分解,作用完后,在酸性条件下用标准KMnO4溶液滴定剩余的H2O2,就可以了解酶的活性。

仪器试剂

台秤(0.1g)或天平(0.1mg),试剂瓶(棕色),酸式滴定管(棕色,50cm),锥形瓶(250cm),移液管(10cm、25cm);H2SO4(3 mol/L), KMnO4(s),Na2C2O4(s,AR.),双氧水样品(工业)。

实验步骤

1)KMnO4溶液(0.02 mol/L)的配制

称取1.7g 左右的KMnO4放入烧杯中,加水500cm,使其溶解后,转入棕色试剂瓶中。放置7-10天后,用玻璃砂芯漏斗过滤。残渣和沉淀则倒掉。把试剂瓶洗净,将滤液倒回瓶内,待标定。

2)KMnO4溶液的标定

精确称取0.15~0.20g预先干燥过的Na2C2O4三份,分别置于250cm锥形瓶中,各加入40cm蒸馏水和10cm 3 mol·dm H2SO4,水浴上加热直约75-85℃。趁热用待标定的KMnO4溶液进行滴定,开始时,滴定速度宜慢,在第一滴KMnO4溶液滴入后,不断摇动溶液,当紫红色退去后再滴入第二滴。溶液中有Mn产生后,滴定速度可适当加快,近终点时,紫红色褪去很慢,应减慢滴定速度,同时充分摇动溶液。当溶液呈现微红色并在半分钟不褪色,即为终点。计算KMnO4溶液的浓度。滴定过程要保持温度不低于60℃。

3)H2O2含量的测定:

用移液管吸取5.00cm双氧水样品(H2O2含量约5%),置于250cm容量瓶中,加水稀释至标线,混合均匀。

吸取25cm上述稀释液三份,分别置于三个250cm锥形瓶中,各加入5cm 3 mol·dm H2SO4,用KMnO4标准溶液滴定之。计算样品中H2O2的含量。

1. KMnO4溶液在加热及放置时,均应盖上表面皿。

2. KMnO4作为氧化剂通常是在H2SO4酸性溶液中进行,不能用HNO3或HCl来控制酸度。在滴定过程中如果发现棕色混浊,这是酸度不足引起的,应立即加入浓H2SO4,如已达到终点,应重做实验。

3. 标定KMnO4溶液浓度时,加热可使反应加快,但不应热至沸腾,因为过热会引起草酸分解,适宜的温度为75℃~85℃。在滴定到终点时溶液的温度应不低于60℃。

4. 开始滴定时反应速度较慢,所以要缓慢滴加,待溶液中产生了Mn后,由于Mn对反应的催化作用,使反应速度加快,这时滴定速度可加快;但注意不能过快,近终点时更须小心地缓慢滴入。

LD50 4060mg/kg(大鼠经皮);LC50 2000mg/m,4小时(大鼠吸入)

微生物致突变:

鼠伤寒沙门氏菌

10μL/皿;大肠杆菌5ppm。姊妹染色单体交换:仓鼠肺353μmol/L。

IARC 致癌性评论:动物可疑阳性。

爆炸性强氧化剂。过氧化氢自身不燃,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(如铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等)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69%的过氧化氢,在具有适当的点火源或温度的密闭容器中,会产生气相爆炸。

侵入途径:皮肤接触、吸入、食入。

健康危害:高浓度过氧化氢有强烈的腐蚀性。吸入该品蒸气或雾对呼吸道有强烈刺激性。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。

该物质对水生生物是有毒的。

呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿聚乙烯防毒服。

手防护:戴氯丁橡胶手套。

其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

迅速撤离泄漏污染人员至安全区,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,穿防酸碱工作服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、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,回收或到家至废物处理场所处置。

废弃物处置方法:废液经水稀释后发生分解,放出氧气,待充分分解后,把废液冲入下水道。

皮肤接触:脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐,就医。

灭火方法:消防人员必须穿戴全身防火防毒服。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水冷却火场容器,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。灭火剂:水、雾状水、干粉、砂土。

包装注意事项:大包装:塑料桶(罐),容器上部应有减压阀或通气口,容器内至少有10%余量,每桶(罐)净重不超过50公斤。试剂包装:塑料瓶,再单个装入塑料袋内,合装在钙塑箱内。

万一误饮或以双氧水灌肠,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,严重者可能会有生命危险。

一般的食品加工禁止使用双氧水。

化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)将该物质划为第5.1 类氧化剂。

S26:In 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。

S36/37/39:Wear 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。

S45:In 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)。

R22:Harmful if swallowed.

吞食有害。

R41:Risk of serious damage to the eyes.

对眼睛有很严重的伤害。

双氧水是过氧化氢的水溶液,通常说的双氧水浓度为3%,它的用途广泛,但最常见的是用作消毒剂和漂白剂。双氧水为何用在食品?它有毒吗?会不会致癌 ?

【消毒能手】

过氧化氢对微生物的杀灭主要是依靠其强大的氧化作用,因此不会产生抗药性,而且它对细菌、真菌和病毒同样有效。

最常见的浓度3%的双氧水能够轻松杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、丙肝病毒等致病微生物。

即使是生命力极为顽强的细菌芽孢,用10-30%浓度的双氧水也能杀灭。

在医疗领域,它主要用于医疗器械表面消毒,也可用于口腔消毒或清洗伤口。

由于它无色无味且杀菌后几乎无残留,因此在食品工业应用也很多。

例如对乳品、果汁、啤酒、饮用水的包装、容器具和生产管线消毒,以及对水产、肉类、果蔬等食品的表面消毒。

它也可以用于奶牛奶头的冲洗、涂抹消毒,低浓度过氧化氢喷雾可以给厂房的空气和地面消毒 。

【漂白能手】

过氧化氢的氧化性能破坏天然色素,因此可以漂白纸张、织物和食品,目前全世界一半以上的过氧化氢用于纸浆和纸的漂白。

在中国,过氧化氢常用于水发制品,例如鱿鱼、蹄筋、牛肚等,在开心果、腐竹、泡椒凤爪、猪蹄等食品中也有使用。

过氧化氢能让食物颜色更洁白,还有一定的去除异味的作用。

虽然安全性并没有问题,但这个特点常常被不法分子用来以次充好。

在国外,过氧化氢的使用也存在争议。

比如意大利政府批准加工商将过氧化氢用于海产品的漂白,这样鱼肉、贝肉会更白,消费者更喜欢。

但欧盟认为这一行为是“商业欺诈”,还向意大利政府发了警告函 。

【安全吗?】

过氧化氢不稳定,很容易分解为氧气和水,因此是相当安全的。

比如研究证实,水发制品中的过氧化氢残留在浸泡过程中会逐渐消失,后续的加工也会很快将它破坏。

2004年,世界卫生组织下属专家委员会(JECFA)的评估意见认为,过氧化氢在食物中的残留水平很低,等消费者吃到嘴里的时候早已降解得差不多了,根本不足为虑,因此也不需要制定“安全摄入量”。

美国FDA也将过氧化氢列为GRAS物质(也就是相当安全),通常按生产需要量使用(也就是不限制用量)。

比如在熏青鱼和腌制鸡蛋中的最大使用量为“达到氧化及抗菌的效果”,在牛肚加工过程中的最大使用量为“达到漂白作用”。

此外,过氧化氢还可用于果蔬的清洗消毒。

浓度3%的医用双氧水即使误服一般也问题不大,但浓度30%的双氧水直接喝下去会灼伤消化道。

不过这种情况极为罕见,因为一般人根本接触不到这么高浓度的双氧水。

此外,过氧化氢在重金属盐、碱性环境和猛烈撞击时可以快速分解,甚至引发爆炸。

不过这一般发生在过氧化氢的生产、储存和运输过程中,消费者不可能遇到 。

【致癌吗?】

过氧化氢在食品中的应用至少有50多年历史,一直被认为是安全可靠的。

上世纪80年代初,科学家发现它可能损伤小白鼠的胃肠道,甚至可能有致癌性。

但是1988年,美国FDA的评估委员会经过慎重研究认为,过氧化氢致癌证据不足。

国际癌症研究机构在1999年的评估意见也认为,过氧化氢导致人和动物癌症的证据不足,归为3类物质(不太可能导致癌症的物质),同属这一类的还有茶、维生素K、铁锈等等。

有少量体外细胞实验发现过氧化氢有一定的遗传毒性,但是在动物实验中并没有发现。

这是由于动物机体有足够的的防御体系,它很难通过消化道进入体内细胞并损伤DNA。

另外也没有足够证据表明它影响动物的生殖能力 。


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