实验室制氧气过氧化氢

中文名称: 过氧化氢

英文名称: hydrogen peroxide

水溶液名称: 双氧水

CAS No.: 7722-84-1

化学方程式: H2O2

分子结构:O原子以sp3杂化轨道成键、分子为极性分子。

分子量: 34.01

相对分子质量:34

理化特性

主要成分: 工业级 分为27.5%、35%两种。

外观与性状: 无色透明液体，有微弱的特殊气味。

熔点(℃): -2(无水)

沸点(℃): 158(无水)

折射率:1.4067(25℃)

相对密度(水=1): 1.46(无水)

饱和蒸气压(kPa): 0.13(15.3℃)

溶解性:能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。

在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。

吸入本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。长期接触本品可致接触性皮炎。

毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700

燃爆危险: 本品助燃，具强刺激性。

爆炸性强氧化剂。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、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。

双氧水是一种每个水分子里含有两个氧原子的液体，具有较强的渗透性和氧化作用，医学上常用双氧水来清洗创口和局部抗菌。据最新研究发现，双氧水不仅是一种医药用品，还是一种极好的美容佳品。

面部皮肤直接接触外界环境，常被细菌、灰尘等污染，再加上皮肤本身的汗腺、皮脂腺分泌物形成的污垢，极易诱发粉刺、皮炎、疖肿等疾病，从而影响皮肤的美丽。用双氧水敷面不仅能去除皮肤的污垢，还能直接为皮肤增强表面细胞的活性，抑制和氧化黑色素的沉着，使皮肤变得细腻有弹性。操作方法:将脸用洗面奶洗干净后，用毛巾蘸上3%的双氧水敷于面部，每次5分钟，每日1次，10天为一疗程，在操作时应注意避免双氧水进入眼睛。

另外，双氧水还有淡化毛发颜色的功能，对于那些因汗毛过长而影响美观的女性，可在脱毛后，用双氧水直接涂于皮肤上，每日2次，这样日后长出的汗毛就不会变黑变粗，而会变得柔软且颜色为淡黄

过氧化氢溶液，俗称双氧水，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发色出售。过氧化氢可通过与食品中的淀粉形成环氧化物而导致癌性，特别是消化道癌症。另外，工业双氧水含有砷、重金属等多种有毒有害物质更是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。我国《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。

浓度、温度、时间、PH值等因素是化学反应的主要条件。在双氧水漂白的工艺中，应该弄清这些因素的相互关系，以便制定合理的工艺。

1、浓度

双氧水漂白所规定的合理浓度，应该以既能达到一定白度和去除棉籽壳的效果，又要使纤维损伤最小为原则。实践证明，织物白度和双氧水浓度的关系不是成正比的。当采用汽蒸工艺时，浓度控制在3-5g/L已能达到一定的白度要求，浓度再高，白度增加不多，相反容易损伤纤维。因此，汽蒸工艺浓度一般为3-5g/L，稀薄织物还应适当低些。具体确定时应根据使用设备、漂白方式、织物厚薄、退浆煮练状况以及浴比等决定。为了尽可能减少对纤维的损伤，浓度以低为宜，要得到较高的白度，应在煮练上采取措施。

2、温度

温度对双氧水的分解速度有直接的关系。在一定浓度和时间的条件下，织物上双氧水的分解消耗是随着温度的升高而增加的，因此，织物的漂白效果是随双氧水在织物上分解率的增高而增高的。当温度达到90-100℃时，双氧水可以分解90%，白度也最好;但是当温度为60%时，分解率仅为50%左右。

3、时间

双氧水漂白时间的确定与温度有关。如果用冷漂法，要室温堆置10h左右，高温汽蒸漂白时间却可以大大缩短。从测定双氧水消耗率看，汽蒸15min已达到70%，汽蒸45-60min,消耗率已达到90%，并趋于平衡。可见汽蒸时间45-60min就已够了。

4、碱剂

常规漂白中漂液PH值为10.5~11，加水玻璃尚不能达到要求，因此要加碱剂调节PH值，最常用的碱剂为烧碱，用量为1-2g/L。它是活化剂，能促进双氧水的分解，使双氧水生成具有漂白作用的过氧化氢离子，在PH值为10.5~11情况下，双氧水以中速分解达到漂白的目的。但在退煮漂与煮漂一浴法短流程工艺中，烧碱的用量均较高，烧碱不仅调节PH值，还兼退浆和煮练的功能。这就使漂浴很不稳定，加速了双氧水的分解，不仅浪费双氧水，而且可能导致纤维降解使织物脆损。为了控制双氧水的分解速率，前已述及要加入适合的稳定剂，使双氧水按工艺要求来分解，并在分解与稳定之间达到平衡，这就是在稳定剂帮助下的"受控双氧水漂白工艺"，采用此工艺既能取得较好的织物白度及去杂效果，又不至于对纤维造成较大的损伤。

过氧化氢制取氧气化学方程式:2H2O2=MnO2=2H2O+O2↑

双氧水工业制法

生产碱性过氧化氢的空气电极及其制法

本发明属于用电化学方法制备无机化合物的领域。本发明涉及工业制备碱性过氧化氢用含醌空气电极及其制法。本发明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。本发明可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。

第二种:

本发明涉及无机化合物制备领域，特别涉及从申请号为871 03988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Na-〔2〕HPO-〔4〕和H-〔2〕O-〔2〕，将所说的Na-〔2〕HPO-〔4 〕和H-〔2〕O-〔2〕水溶液冷却到+5~-5℃，使绝 大部分Na-〔2〕HPO-〔4〕以Na-〔2〕HPO- 〔4〕·10H-〔2〕O水合物形式析出，再在离心分离器 中将含有Na-〔2〕HPO-〔4〕·10H-〔2〕O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Na-〔2〕HPO-〔4〕的过氧化氢水溶 液进行蒸发和分馏，得到约30%H-〔2〕O-〔2〕产品 。本

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概述

二氧化锰 MnO2

一种两性氧化物.它是一种常温下非常稳定的黑色或棕色粉末状固体 为软锰矿的主要成分，密度5.0g/cm3 不溶于水，是最重要的一种锰的氧化物。氧化锰粉尘可引起人的锰尘肺。高价锰氧化物，不论侵入机体的途径，其毒性作用对大脑有损伤。

遇还原剂时，表现为氧化性。如将二氧化锰放到氢气流中加热至1400K得到一氧化锰;将二氧化锰放在氨气流中加热，得到棕黑色的三氧化二锰;将二氧化锰跟浓盐酸反应，则得到二氯化锰和氯气。

遇强氧化剂时，还表现为还原性。如将二氧化锰，碳酸钾和硝酸钾或氯酸钾混合熔融，可得到暗绿色熔体，将熔体溶于水冷却可得六价锰的化合物锰酸钾。在酸件介质中是一种强氧化剂。

大量用于炼钢，并用于制玻璃，陶瓷，搪瓷，干电池以及用作催化剂等

可作为干电池的去极化剂。存实验室常利用它的氧化性，与浓盐酸(HCl)混合加热制备氯气(Cl2):

MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

另也可作为催化剂与过氧化氢、氯酸钾等反应产生氧气。

通过加热高锰酸钾可以制得。

做催化剂与氯酸钾反应时并不是单纯的催化，而是会与原物质反应，最后又生成了二氧化锰

二氧化锰不能和稀盐酸反应.浓盐酸中H+和Cl-的浓度大，还原性强，在加热条件下能被MnO2氧化，生成Cl2;随反应进行，H+和Cl-的浓度逐渐减小，还原性逐渐减弱，当达到一定程度时，MnO2就不可以氧化Cl-了。因此二氧化锰和稀盐酸不会反应。在热浓硫酸中放出氧而成硫酸锰。与苛性钠和氧化剂共熔生成锰酸盐。能溶于丙酮

用于有机物的合成

二氧化锰在有机化学之中十分有用。被用于氧化物的二氧化锰的形态不一，因为二氧化锰有多个结晶形态，化学式方面可以写成MnO2-x(H2O)n，其中x介乎0至0.5之间，而n可以大于0。二氧化锰可在不同pH下的高锰酸钾(KMnO4)和硫酸锰(MnSO4)的反应之中产生。啡色的二氧化锰沈淀物很干和很活跃。最有效的有机溶剂包括芳香性物质、氯化碳、醚、四氢呋喃和酯类等。

其中一个二氧化锰专用的化学反应是将醇类转化为酮类。即使该醇类中有双键，也不会被二氧化锰所氧化:

cis-RCH=CHCH2OH + MnO2 → cis-RCH=CHCHO + H2O + MnO

当中的产物即使有多活跃也不会再被氧化。二醇类可被二氧化锰氧化为二酮。其他二氧化锰的反应极之多，可用在氧化出胺、芳香物和三醇等。

其他用途举例如下

二氧化锰亦可以用做过氧化氢(H2O2)的分解。其催化效果如下:

2H2O2 + 2MnO2 = 2MnO3 + 2H2O

2MnO3 = 2MnO2 + O2↑

二氧化锰也被用作颜料、有色玻璃等。

氧是心脏的"动力源"

氧气喷泉

随着人们对新鲜氧气的需求愿望与日俱增，在美国洛杉矶等大城市，一种氧气喷泉吧随之设立。在氧气喷泉吧里，人们手持透明氧气罐，其上插上了精巧的外接吸收装置，轻轻一吸，罐内的纯氧即喷涌而出。带着柠檬或其他香味的氧气可连续输送20分钟。除此之外，美国其他与氧有关的产品不断涌现，如各种含氧水、含氧汽水、含氧胶丸等。新兴的氧气消费，已形成一股新潮流。

增加吸氧量可减少术后感染及止吐

美国的《新英格兰医学杂志》发表过一项新的研究成果。奥地利、美国及澳大利亚的麻醉医师报告，只要在手术中和手术后给病人增加吸氧量，病人术后感染危险将降低一半。因为增氧可以提高免疫系统的免疫能力，可为患者的"免疫大军"提供更多"弹药"，杀死伤口部位的细菌。

这项研究是在奥地利维也纳和德国汉堡医院的500名患者身上进行。其过程是:在整个手术期间和术后两个小时，为第一组250名患者实施含30%氧的麻醉，另一组250名患者在同一时间内接受含80%氧的麻醉。结果第一组手术后有28人感染，而第二组手术后只有13人感染。

麻醉病人在术后发生恶心或呕吐颇为常见，病人感到非常难受。进行此项研究的麻醉师说，增加吸氧比使用的所有止吐药效果更为明显，且无危险和价格低廉。氧气防止呕吐的机制可能是防止肠道局部缺血，从而阻止催吐因子的释放。但完全用氧而不用一氧化氮是不可取的，因为这有可能使病人在手术中觉醒。

高压氧制服突发性耳聋

据友谊医院高压氧科主任介绍，高压氧不仅能改善内耳听觉器官的缺氧状态，而且还能改善内耳血液循环即组织代谢，促进听觉功能的恢复。一旦患了突发性耳聋，应立即去医院高压氧科，因为高压氧对突发性耳聋的疗效常取决于最初的治疗时间，一般在发病后三天之内(最迟不应超过一周)治疗效果最佳。

高压氧治疗牙周病效果好

牙周病指的是牙龈、牙周膜和牙槽骨的炎症、变形、萎缩，最后导致牙齿松动、脱落的一种慢性进行性疾病。患了牙周病会有牙龈充血、红肿、出血，牙龈沟加深，形成了牙周炎，牙周袋溢脓，有口臭，牙齿松动，并常伴有牙龈退缩。

牙周病的常规治疗效果并不理想。医务工作者用高压氧治疗牙周病，取得了良好的疗效。高压氧治疗牙周病可提高牙周病局部组织的氧含量和氧的弥散距离，促进侧枝循环的重建，改善局部循环。血管收缩效应可缓解局部肿胀。另外，高压氧还能有效地抑制细菌，尤其是厌氧菌的生长繁殖，改善牙周组织的供血、供氧，促进新陈代谢，以利于局部组织的修复，达到抗炎、消肿、止血和除臭的目的。

中老年需要补氧

缺氧一般分为两种:一种是体外缺氧，一种是体内缺氧: 体外缺氧:主要是因为外部原因造成的缺氧。人处在一个缺少氧气的环境里，如阴天气压低，高原地区，环境污染地区以及写字楼、商场、地下室等都容易造成体外缺氧。 体内缺氧:是指人体自身的原因，导致吸入氧气的不足，与一些老年病、工作节奏快等原因有关。如呼吸系统疾病(气管炎、哮喘、肺气肿、肺心病、肺部感染等);血液循环不好(各种心脏疾病，脑供血不足、脑梗、脉管炎、静脉曲张等)。长期处于体内缺氧状态，人体各个组织供氧不足，加速了身体的衰竭，甚至引发中风等意外，直接威胁到生命的安全。

中老年缺氧的症状表现:

1、轻度缺氧:常常打哈欠，手脚冰凉，在大商场、地下设施内感到胸闷气短，心慌、喘气急促。

2、中度缺氧:爬楼梯两层以上胸闷气短、喘气急促;口臭、胃酸过多、便秘、皮肤干燥、睡眠不足、多梦易醒，注意力不集中，脸色苍白，心情紧张后头屑增多，出虚汗、视力下降，血压、血脂、血糖偏高，抵抗力减弱，易患感冒。

过度吸氧的负作用

早在19世纪中叶，英国科学家保尔·伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒，人类也同样。人如果在大于0.05 MPa(半个大气压)的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸入时间过长，就可能发生"氧中毒"。肺部毛细管屏障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1 MPa(1个大气压)的纯氧环境中，人只能存活24小时，就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2 MPa(2个大气压)高压纯氧环境中，最多可停留1.5小时 ~ 2小时，超过了会引起脑中毒，生命节奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。如加入0.3 MPa(3个大气压)甚至更高的氧，人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死，抽搐昏迷，导致死亡。

此外，过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应，可生成过氧化氢，进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质，它堆积在心肌，使心肌细胞老化，心功能减退;堆积在血管壁上，造成血管老化和硬化;堆积在肝脏，削弱肝功能;堆积在大脑，引起智力下降，记忆力衰退，人变得痴呆;堆积在皮肤上，形成老年斑。

装置选择

步骤:查-装-定-点-收-离-熄(茶庄定点收利息)

查----检查装置的气密性

装----装药品

定----把试管固定到铁架台上

点----点燃酒精灯加热(先预热，注意:一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)

收----收集气体(可以使用排水法、向上排空气法)

离----把导管从水槽中取出(如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片)

熄----熄灭酒精灯

注意点

①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流回试管底部炸裂试管;

②药品平铺在试管的底部:先预热，之后可以将酒精灯的外焰对准装有药品部位定向加热

③铁夹夹在离管口约1/3处;

④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出(大约0.5cm);

⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管并堵塞导管，使所制得气体无法较好排出;

⑥排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气，此时收集气体不纯);

⑦实验结束时，先移走导管，再熄灭酒精灯:防止水槽中的冷水倒吸进热的试管引起试管炸裂;

⑧用向上排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部:以便把空气排尽。

步骤:查---装---收

查---检查装置的气密性:用夹子把导管夹上(应使用两节导管，中间用较短橡皮管连接，便于检查)，然后往长颈漏斗中加水，长颈漏斗的颈部中的水柱如不下降，说明气密性良好

装---装药品，先装固体，后装液体(防止液体飞溅)

收---收集气体(同上高锰酸钾收集法)

注意点

①长颈漏斗的颈部应在液面以下(液封):防止气体从长颈漏斗泄露，可用分液漏斗代替(可控制反应速率);

②导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出。

检验方法:

检验:用带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，证明是O2。

验满:用带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，证明O2已满。

排水法:

当集气瓶瓶口冒气泡时(刚开始排出的是试管中的空气，等气泡连续均匀冒出时，才是纯氧)

实验室制取氧气是初级化学的一个实验，通常二氧化锰是催化剂，实验完毕后，可以用过滤法回收。

向上排气法 (O2密度大于空气)

实验室制取氧气方法主要有三种，其文字表达式如下:

加热

高锰酸钾----→锰酸钾+二氧化锰+氧气

二氧化锰

氯酸钾----→氯化钾+氧气 (二氧化锰做催化剂)

加热

过氧化氢+二氧化锰-→水+氧气 (二氧化锰做催化剂)

二氧化锰氯酸钾;混和均匀把热加。

制氧装置有特点;底高口低略倾斜。

2H2O2---MnO2--- 2H2O+O2↑

2KMnO4---△---K2MnO4 + MnO2 + O2↑

2KClO3----△MnO2----2KCl+3O2↑(此处二氧化锰不参与反应，仅为催化剂)

制备过氧化氢的方法，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(NaH↓〔2〕 PO↓〔4〕)将过氧化钠水溶液中和至9.0~9.7，使生成Na↓〔2〕HPO↓〔4〕和H↓〔2〕O↓〔2〕的水溶液，

(2)使所说的Na↓〔2〕HPO↓〔4〕和 H↓〔2〕O↓〔2〕水溶液冷却到+5~-5℃，从而使绝大部分Na↓〔2〕HPO↓〔4〕以Na↓〔2〕HPO↓ 〔4〕·10H↓〔2〕O水合物形式析出，

(3)在离心分离器中对含有Na↓〔2〕HPO↓〔4〕·10H↓〔 2〕O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离，从而使Na ↓〔2〕HPO↓〔4〕·10H↓〔2〕O结晶从含少量N a↓〔2〕HPO↓〔4〕的过氧化氢水溶液中分离出来，

(4)将所说的含少量Na↓〔2〕HPO↓〔4〕的过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发，得到含H↓〔2〕O↓〔2〕和 H↓〔2〕O的蒸汽，而含过氧化氢的Na↓〔2〕HPO↓ 〔4〕浓盐溶液从底部流出并返回中和槽，

(5)将所说的含H↓〔2〕O↓〔2〕和H↓〔2〕O的蒸汽在分馏塔中进行减压分馏，得到约30%H↓〔2〕O↓〔2〕产品。