双氧水

双氧水

双氧水,过氧化氢水溶液(无色、无味、透明)的俗称,作为强氧化剂消毒剂广泛用于杀菌消毒、污水处理、染织、漂白等领域 [1];使用浓度通常介于3%~30%(质量分数),在较低浓度下能迅速分解产生氧气;其中,用于医疗消毒的常用浓度为3%~5%,浓度越高,氧化性越强。

中文名 双氧水 应    用 医疗消毒、氧气制备、强氧化剂、染织漂白
外文名 hydrogen peroxide solution 安全性描述 S17、S26、S39、S45、S36/S37/S39
化学式 H₂O₂ 危险性符号 R8、R22、R34、R41、R20/22、R39/27、R37/38
外    观 无色、有轻微刺激性气味的透明液体 本质 过氧化氢水溶液

应用领域

医疗消毒

鉴于双氧水具有刺激小(相较于酒精)、高效、速效、无毒的特点,3%浓度的过氧化氢溶液可作为氧化性消毒剂,遇有机物可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气,从而起到杀菌、除臭、去污、止血的作用,它还可破坏破伤风杆菌滋生的厌氧环境,进而预防破伤风病症的产生 [4],亦可适用于外耳道炎扁桃体炎、急诊创伤清创术等的消炎或清洁。

染织漂白

具备(氧化机理)漂白性的双氧水可作为漂白剂使用,例如可用于某些久置家具的翻新。某些油漆的颜料包含碱式碳酸铅,分子式为2PbCO3·Pb(OH)2,长时间与空气接触会与其中的硫化氢(H2S)发生化学反应,从而产生硫化铅(PbS)黑色沉淀附着在家具表面,呈现出色泽暗淡的视觉效果 [5]

倘若以一定浓度的双氧水擦洗,可使家具恢复本色,原理是-2价态的硫具有较强的还原性,与H2O2可发生氧化还原反应,从而除去硫化物沉淀。

4H2O2 + PbS → PbSO4 + 4H2O

氧气制取

得益于双氧水易分解(不稳定)的特点,在实验室可通过添加二氧化锰(MnO2)催化剂至过氧化氢溶液中制取氧气。其中,氧气难溶于水且密度比空气大,可用排水集气法向上排空气法收集。

化工原料

由于过氧化氢还原产物只有水,因此被称为绿色环保(强)氧化剂,广泛应用于和氧化反应相关的化工行业中,例如芳烃的氧化开环反应环在对硝基苯胺对硝基苯酚等物质的作用下发生开环氧化反应,而苯环却不易被氧化,从而实现选择性氧化的目的 [9]

过氧化氢可用于制造过硼酸钠(NaBO3)、过碳酸钠(2Na2CO3·H2O2)等无机过氧化物 [10-11]

首先,过硼酸钠的化学生产方法可分为硼酸法和硼砂法(主导),硼砂法以硼砂(Na2B4O7)、氢氧化钠和双氧水为原料,经偏硼酸钠(NaBO₂)的制备、过硼酸钠的合成以及母液的浓缩三个步骤可制取过硼酸钠 [10-11]

Na2B4O7 + 2NaOH → 4NaBO2 + H2O

NaBO2 + H2O2 + 3H2O → NaBO3·4H2O

Na2B4O7 + 2NaOH + 4H2O2 + 11H2O → 4NaBO2·H2O2·3H2O

过氧化氢不仅被用于农药401抗药剂和福美双二硫化四甲基秋兰姆,thiram,化学式为C6H12N2S4)杀菌剂的制造,还被用于烯烃氧化(生成环氧化物),乙烯氧化已然成为环氧乙烷工业生产的重要方法之一。

H2C = CH2 + H2O2 → CH2OCH2+ H2O

以有机过氧化物过氧乙酸(CH3CO-OO-H)为例,工业上常以乙酸过氧化氢为原料,在45~55 ℃、5~7 kPa下制得 [12]

CH3COOH + H2O2 → CH3COOOH + H2O

安全措施

工作接触时要穿防护衣,戴聚乙烯聚氯乙烯制的手套和聚合材料制的透明防护眼镜和面具;若触及皮肤或溅人眼睛用温水冲洗。