15.2.3 氧化物(Oxide) ●存在 大多数元素的氧化物均已知,而且不止一种二元化合物,除了较 轻的稀有气体外: ●类型酸性、碱性、两性、中性氧化物 大多数非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧化物均显酸性; 大多数金属氧化物显碱性; 一些金属氧化物(如A,O3、ZnO、CrO3、Ga20,等)和少数非金 属氧化物(如AsO6、Sb,O6、TeO,等)显两性; 不显酸碱性即呈中性的氧化物有NO、CO等。 ·酸碱性变化规律 氧化物酸碱性的一般规律:同周期各元素最高氧化态的氧化物, 从左到右碱性—两性—酸性
15.2.3 氧化物(Oxide) l存在 大多数元素的氧化物均已知,而且不止一种二元化合物,除了较 轻的稀有气体外; l类型 酸性、碱性、两性、中性氧化物 大多数非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧化物均显酸性; 大多数金属氧化物显碱性; 一些金属氧化物(如Al2O3、ZnO、Cr2O3、Ga2O3等)和少数非金 属氧化物(如As4O6、Sb4O6、TeO2等)显两性; 不显酸碱性即呈中性的氧化物有NO、CO等。 l酸碱性变化规律 氧化物酸碱性的一般规律:同周期各元素最高氧化态的氧化物, 从左到右碱性——两性——酸性
15.2.4过氧化氢(ydrogen peroxide) H202俗称双氧水,用途最广的过氧化物. 结 构 H 95521 -0 03 9652 H 孤对电子 弱酸性 H202三H02-+Ht, K1=2.2X10-12,K2≈10-25 H2O2+Ba(OH)2- →Ba02+2H20
O O H H 95 o52’ 96 o52’ 93 o51’ 15.2.4 过氧化氢(Hydrogen peroxide) H2O2俗称双氧水,用途最广的过氧化物. 结 构 弱 酸 性 H2O2 HO2 – + H+ , K1 = 2.2 × 10–12 , K2 ≈ 10-25 H2O2 +Ba(OH)2 BaO2 + 2 H2O H H 孤对电子
()制备和用途 世界年产量估计超过1×10t(以纯H202计),纯过氧化氢为淡蓝色接近无色 的粘稠液体,通常以质量分数为0.35,0.50和0.70的水溶液作为商品投入市场. 如欧洲国家将总产量的40%用于制造过硼酸盐和过碳酸盐,总产量的50%用 于纸张和纺织品漂白,在美国则将总产量的25%用于净化水(杀菌和除氯)· ●实验室法BaO2+2HC BaCl,+H2O, BaO2+H2S0,(稀) 三BaSO4+H2O2(6~8%的水溶液 冷却 NaO,+2 H,O 2 NaOH+H2O2 ● 电解水解法 2HS04→S208+2H++2e(3 (电解NH HSO4) S2O?+2H++2H,0+2e→2HS04+H2+H202(4 减压蒸馏可得含30-35%H202的水溶液 ●自动氧化法(乙基蒽醌法) (世界年产量95%以上由该法 +02 +H2(钯催化剂) 生产) OH 由于构成催化循环,反应的实际结果是由H2和O2生成H202: ●1990年报道:在催化剂(10%Pt~90%Pd)的作用下,H2和O2的直接燃烧 也可获浓度为18%的H202
(1) 制备和用途 减压蒸馏可得含 30~35% H2O2的水溶液. 世界年产量估计超过1×10 6t(以纯 H2O2 计). 纯过氧化氢为淡蓝色接近无色 的粘稠液体,通常以质量分数为 0.35,0.50 和 0.70 的水溶液作为商品投入市场. 如欧洲国家将总产量的 40 % 用于制造过硼酸盐和过碳酸盐,总产量的 50 % 用 于纸张和纺织品漂白,在美国则将总产量的 25 % 用于净化水(杀菌和除氯). ● 实验室法 BaO2 + 2 HCl BaCl2 + H2O2 BaO2 + H2SO4(稀) BaSO4 + H2O2 ( 6 ~ 8 % 的水溶液) NaO2 + 2 H2O 2 NaOH + H2O2 由于构成催化循环,反应的实际结果是由 H2和 O2生成 H2O2 . ● 1990年报道:在催化剂 (10 % Pt ~ 90 % Pd ) 的作用下,H2和 O2的直接燃 烧 也可获浓度为 18 % 的 H2O2 . ● 电解-水解法 (电解NH4HSO4) ● 自动氧化法(乙基蒽醌法) (世界年产量95%以上由该法 生产) S O 2H 2H O 2e 2HSO H H O ( ) 2HSO S O 2H 2e ( ) 2 4 2 2 2 2 2 8 2 4 2 8 阴 阳 冷却 OH HO R +H2(钯催化剂) +O2 O O R H2O2
(2)结构和性质 ●氧化还原性 有关的电势图如下 E/V 0.682V 1.77V 0 Basic HO H,O n=1 n=1 1.229V OH H,O n=2 氧化性强,还原性弱,是一种“清洁的” Acidic 2 氧化剂和还原剂。 oh o -2 。用作氧化剂 Oxidation number. H202+2+2H30+=12+4H20(用于H02的检出和测定) H202+2Fe2++2H30+=2Fe3t+4H20 3 H20,+2 NaCrO,+2 NaOH 2 Na,CrO+4 H2O H2O2+PbS(黑)= PbS04(白)+H20 ●用作还原剂 5H202+2Mn04+6H30r=2Mn2++502+14H20
(2)结构和性质 l 氧化还原性 有关的电势图如下 氧化性强,还原性弱,是一种“清洁的” 氧化剂和还原剂. 5 H2O2 + 2 MnO- 4 + 6 H3O+ 2 Mn2+ + 5 O2 + 14 H2O ● 用作氧化剂 ● 用作还原剂 H2O2 + 2 I - + 2 H3O+ I2 + 4 H2O (用于 H2O2的检出和测定) H2O2 + 2 Fe 2+ + 2 H3O+ 2 Fe 3+ + 4 H2O 3 H2O2 + 2 NaCrO2 + 2 NaOH 2 Na2CrO4 + 4 H2O H2O2 + PbS(黑) PbSO4 (白) + H2O H O 1 1.77V H O 1 0.682V /V O2 2 2 2 θ A n n E 1.229V n = 2
●不稳定性(由于分子中的特殊过氧键引起) 高纯H02在不太高的温度下还是相当稳定的,例如90%H,02在 325K时每小时仅分解0.001%.它的分解与外界条件有密切关系: ●温度:2H,0,0≥262,00+0,g,4Hm=-195.9kJ-mo1 ●杂质:重金属离子Fe2+、Cm2+等以及有机 物的混入; ●光照:波长为320-~380nm的光可促使分解; ●介质:在碱性介质中的分解速率远比在酸 性介质中快 为了阻止分解,常采取的防范措施: 市售约为30%水溶液,用棕色瓶装,放 置在避光及阴凉处,有时加入少量酸 Na,SnO3或NaP,O,作稳定剂
l不稳定性(由于分子中的特殊过氧键引起) 高纯 H2O2在不太高的温度下还是相当稳定的,例如 90 % H2O2在 325 K 时每小时仅分解 0.001 %. 它的分解与外界条件有密切关系: ● 温度: ● 杂质:重金属离子Fe 2+ 、Cu2+等以及有机 物的混入; ● 光照:波长为 320~380 nm 的光可促使分解; ● 介质:在碱性介质中的分解速率远比在酸 性介质中快 为了阻止分解,常采取的防范措施: 市售约为 30 % 水溶液,用棕色瓶装,放 置在避光及阴凉处,有时加入少量酸 Na2SnO3 或 Na4P2O7 作稳定剂 . 2 H2O2(l) 2 H2O(l) + O2(g) , DrHm= - 195.9 kJ•mol -1 > 426 K