纯的过氧化氢(H O )是一种淡蓝色的粘稠液体,与水互溶,过氧化氢的水溶液俗称双氧水。市售试剂是30%的水溶液,它有强列的腐蚀性,使用时应当小心。
过氧化氢分子中有一个过氧链(-O-O-),过氧链两端的氧原子上各连着一个氢原子。每个氧原子都是采取不等性sp 杂化形成四个杂化轨道,两个sp 杂化轨道中各有两个成单电子,其中一个和氧原子的sp 杂化轨道重叠形成O-Oσ键,另一个则同氢原子的1s
轨道重叠形成O-Hσ键。其余两个含有孤电子对的杂化轨道不参与成键。由于每个氧原子上的两个孤电子对间的排斥作用,使得O-H键向O-O键靠拢,故键角∠HOO小于四面体键角值。过氧化氢分子不是直线形结构,它的几何构型可以形象地看作是一本半敞开的书,过氧键在书本的夹缝上,两个氢原子在两页纸平面上[图
8-3]。
H O 分子中的过氧键的键能较小(
= 142kJ·mol ),故不稳定容易分解。在较低温度下即可分解放出O ,若受热到426K以上便剧烈分解。
2H O
= 2H O
+ O
↑
光照、碱性介质和少量重金属离子的存在,都将大大加快其分解速度。分解释放出的能量主要由低键能的过氧键转化为高键能O 的缘故。为了降低和防止过氧化氢分解,在实验室里常把过氧化氢避光保存在阴凉条件下的棕色瓶或塑料容器中。
过氧化氢是极弱的酸,在水中微弱地电离:
H O
H
+ HO
= 2.4×10
能与碱作用生成盐,所生成的盐称为过氧化物。
过氧化氢中的氧处于中间氧化值(-1),因此它既有氧化性又有还原性。由电极电势可知,H O 在酸性或碱性介质中都是氧化剂,在酸性溶液中是一种强氧化剂。例如:
H O
+ 2H
+2I
= 2H O
+ I
H O
+ 2H
+ 2Fe
= 2H O
+ 2Fe
3H O
+ 2CrO
+ 2OH
= 2CrO
+ 4H O
利用H O 的氧化性可以漂白丝、毛织物和油画,也可以作为杀菌剂。由于H O 是一种无公害的强氧化剂,纯H O 是火箭燃料的高能氧化剂。
当遇到强氧化剂时H O 表现出还原性:
Cl
+ H O
= 2HCl + O ↑
2KMnO
+ 5H O
+ 3H SO
= 2MnSO
+ 5O ↑
+ K SO
+ 8H O
医疗上,在没有氧气瓶的情况下,可利用H O 和KMnO 的反应设计输氧装置。H O 有消毒、防腐、除臭等功效,医疗上常用3%的H O 消毒杀菌。
药典上鉴别H O 是利用它在酸性溶液中能与K Cr O 作用生成蓝紫色过氧化铬的反应。
4H O
+ Cr O
+ 2H
= 2CrO
+ 5H O
过氧化铬的结构为:

CrO 因含有过氧键,很不稳定,在水中易分解,放出氧气。若将CrO 萃取到乙醚层中,便可稳定存在,这也是检验Cr(Ⅵ)的灵敏反应。
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