Пероксид (перекись) водорода (H2O2). В 1818 году французский химик Луи Жак Тенар (1777-1857) открыл пероксид водорода, при взаимодействии серной кислоты с пероксидом бария (BaO2).
Позже австрийский химик Антон Риттер фон Кристелли Шреттер (1802-1875)
первым порекомендовал перекись водорода для обесцвечивания волос. Молекула
пероксида водорода нелинейна, две связи O–H длиной по 0,095 нм
расположены в двух плоскостях под углом близким к 100-120°
, а связь –O–O– длиной 0,148 нм в три раза слабее, чем O–H, лежит на
пересечении плоскостей и образует со связью O–H угол близкий к 95°
. Поэтому пероксид водорода не устойчив, его молекула характеризуется
большими, чем у воды, полярностью и электрическим моментом диполя.
Перекись водорода образует устойчивые водородные связи, которые приводят
к ассоциации молекул. Физические свойства пероксида водорода (H2O2). Перекись
водорода представляет собой светло-голубую вязкую, сиропообразную
жидкость. Ниже в алфавитном порядке перечислены основные физические и
физико-химические константы для пероксида водорода, в случае, когда не
указываются температура или давление, то имеются в виду нормальные
условия: t=0° C, p=101325 Па. Критическая плотность r кр=349 кг/м3 [32]; Критическая температура Tкр=708,5 К [32]; Критический объем Vкр=97,5Ч 10-6 м3/моль [32]; Критическое давление pкр=15,54 МПа [32]; Молярная изобарная теплоемкость СР=89,3 Дж/мольЧ К, СР=43,1 Дж/мольЧ К (газ) [26]; Плотность r =1442 кг/м3 [12,14]; Постоянные Ван-дер-Ваальса a=0,9418 НЧ м4/моль2, b=47,372Ч 10-6 м3/моль [32]; Температура кипения tкип=152,0° C [14]; Температура насыщения; Температура плавления tпл=-0,42° C [14]; Теплота кипения D Нкип=51600 Дж/моль; Теплота плавления D Hпл=12510 Дж/моль; Энергия Гиббса D Gобр° =-120520 Дж/моль (жидкость), D Gобр° =-105740 Дж/моль (газ) [31]; Энтальпия образования D Hобр° =-187860 Дж/моль (жидкость), D Hобр° =-135880 Дж/моль (газ) [31]; Энтропия S° =109,60 Дж/мольЧ K (жидкость), S° =234,41 Дж/мольЧ K (газ) [31]. Химические свойства пероксида водорода. Пероксид
водорода весьма реакционноспособное вещество, и может проявлять как
окислительные так и восстановительные свойства. В водных растворах
проявляет слабые кислотные свойства: H2O2 + H2O ® H3O+ + HO2—. 1.Окислительные свойства пероксида водорода. Окисление нитрита калия до нитрата: KNO2 + H2O2 (разб. H2SO4)® KNO3 + H2O, выделение иода из иодида калия: 2KI + H2O2 ® I2 + 2KOH, 2KI + H2O2 + H2SO4 ® I2 + K2SO4 + 2H2O. Окисление
сульфида свинца до сульфата применяют в реставрации старых картин,
потемневших из-за образования сульфида свинца черного цвета: PbS + 4H2O2 ® PbSO4 + 4H2O. 2.Восстановительные свойства пероксида водорода. Восстановление оксида серебра: Ag2O + H2O2 ® 2Ag + O2 + H2O, взаимодействие с перманганатом калия в кислой среде: 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 ® 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O. 3.Взаимодействие с основанием приводит к образованию пероксида металла: Ba(OH)2 + H2O2 ® BaO2 + 2H2O. 4.Реакции компелексоообразования: H2O2 + TiSO4(OH)2 + K2SO4 (разб. KOH) ® K2[Ti(SO4)2(O22—)] (желто-оранж.) + 2H2O, H2O2 + TiSO4(OH)2 + H2O (разб. H2SO4) ® [Ti(H2O)4(O22—)]SO4 (желт.). Получение пероксида водорода. 1.В промышленности применяют автоокисление алкилантрагидрохинолов и других. 2.Электролиз серной кислоты: 2H2SO4 ® H2 + H2S2O8, полученная пероксодисерная кислота разлагается водой: H2S2O8 + 2H2O ® 2H2SO4 + H2O2, а пероксид водорода отделяется от серной кислоты перегонкой. 3.В
лаборатории перекись водорода получают взаимодействием пероксидов и
супероксидов щелочных и щелочно-земельных металлов с кислотами или
водой: Na2O2 + 2H2O ® 2NaOH + H2O2, 2KO2 + 2HCl ® 2KCl + H2O2 + O2, BaO2 + H2SO4 ® BaSO4 + H2O2. Для
более легкого отделения перекиси водорода удобнее использовать для
получения перекиси водорода соединениями металлов II-А группы, так как
их гидрорксиды и большинство солей нерастворимы в воде. Применение пероксида водорода. Применяется
для получения различных пероксидов, антисептических средств, для
реставрации старых картин на основе свинцовых белил (PbSO4),
для отбеливания перьев, волос, тканей. В промышленности применяют
90%-ный раствор, в продажу поступает 30%-ный раствор, так называемый
пергидроль, для обесцвечивания и 3%-ный раствор для дезинфекции в
медицине. Известны также очень неустойчивые пероксиды состава: H2O3 (разлагается при - 55° С) и H2O4 (разлагается при - 100° С). |