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过氧化氢

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过氧化氢

理化性质

简介

毒害物质数据:7722-84-1(Hazardous Substances Data)

职业标准:TWA1.4毫克/立方米;STEL4.2毫克/立方米

初中实验室制取氧气的方法:

反应物:过氧化氢

条件:二氧化锰等——催化剂(加速过氧化氢的分解速度)

生成物:氧气和水

物理性质

过氧化氢溶液

水溶液为无色透明液体,溶于水、醇、乙醚,不溶于苯、石油醚。

纯过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体,熔点-0.43 °C,沸点150.2 °C,纯的过氧化氢其分子构型会改变,所以熔沸点也会发生变化。凝固点时固体密度为1.71g/cm³,密度随温度升高而减小。它的缔合程度比H2O大,所以它的介电常数和沸点比水高。纯过氧化氢比较稳定,加热到153 °C便猛烈的分解为水和氧气。

过氧化氢对有机物有很强的氧化作用,一般作为氧化剂使用。

化学性质

1.氧化性

(油画中铅白[碱式碳酸铅]会与空气中的硫化氢反应生成黑色硫化铅,就可应用过氧化氢洗涤)

(需要碱性介质)

2.还原性

3.在10%试样液10ml中,加稀硫酸试液(TS-241)5ml和高锰酸钾试液(TS-193)1ml。应有气泡发生,且高锰酸钾的紫红色消失。对石蕊呈酸性。遇有机物易爆。

4.取试样1g(准确至0.1mg),用水稀释至250.0ml。取此溶液25ml,加10ml稀硫酸试液(TS-241)后用0.1mol/L高锰酸钾滴定。每毫升0.1mol/L。高锰酸钾相当于过氧化氢(H2O2)1.70mg。

5.遇有机物、受热分解放出氧气和水,遇铬酸、高锰酸钾、金属、碳酸反应剧烈。 为了防止分解,可以加入微量的稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠等等。

6..过氧化氢是一种极弱的酸:H2O2 =(可逆)=H++HO2-(Ksp=2.4×10-12)。因此金属的过氧化物可以看做是它的盐。

用途

双氧水的用途分医用、军用和工业用三种,日常消毒的是医用双氧水,医用双氧水可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌,致病酵母菌,一般用于物体表面消毒。 双氧水具有氧化作用,

但医用双氧水浓度等于或低于3%,擦拭到创伤面,会有灼烧感、表面被氧化成白色并冒气泡,用清水清洗一下就可以了,过3—5分钟就恢复原来的肤色。

化学工业用作生产过硼酸钠、过碳酸钠、过氧乙酸、亚氯酸钠、过氧化硫脲等的原料,酒石酸、维生素等的氧化剂。医药工业用作杀菌剂、消毒剂,以及生产福美双杀虫剂和40l抗菌剂的氧化剂。印染工业用作棉织物的漂白剂,还原染料染色后的发色。用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属。也用于电镀液,可除去无机杂质,提高镀件质量。还用于羊毛、生丝、象牙、纸浆、脂肪等的漂白。高浓度的过氧化氢可用作火箭动力助燃剂。

民用:处理厨房下水道的异味,到药店购买双氧水加水加洗衣粉倒进下水道可去污,消毒,杀菌;

3%的过氧化氢(医用级)可供伤口消毒;

制备

工业制法

碱性过氧化氢制法: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。

磷酸中和法:其特征在于,用下列步骤从过氧化钠水溶液制备:

⑴用磷酸或磷酸二氢钠NaH2PO4将氢氧化钠溶液中和至pH8.0~8.7,使生成NaH2PO4和H2O2的水溶液。

⑵使所说的Na2HPO4和H2O2水溶液冷却到+5~-5℃,从而使绝大部分NaH2PO4以NaH2PO4·110H2O水合物形式析出。

⑶在离心分离器中对含有NaH2PO4 ·10H2O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离,从而使NaH2PO4 ·110H2O结晶从含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液中分离出来。

⑷将所说的含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发,得到含H2O2和H2O的蒸汽,而含过氧化氢的NaH2PO4的浓盐溶液从底部流出并返回中和槽。

⑸将所说的含H2O2和H2O的蒸汽在分馏塔中进行减压分馏,得到约30%H2O2产品。

电解硫酸法:用电解60%的硫酸,得到过二硫酸,再经水解可得浓度为95%的双氧水。

2-乙基蒽醌法:工业规模化生产主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌,2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应,2-乙基氢蒽醌还原生成2-乙基蒽醌同时生成过氧化氢,再经过萃取获得过氧化氢水溶液,最后经过重芳烃净化得到合格的过氧化氢水溶液,俗称双氧水,此工艺大多用来制备27.5%的双氧水,浓度较高的过氧化氢水溶液(如35%、50%的双氧水)则可以通过蒸馏得到。

实验室制法

一:

于100ml15-18%的硫酸中,在冰的冷却下,逐渐加入过氧化钡,加入的量以保持溶液的弱酸性为度(约40g)。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液。必要时可进行提取。每次用20ml提取4-5次。将醚提取物置于水浴上蒸发(不要高于40℃)除去醚,将剩余物移至硫酸保干瓶中。用此法可以制得50%过氧化氢溶液。

二:

将90g过氧化钠在强烈搅拌下分次少量地加入用冰水冷却的800ml20%的硫酸中,应保持温度不高于15℃。放置12小时,滤去析出的十水硫酸钠结晶。将滤液置于磨口真空装置中(5-10mm),在浴温60-65摄氏度(最后在85℃)下进行蒸馏,每次的蒸馏量为100ml。用两个串联的受器

(第二个受器应用冰冷却)收集馏出物,第一个受器中的产品含过氧化氢含量高于20%,第二个受器含过氧化氢3%以下。所得过氧化氢溶液进一步浓缩可在浓硫酸真空保干器中,于室温下进行,经三天后即可将25%的溶液浓缩至88%。

过氧化氢稀溶液也可以用冻结法使水凝结而达到浓缩的目的。

使用限量

GB 2760-86:生牛乳保鲜与硫氰酸钠配合使用,限量为0.03%过氧化氢2.0ml/L加硫氰酸钠15.0ml/L。限黑龙江、内蒙地区使用,扩大使用地区时须由所在省级卫生部门报请卫生部批准并按农业部有关实施规范执行。袋装豆腐干.0.86g/L(残留量不得检出)。

FDA,§184.1.366(2000):制干酪用牛乳,0.05%;电解法乳清制造0.05%;淀粉防腐用0.15%;玉米糖浆还原S02用,0.15%;染色的干酪乳清还原用,0.05%;脂肪酸酯类乳化剂漂白用,1.25%。用后均应除去,不得残留。

食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准:过氧化氢为食品工业用加工助剂,一般应在制成最后成品之前除去,有规定食品中残留量的除外。

注意事项

1、不得口服,应置于儿童不易触及处。

2、对金属有腐蚀作用,慎用。

3、避免与碱性及氧化性物质混合。

4、避光、避热,置于常温下保存。

5、医用的有效期一般为2个月。

6、不得用手触摸。

化学实验

实验目的

1.掌握高锰酸钾标准溶液的配制和标定方法。

2.学习高锰酸钾法测定过氧化氢含量的方法。

实验内容

实验原理

H2O2是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂,它在酸性溶液中能被KMnO4定量氧化而生成氧气和水,其反应如下:

滴定在酸性溶液中进行,反应时锰的氧化数由+7变到+2。开始时反应速度慢,滴入的KMnO4溶液褪色缓慢,待Mn2+生成后,由于Mn2+的催化作用加快了反应速度。

生物化学中,也常利用此法间接测定过氧化氢酶的活性。在血液中加入一定量的H2O2,由于过氧化氢酶能使过氧化氢分解,作用完后,在酸性条件下用标准KMnO4溶液滴定剩余的H2O2,就可以了解酶的活性。

仪器试剂

台秤(0.1g)、天平(0.1mg),试剂瓶(棕色),酸式滴管(棕色,50cm3),锥形瓶(250cm3),移液管(10cm3、25cm3);H2SO4(3 mol·dm-3), KMnO4(s),Na2C2O4(s,AR.),双氧水样品(工业)。

实验步骤

1)KMnO4溶液(0.02 mol·dm-3)的配制

称取1.7g 左右的KMnO4放入烧杯中,加水500cm3,使其溶解后,转入棕色试剂瓶中。放置7-10天后,用玻璃砂芯漏斗过滤。残渣和沉淀则倒掉。把试剂瓶洗净,将滤液倒回瓶内,待标定。

2)KMnO4溶液的标定

精确称取0.15~0.20g预先干燥过的Na2C2O4三份,分别置于250cm3锥形瓶中,各加入40cm3蒸馏水和10cm33 mol·dm-3 H2SO4,水浴上加热直约75-85℃。趁热用待标定的KMnO4溶 液进行滴定,开始时,滴定速度宜慢,在第一滴KMnO4溶液滴入后,不断摇动溶液,当紫红色退去后再滴入第二滴。溶液中有Mn2+产生后,滴定速度可适当 加快,近终点时,紫红色褪去很慢,应减慢滴定速度,同时充分摇动溶液。当溶液呈现微红色并在半分钟不褪色,即为终点。计算KMnO4溶液的浓度。滴定过程 要保持温度不低于60℃。

3)H2O2含量的测定:

用移液管吸取5.00cm3 双氧水样品(H2O2含量约5%),置于250cm3容量瓶中,加水稀释至标线,混合均匀。

吸取25cm3上述稀释液三份,分别置于三个250cm3锥形瓶中,各加入5cm33 mol·dm-3 H2SO4,用KMnO4标准溶液滴定之。计算样品中H2O2的含量。

实验室制氧气(O2

H2O2加热并干燥或加二氧化锰

实验注意

1. KMnO4溶液在加热及放置时,均应盖上表面皿。

2. KMnO4作为氧化剂通常是在H2SO4酸性溶液中进行,不能用HNO3或HCl来控制酸度。在滴定过程中如果发现棕色混浊,这是酸度不足引起的,应立即加入浓H2SO4,如已达到终点,应重做实验。

3. 标定KMnO4溶液浓度时,加热可使反应加快,但不应热至沸腾,因为过热会引起草酸分解,适宜的温度为75℃~85℃。在滴定到终点时溶液的温度应不低于60℃。

4. 开始滴定时反应速度较慢,所以要缓慢滴加,待溶液中产生了Mn4+后,由于Mn4+对反应的催化作用,使反应速度加快,这时滴定速度可加快;但注意不能过快,近终点时更须小心地缓慢滴入。

健康危害

侵入途径:皮肤接触、吸入、食入。

健康危害:高浓度过氧化氢有强烈的腐蚀性。吸入该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。

毒理资料

急性毒性

LD50 4060mg/kg(大鼠经皮);LC50 2000mg/m3,4小时(大鼠吸入)

致突变性

微生物致突变:

鼠伤寒沙门氏菌

10μL/皿;大肠杆菌5ppm。姊妹染色单体交换:仓鼠肺353μmol/L。

致癌性

IARC 致癌性评论:动物可疑阳性。

危险特性

爆炸性强氧化剂。过氧化氢自身不燃,但能与可燃物反应放出大量热量和气氛而引起着火爆炸。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69%的过氧化氢,在具有适当的点火源或温度的密闭容器中,会产生气相爆炸。

环境数据

该物质对水生生物是有毒的。

防护措施

呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿聚乙烯防毒服。

手防护:戴氯丁橡胶手套。

其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

泄漏处理

迅速撤离泄漏污染人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或到家至废物处理场所处置。

废弃物处置方法:废液经水稀释后发生分解,放出氧气,待充分分解后,把废液冲入下水道。

急救措施

皮肤接触:脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐,就医。

灭火方法:消防人员必须穿戴全身防火防毒服。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水冷却火场容器,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。灭火剂:水、雾状水、干粉、砂土。

包装注意事项:大包装:塑料桶(罐),容器上部应有减压阀或通气口,容器内至少有10%余量,每桶(罐)净重不超过50公斤。试剂包装:塑料瓶,再单个装入塑料袋内,合装在钙塑箱内。

危险行为

  1. 万一误饮或以双氧水灌肠,可能导致口腔或消化道的黏膜受侵蚀而导致发炎,严重时可能穿孔或出血。

  2. 注射双氧水,将导致血栓,容易导致器官坏死,严重者可能会有生命危险。

  3. 一般的食品加工禁止使用双氧水。

法规信息

化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)将该物质划为第5.1 类氧化剂。



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