H2O2 - Пероксид водорода | Химия соединений

Другие названия: перекись водорода.

Пероксид водорода - неорганическое соединение с химической формулой H₂O₂.

Физические свойства

Молярная масса	34,015 г/моль
Температура плавления, t_пл.	-0,43 °C
Температура кипения, t_кип.	150,2 °C
Плотность, ρ	1,44 г/см³

Химические свойства и методы получения

Искать химические свойства и методы получения в базе химических реакций.

Правила техники безопасности

При всех работах с концентрированным пероксидом водорода, особенно» в присутствии органических веществ или катализаторов разложения, следует на случай возможного разложения со взрывом принимать соответствующие меры предосторожности. К ним относится использование защитных очков и масок, ограждение аппаратуры защитными экранами из органического или безосколочного стекла.

Стеклянные приборы, в которых получают пероксид водорода или работают с ним, должны быть изготовлены из стекла пиреке или иенского стекла. Приборы перед употреблением обрабатывают концентрированной серной кислотой или олеумом (но не хромовой смесью!), основательно промывают дистиллированной водой и затем высушивают, не допуская попадания пыли.

Удаление воды из пероксида водорода

Способ 1. По методу, впервые описанному Штеделем и позднее неоднократно применявшемуся другими авторами, значительную часть, воды из 30%-ного H₂O₂ удаляют перегонкой; полученный H₂O₂ кристаллизуют при охлаждении и кристаллы отделяют от маточного раствора.

Керн нормального шлифа дистилляционной колбы вместимостью 500 мл закрывают муфтой с кипятильным капилляром. Колбу соединяют на шлифах со змеевиковым холодильником и далее с приемником вместимостью 200 мл. В колбу наливают 180 мл продажного 30%-ного пероксида водорода (ч. д. а.) и помещают на водяную баню с температурой 45-50 °С. Перегонку проводят при давлении 16-22 мм рт. ст. в течение ~3,5 ч. При этом отгоняется 150-160 мл воды и немного H₂O₂, а остаток представляет собой 95-98%-ный пероксид водорода. На колбе приемника предварительно наносят метку в соответствии с объемом воды, который необходимо отогнать. Если температура водяной бани поднимается выше 52°С, высококонцентрированный H₂O₂ приобретает желтую окраску и становится непригодным для дальнейшей работы. Концентрированный пероксид водорода можно вылить из колбы, не опасаясь разложения. (Если вместо керна горло колбы имело бы шлифованную муфту, то при соприкосновении с шероховатой поверхностью могло бы произойти разложение значительной части H₂O₂.)

Дальнейшую переработку для получения 100%-ного H₂O₂ ведут следующим образом. Короткую широкую пробирку, покрытую внутри парафинов или изготовленную из полиэтилена, хостафлона или тефлона, вместимостью 25-30 мл наполняют до половины высококонцентрированным пероксидом водорода, закрывают полиэтиленовой пробкой и ставят на 0,5 ч в охлаждающую баню с температурой -35 °С. Между тем приготовляют затравочные кристаллы, замораживая 1 мл того же H₂O₂ жидким воздухом. После внесения затравки тотчас же начинают расти игольчатые бесцветные кристаллы. Выждав около-1 мин, кристаллы быстро переносят в предварительно охлажденный приблизительно до -30°С сосуд для центрифугирования (см. рис.). После кратковременного центрифугирования (простым вращением рукой или при помощи руиной центрифуги) кристаллы переносят в другую пробирку большого диаметра и снова доводят их до плавления. Для ускорения плавления пробирку с H₂O₂ помещают в стакан с водой, подогретой до 30 °С. После полного расплавления пероксид охлаждают опять до -35 °С. После выдерживания в течение 10 мин в охлаждающей бане обычно самопроизвольно начинают выпадать игольчатые бесцветные кристаллы, которые сразу же отделяют от маточного раствора во втором таком же сосуде для центрифугирования. Если же кристаллизация не начинается самопроизвольно, вносят затравочные кристаллы.

Полученные кристаллы при комнатной температуре очень легко разлагается с выделением кислорода. Поэтому их необходимо сохранять на холоду в закрытых полиэтиленовых или стеклянных парафинированных сосудах. Непродолжительное хранение можно осуществлять и в непарафииироваиных стеклянных сосудах. Полученные при центрифугировании водные растворы лероксида водорода можно снова сконцентрировать путем перегонки.

При проведении однократной кристаллизации 98%-ного раствора в пробирке с последующим сливанием маточного раствора можно получить не более чем 99%-ный H₂O₂.

Способ 2. 80-90%-ный продукт получают, смешав 30%-ный H₂O₂ с двойным количеством пара-цимола а и отогнав из этой смеси в вакууме водоструйного насоса при температуре ~50°С большую часть воды и пара-цимола. Остаток, представляющий собой двухфазную смесь лдра-цимола и шерокснда водорода, разделяют механически. Дальнейшую переработку ведут, как это было описано выше.

Способ 3. Небольшие количества H₂O₂ можно получить простым способом путем экстракции эфиром. Для этого смешивают 10 мл 90-98%-ного пероксида водорода и 100 мл диэтилового эфира. Из образовавшейся двухфазной смеси отделяют эфирный слой, который затем высушивают взбалтыванием с CaCl₂ и два или три раза с P₄O₁₀. Если для реакции нельзя непосредственно использовать полученный эфирный раствор, то безводный пероксид водорода получают (после удаления эфира в вакууме водоструйного насоса) путем фракционной перегонки в высоком вакууме. Однако, согласно полученный таким путем H₂O₂ может быть загрязнен продуктами окисления эфира.

Другие способы получения. Описан метод получения 99-99,7%-ного пероксида водорода путем многократной фракционной перегонки 60-90%-ною раствора, производимой в колонне в высоком вакууме.

Получение H₂O₂ спектральной чистоты можно осуществить по способу, предложенному для синтеза D₂O₂. Этот способ, опирающийся основан на взаимодействии персульфата с водяным паром.

Список использованной литературы

Волков, А.И., Жарский, И.М. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский. - Мн.: Современная школа, 2005. - 608 с ISBN 985-6751-04-7. [c. 151]
M. Баудлер, Г. Брауэр, Ф. Губер, В. Квасник, П.В. Шенк, М. Шмайсер, Р. Штойдель. Руководство по неорганическому синтезу: В 6-ти томах. Т.1. Пер. с. нем./Под ред. Г. Брауэра. - М.: Мир, 1985. - 320 с., ил. [с. 177-179]