Физические свойства пероксида водорода

Н₂О₂ – вязкая бесцветная жидкость. Плотность 1,5 г/мл. Перегоняется без разложения при пониженном давлении. Неограниченно растворяется в воде, спирте, эфире.

t_пл = -0,8 °C, t_кип = 152,8 °С. Замерзание сопровождается сжатием (в отличие от воды).

Чистый пероксид водорода чрезвычайно неустойчив и способен самопроизвольно разлагаться со взрывом. Разбавленные растворы значительно устойчивее.

Используют 30 %-ный раствор пероксида водорода в воде – пергидроль. Концентрированные растворы оставляют на коже болезненные химические ожоги белого цвета.

Химические свойства пероксида водорода

I. Разлагается (в присутствии катализатора (MnO₂ или ионы переходных металлов), при нагревании или длительном стоянии)

H₂O₂ Combin H₂O + O₂ при нагревании разлагается со взрывом

Ингибитором разложения является Na₃PO₄. Хранят растворы пероксида водорода в темных склянках в холодильнике.

II. Кислотные свойства

H₂O₂ – слабая кислота, K_дис = 1,4·10^-12 (у воды = 10^{-14 )}

H₂O₂ Combin +

1) Взаимодействует со щелочами

H₂O₂(конц.) + NaOH → Na₂O₂ (пероксид натрия)+ H₂O

2) Взаимодействует с основными оксидами

H₂O₂ + BaO → BaO₂ (пероксид бария)+ H₂O

III. Окислительно-восстановительная двойственность

Так как кислород в молекуле H₂O₂ находится в промежуточной степени окисления (-1), то может быть как окислителем, так и восстановителем

3) Восстановительные свойства

При действии очень сильных окислителей окисляется до свободного кислорода: – → +

При этом происходит восстановительный распад пероксида водорода, которому благоприятствует щелочная среда:

Примеры реакций:

KMnO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ → O₂↑+ MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O раствор марганцовки обесцвечивается

Ag₂O + H₂O₂ → Ag↓ + H₂O + O₂

O₃+ H₂O₂ → H₂O + O₂↑

4) Окислительные свойства

Более характерны. Восстанавливается до воды или гидроксид-иона: + 2\s\up 0( ‾ → +

+ 2\s\up 0( ‾ → 2OН;\s\up 5(-2 ^-

При этом происходит окислительный распад пероксида водорода, легче проходящий в кислой среде:

Примеры реакций:

KJ + H₂O₂ → J₂↓ + KOH

KJ + H₂O₂ + H₂SO₄ → J₂↓ + K₂SO₄ + H₂O окисляет йодиды и бромиды

KNO₂ + H₂O₂ → KNO₃ + H₂O

SO₂ + H₂O₂ → H₂SO₄

PbS(черный) + H₂O₂ + → PbSO₄(белый) + H₂O используют для реставрации картин, написанных маслом. Свинцовые белила на воздухе чернеют из-за присутствия сероводорода H₂S, Их осветляют перекисью.

Получение пероксида водорода

В лаборатории

1) Действием кислот на пероксиды металлов

BaO₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂O₂ Метод Тенара

2) Гидролизом пероксидов

BaO₂ + H₂O → Ba(OH)₂+ H₂O₂

В промышленности

1) Электролизом растворов серной кислоты

При этом на аноде сульфат-ионы окисляются до надсульфат-ионов

2H₂SO₄ \s\up 3(( Н₂ + H₂S₂O₈ (пероксодисерная или надсерная кислота)

Надсерная кислота затем гидролизуется:

H₂S₂O₈ + 2H₂O → H₂O₂ + 2H₂SO₄.

2) Окисление некоторых органических соединений

Например, этилантрагидрохинона, кислородом воздуха в органическом растворителе, при этом из антрагидрохинона образуются Н₂О₂ и соответствующий антрахинон, который потом снова восстанавливают водородом на катализаторе в антрагидрохинон. Это основной современный способ (свыше 80 % мирового производства).