超氧化氫(超氧酸)

超氧化氫

超氧酸一般指本詞條

超氧化氫又名超氧酸、氧化羥基自由基,化學式HO2,是一種一元酸,常溫常壓下為無色玻璃狀固體。溶液呈藍色,含有超氧根離子而具有強氧化性。由臭氧和水反應而得。不穩定,可以聚合,但仍有部分以單分子形式存在。升溫迅速分解。明顯表現出自由基的性質。被運用於子宮環避孕,在子宮中產生超氧酸,殺死精子達到避孕效果。

基本介紹

  • 中文名:超氧化氫
  • 英文名:Hydroperoxyl
  • 別稱:超氧酸,火氫水,氧化羥基自由基
  • 化學式:HO2
  • 分子量:33.01
  • CAS登錄號:3170-83-0
  • 水溶性:與水任意比互溶
  • 外觀:無色玻璃狀固體,溶液呈藍色
  • 套用:消毒劑,避孕
  • 危險性描述:氧化性極強
簡介,結構特徵,化學性質,強氧化性,電解,製備方法,臭氧法,四聚氧法,超氧化物法,原子氫轟擊法,用途,消毒,避孕,環境影響,

簡介

化學式: HO2
摩爾質量 33.01 g/mol
精確摩爾質量 32.997654276 g/mol
是一種一元酸,溶液呈藍色,含有超氧根離子而具有強氧化性。
無色玻璃狀固體。不穩定,可以聚合為H2O4,但仍有部分以單分子形式存在。升溫迅速分解,明顯表現出自由基的性質。

結構特徵

超氧酸分子中含有未成對電子,因此具有順磁性。中心氧原子為sp2雜化,用一個電子與端邊氫原子形成σ鍵,用兩個電子與端邊氧原子成單電子形成三電子π鍵。 氫元素化合價是+1,氧的平均化合價是-0.5,或說一個氧的化合價是-2,另一個是+1價。

化學性質

強氧化性

無色玻璃狀固體,溶液呈藍色,氧化性很強,有化氫的性質。
如超氧化氫和硝酸銀反應: HO2+ AgNO3══ AgO2(微溶)+ HNO3
二氧化錳反應生成HMnO4
10HO2 + 2MnO2══2HMnO4 +4O3↑+4H2O
8HO2 + 2MnO2 ══ 2HMnO4 + 3H2↑ +4O3
MnO2+HO2══HMnO4
將活潑金屬投入其中會燃燒起來,同時在表面分解產生的氫氣也會燃燒,有時甚至會發生爆炸。因此超氧化氫又被稱為“火氫水”:
2Na+4HO2══2NaOH+H2↑+2O3↑ O3+3H2══3H2O 2Na+2HO2══2NaOH+2O2
2HO2══通電══H2↑ + O4
另外,反應8HO2+ 2MnO2══ 2HMnO4+ 3H2↑ +4O3↑及10HO2+ 2MnO2══2HMnO4+4O3↑+4H2O可用於制臭氧(利用向上排空氣法可除去氫氣)。
一般以雙分子(H2O4)形式存在,十分不穩定,加熱會爆炸:
6HO2══加熱══3H2O+O3↑+3O2
在細胞代謝和超氧化物水解、過氧化氫分解中作為中間產物。其鹽為超氧化物如KO2

電解

超氧化氫可電解,電解方程式如下:
2HO2══通電══H2↑ + O4

製備方法

臭氧法

臭氧和水反應而得。
H2O + O3══2HO2

四聚氧法

近來義大利科學家發現四聚氧後,又有一新的製取方法:
H2+ O4══微熱══2HO2

超氧化物法

由超氧化物和冷水反應而得。
RO2+ H2O══冷水══ROH+HO2

原子氫轟擊法

純品在73K時由原子氫轟擊O3獲得:
3H.+O3══73K══HO2+H2O

用途

消毒

據說0.5%~2%的火氫水防毒效果不亞於雙氧水,因此火氫水可能成為一種新的消毒劑使用。
另外,反應8HO2+ 2MnO2══ 2HMnO4+ 3H2↑ +4O3↑及10HO2+ 2MnO2══2HMnO4+4O3↑+4H2O可用於制臭氧(利用向上排空氣法可除去氫氣)。

避孕

通過銅製避孕環在子宮中中產生超氧酸,殺死精子達到避孕效果。
反應式:Cu+2HCl+O2══H[CuCl2]+HO2

環境影響

超氧化氫會破壞大氣層最上層的臭氧,對流層中的烷的氧化也會生成超氧化氫。但它作為由降解某些有機污染物的大氣“清潔劑” 。

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