雙氧水的生產(chǎn)及含量測(cè)定

申巧紅

摘要：雙氧水（工業(yè)過(guò)氧化氫），化學(xué)式為H2O2，化學(xué)名為過(guò)氧化氫，是一種重要的化工產(chǎn)品且用途廣泛;雙氧水具有氧化性、還原性、漂白性、不穩(wěn)定性等性質(zhì)，其生產(chǎn)一般是通過(guò)蒽醌法合成。本文對(duì)雙氧水的生產(chǎn)及含量測(cè)定展開論述，并對(duì)其測(cè)定方法展開討論。

關(guān)鍵詞：雙氧水;蒽醌法;氧化還原;含量測(cè)定

中圖分類號(hào)：O657.71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）03-0091-01

Abstract：Hydrogenperoxide（industrialhydrogenperoxide），chemicalformulaisH2O2，chemicalcalledhydrogenperoxide，isanimportantchemicalproductsandwidelyused;Hydrogenperoxidehaspropertiesofoxidation，reduction，bleachingandinstability，anditsproductionisgenerallysynthesizedbyanthraquinonemethod.Inthispaper，theproductionandcontentdeterminationofhydrogenperoxideanditsdeterminationmethodsarediscussed.

Keywords：hydrogenperoxide;Anthraquinonemethod;REDOX;Contentdetermination

純過(guò)氧化氫是淡藍(lán)色的油狀液體，易溶于水，其水溶液為無(wú)色透明液體，高濃度時(shí)具有刺激性氣味。過(guò)氧化氫在不同的條件下，既表現(xiàn)出氧化能力，又具有還原性能，可用作氧化劑和漂白劑。但過(guò)氧化氫較不穩(wěn)定，在光或者加熱條件下會(huì)分解為水和氧氣，同時(shí)放出熱量，在陽(yáng)光直射情況下會(huì)導(dǎo)致劇烈分解甚至爆炸。

雙氧水是一種重要的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于織物、紙漿、草藤制品的漂白劑，有機(jī)合成及高分子合成的的氧化劑，電子工業(yè)的清洗劑等。不同含量的雙氧水其功效不同，試劑用雙氧水為30%，藥用級(jí)雙氧水為3%，事用雙氧水為35%，美容用雙氧水6%，火箭燃料的氧化劑90%以上。該產(chǎn)品在化工、食品加工、紡織、三廢處理、建材、軍用工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等行業(yè)具有重要的作用。

1雙氧水的生產(chǎn)

雙氧水的生產(chǎn)一般是通過(guò)蒽醌法合成，其生產(chǎn)過(guò)程如下：

1.1氫化液的制備。以2-乙基蒽醌為載體，以重芳烴及磷酸三辛酯為混合溶劑，配成一定比例的溶液，稱為工作液。蒽醌法生產(chǎn)雙氧水是在催化劑存在下、壓力為0.25～0.35MPa、溫度為70～88℃條件下，利用工作液中的蒽醌與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)，從而得到相應(yīng)的氫化液，即蒽醌溶液。

1.2氫化液的氧化。氫化液與空氣在壓力為0.25～0.35MPa、溫度為45～65℃條件下發(fā)生氧化反應(yīng)，第一步合成的氫蒽醌重新變成原來(lái)的蒽醌。

1.3氫化液中過(guò)氧化氫的萃取。利用工作液或過(guò)氧化氫與水的密度差，使純水與氧化液成逆流萃取操作，經(jīng)過(guò)一次次重新凝聚與重新分散的過(guò)程，使水相中的過(guò)氧化氫濃度逐漸增高，最后達(dá)到27.5%以上。

1.4過(guò)氧化氫的凈化。將萃取所得的粗雙氧水與重芳烴進(jìn)行逆流萃取操作，以除去粗雙氧水中的有機(jī)物。

1.5工作液的后處理。將經(jīng)過(guò)萃取操作后的氧化液即萃取液與碳酸鉀溶液進(jìn)行逆流操作，以中和氧化時(shí)產(chǎn)生的酸性氧化物，除去工作液中多余的水分，分解一部分多余的過(guò)氧化氫。

2過(guò)氧化氫含量的測(cè)定

2.1測(cè)定原理。在酸性溶液中，H2O2是強(qiáng)氧化劑，但遇到強(qiáng)氧化劑KMnO4時(shí)，又表現(xiàn)為還原性。在酸性溶液中H2O2和KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此可用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定測(cè)得H2O2的含量，以自身為指示劑。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液微紅色保持30s不褪色為終點(diǎn)。

其反應(yīng)式為：

5H2O2+2MnO-4+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑

2.2儀器和試劑。

（1）儀器。分析天平（精確至0.1mg）、10mL/25mL滴瓶、50mL棕色滴定管、100mL燒杯、100mL量筒、250mL錐形瓶、250mL容量瓶、洗瓶、滴管、洗耳球、標(biāo)簽紙、移液管架等。

（2）試劑。草酸鈉（105～110℃烘至恒重）、KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液c（1/5KMnO4）=0.1mol/L、H2SO4溶液（1+15）、H2SO4溶液（1+9）、雙氧水試樣、蒸餾水或去離子水。

2.3操作步驟。

（1）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定。

①操作步驟。用減量法準(zhǔn)確稱取2.0g于105～110℃烘至恒重的基準(zhǔn)草酸鈉（不得用去皮的方法）于100mL小燒杯中，用50mL硫酸溶液（1+9）溶解，定量轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液管準(zhǔn)確量取25.00mL上述溶液放入250mL錐形瓶中，加75mL硫酸溶液（1+9），用配制好的高錳酸鉀滴定，近終點(diǎn)時(shí)加熱至65℃，繼續(xù)滴定到溶液呈粉紅色保持30s。

平行測(cè)定4次，同時(shí)作空白試驗(yàn)。

②計(jì)算公式。

c（15KMnO4）=m（Na2C2O4）×25.00250.0×1000[V（KMnO4）-V0]×M（12Na2C2O4）

式中：

c（1/5KMnO4）—1/5KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;

V（KMnO4）—滴定時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;

V0—空白試驗(yàn)滴定時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;

m（Na2C2O4）—基準(zhǔn)物Na2C2O4的質(zhì)量，g;

M（1/2Na2C2O4）—1/2Na2C2O4摩爾質(zhì)量，67.00g/mol。

（2）過(guò)氧化氫含量的測(cè)定。

①操作步驟。用減量法準(zhǔn)確稱取1.5g過(guò)氧化氫試樣，精確至0.0002g，置于已加有100mL硫酸溶液（1+15）的錐形瓶中，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c（1/5KMnO4）=0.1mol/L]滴定至溶液呈淺粉色，保持30s不褪即為終點(diǎn)。

平行測(cè)定3次，同時(shí)作空白試驗(yàn)。

②計(jì)算公式。

w（H2O2）=c（15KMnO4）×[V（KMnO4）-V0]×M（12H2O2）m（試樣）

式中：

w（H2O2）—過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，g/kg;

c（1/5KMnO4）—1/5KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;

V（KMnO4）—滴定時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;

V0—空白試驗(yàn)滴定時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;

m（試樣）—H2O2試樣的質(zhì)量，g;

M（1/2H2O2）—1/2H2O2的摩爾質(zhì)量，17.01g/mol。

3過(guò)氧化氫含量的測(cè)定方法討論

（1）在該測(cè)定中，利用分析天平練習(xí)液體試樣的稱取方法。

（2）開始滴定時(shí)滴加速度應(yīng)該特別慢，當(dāng)?shù)谝坏蜬MnO4顏色消失后，再滴定時(shí)可快速進(jìn)行，這是因?yàn)榉磻?yīng)生成的Mn起催化作用，可以促進(jìn)氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。

（3）H2O2對(duì)皮膚有腐蝕性，使用時(shí)應(yīng)注意安全;

（4）滴定反應(yīng)前可加入少量MnSO4催化H2O2與KMnO4的反應(yīng);

（5）KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性且不穩(wěn)定，會(huì)腐蝕堿式滴定管的橡膠管部分，所以需用棕色酸式滴定管盛裝KMnO4滴定溶液;

（6）KMnO4溶液顏色很深，滴定管讀數(shù)要準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

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