![]() |
|
|
Общая химияода. 117. Пероксид водорода Н202. Пероксид (перекись) водорода представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость плотностью 1,45 г/см3, затвердевающую при — 0,48°С. Это очень непрочное вещество, способное разлагаться со взрывом на воду и кислород, причем выделяется большое количество теплоты: 2Н202<ж) = 2Н20(ж) + 02 +197,5 кДж Водные растворы пероксида водорода более устойчивы; в прохладном месте они могут сохраняться довольно долго. Пергидроль — раствор, который поступает в продажу, — содержит 30 % Н2О2. В нем, а также в высококонцентрированных растворах пероксида водорода содержатся стабилизирующие добавки. Разложение пероксида водорода ускоряется катализаторами. Если, например, в раствор пероксида водорода бросить немного диоксида марганца МпОг, то происходит бурная реакция и выделяется кислород. К катализаторам, способствующим разложению пероксида водорода, принадлежат медь, железо, марганец, а также ионы этих металлов. Уже следы этих металлов могут вызвать распад Н202. Пероксид водорода образуется в качестве промежуточного продукта при горении водорода, но ввиду высокой температуры Рис. 106. Схема строения молекулы Н^02. < ~~^ 7 Угол Э близок к 100°, угол ф —к 95°. Длины связей: О —Н 7 о -/V 0.097 нм, О —О 0,149 им. ? водородного пламени тотчас же разлагает- ся на воду и кислород. Однако если напра- вить водородное пламя на кусок льда, то в образующейся воде можно обнаружить следы пероксида водорода. Пероксид водорода получается также при действии атомарного водорода на кислород. В промышленности пероксид водорода получают в основном электрохимическими методами, например анодным окислением растворов серной кислоты или гидросульфата аммония с последующим гидролизом образующейся при этом пероксодвусерной кислоты Н25208 (см. § 132). Происходящие при этом процессы можно изобразить схемой: 2H2S04 = H2S208 + 2Н+ + 2е' H2S208 + 2Н20 = 2H2S04 + Н202 В пероксиде водорода атомы водорода ковалентно связаны с атомами кислорода, между которыми также осуществляется простая связь. Строение пероксида водорода можно выразить следующей структурной формулой: Н—О—О—Н. Молекулы Н202 обладают значительной полярностью (fi = — 2,13D), что является следствием их пространственной структуры (рис. 106). В молекуле пероксида водорода связи между атомами водорода и кислорода полярны (вследствие смещения общих электронов в сторону кислорода). Поэтому в водном растворе под влиянием полярных молекул воды пероксид водорода может отщеплять ионы водорода, т. е. он обладает кислотными свойствами. Пероксид водорода— очень слабая двухосновная кислота (К\ — 2,6- Ю-12); в водном растворе он распадается, хотя и в незначительной степени, на ионы: Н2о2 4=fe Н+ + НО- Диссоциация по второй ступени НО" ^dt н+ + о*- практически не протекает. Она подавляется присутствием воды — вещества, диссоциирующего с образованием ионов водорода в большей степени, чем пероксид водорода. Однако при связывании ионов водорода (например, при введении в раствор щелочи) диссоциация по второй ступени происходит. С некоторыми основаниями пероксид водорода реагирует непосредственно, образуя соли. Так, при действии пероксида водорода на водный раствор гидроксида бария выпадает осадок 6a-tj риевой соли пероксида водорода; Ва(ОН)2 + Н202 = Ва02; + 2Н20 Соли пероксида водорода называются пероксидами или перекисями. Они состоят из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов Of", электронное строение которых можно изобразить схемой: Степень окисленности кислорода в пероксиде водорода равна — 1, т. е. имеет промежуточное значение между степенью окисленности кислорода в воде (—2) и в молекулярном кислороде (0)'. Поэтому пероксид водорода обладает свойствами как окислителя, так и восстановителя, т. е. проявляет окислительно-восстановительную двойственность. Все же для него более характерны окислительные свойства, так как стандартный потенциал электрохимической системы Н202 + 2Н+ + 2е" = 2Н20 в которой Н202 выступает как окислитель, равен 1,776 В, в то время как стандартный потенциал электрохимической системы О 2 + 2Н+ + 2е~ — Н202 в которой пероксид водорода является восстановителем, равен 0,682 В. Иначе говоря, пероксид водорода может окислять вещества, &° которых не превышает 1,776 В, а восстанавливать только те, &° которых больше 0,682 В. По табл. 18 (на стр. 277) можно видеть, что в первую группу входит гораздо больше веществ. В качестве примеров реакций, в которых Н202 служит окислителем, можно привести окисление нитрита калия КШ2 + Н202 = КШ3 + Н20 и выделение иода из иодида калия: 2KI + Н202 = 12 + 2КОН Как пример восстановительной способности пероксида водорода укажем на реакции взаимодействия Н202 с оксидом серебра(I) Ag20 + Н202 = 2Ag + Н20 + 02 а также с раствором перманганата калия в кислой среде: 2KMn04 + 5Н202 + 3H2S04 = 2MnS04 + 502 + K2S04 + 8Н20 Если сложить уравнения, отвечающие восстановлению пероксида водорода и |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|