过氧化钠(
钠 peroxide)是一种无机氧化剂,
化学式为Na2O2,它是金属钠最重要的过氧化物,工业上制取过氧化钠的方法是在纯净的干燥空气中灼烧金属钠。在20℃时密度为2.805g/cm3。过氧化钠呈黄白色颗粒状固体,加热后变为黄色。露置在空气中能吸收水分分解,放出氧气。遇水发生强烈反应,生成
氢氧化钠及
过氧化氢,后者会很快分解成水和氧,并放出大量的热。有较强的腐蚀性和氧化性,可溶于水和酸,难溶于碱。 过氧化钠与金属粉末和
有机化合物等接触能燃烧,可由金属钠在不含
二氧化碳的干燥空气流中加热而得。
过氧化钠是重要的
氧化剂、漂白剂和消毒剂。用于纸浆、纤维、草制品、藤制品等的漂白,用作工业和实验分析的氧化剂,以及制备其他过氧化物或过氧酸的原料;也可用于潜水设备或在特殊条件下吸收
二氧化碳,使空气净化。
过氧化钠应储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。密封包装并注意防潮,防止接触有机或氧化物质,与
还原剂、酸类,醇类、活性金属粉末等分开存放。对人体而言,过氧化钠能刺激眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔;皮肤直接接触可引起灼伤,误服可造成消化道灼伤。
理化性质
物理性质
过氧化钠外观呈黄白色颗粒状粉末,加热后变为黄色,能从空气中吸收水和二氧化碳。过氧化钠与可燃材料的
混合物很容易因摩擦、热量或与湿气接触而被点燃。其
熔点为460℃,
沸点657℃,闪点657℃,分子量77.978g/
摩尔,在20℃时密度为2.805g/cm3。易溶于水和酸(本质是与其发生反应),但不溶于碱。
化学性质
过氧化钠是
离子化合物,既含有
离子键又含有非极性
共价键。其中
氧显-1价,钠元素显+1价。-1价介于氧的两种稳定
化合价0和-2之间,因此Na2O2既可以获得
电子表现出氧化性(如与SO2、Fe2+、
品红溶液等反应),也可以失去电子表现出还原性(如与酸性
高锰酸钾溶液反应),还可以发生
歧化反应(如与CO2、H2O等反应),但主要以氧化性为主,并且通常表现出强氧化性。
受热分解
纯过氧化钠加热到460℃时开始分解,生成氧化钠并析出氧。
与水反应
过氧化钠易溶于水并起水解作用,生成
氢氧化钠和
过氧化氢,若溶于热水则生成的过氧化氢会分解成水新生氧。
与二氧化碳反应
与酸性气体反应
过氧化钠能酸性气体反应生成相应的钠盐。
与酸反应
与稀有元素或金属的化合物反应
由于过氧化钠既是强碱又是强氧化剂,常用来分解一些碳酸钠和氢氧化钠不能分解的试样,如锡石、钛铁矿、钨矿、铬铁矿、绿柱石等。在分解试样过程中,它能氧化所有元素至高价状态。例如,熔融的过氧化钠能把锡氧化成高锡酸根(SnO3);能将一些不溶于酸的
矿石共熔使矿石分解。
用途
过氧化钠是重要的
氧化剂、漂白剂和
化学消毒剂。可用于纸浆、纤维、草制品、藤制品等的漂白,工业和实验分析的氧化剂,也可用于潜水设备或在特殊条件下吸收
二氧化碳,使空气净化。
除臭剂
过氧化钠可以氧化硫化氢、二氧化硫等污染物,因此可以用作除臭剂。
杀菌剂
过氧化钠的
分子结构中有过氧根(—O—O一),溶于水中可分解释放出
原子态氧,具有较强的氧化与杀菌作用,能够杀灭各类生物战剂,包括炭痘芽胞杆菌的芽胞,特别是在低温条件下,该类
化学消毒剂仍然具有良好的杀菌活性。而且,该类消毒剂分解后的主要产物为水、氧、
二氧化碳等无害物质,对环境无污染。
漂白
过氧化钠为
过氧化氢漂白的代用品,因溶解于水即得过氧化氢,故同样能漂白棉、丝、毛等物。但在漂白丝绸织物时,需先在清水中加人适量
硫酸,以中和过氧化钠与水作用所生成的
氢氧化钠,减少对丝纤维的侵蚀力及阻止新生氧的放出过快。反应式如下:
漂白时加入过氧化钠应缓慢,边加边搅。切不可一次加入,以免发生大量热、放氧过速而引起燃烧。
分析试剂
碱熔法适用于酸性试样的分解,其本质是通过
复分解反应使试样转化成易溶于酸的
氧化物或
碳酸根。过氧化钠作为常用的碱性
熔剂,可与
有机化合物质迅速反应,使有机物中的碳转变为碳酸根、硫转变为
硫酸根、磷转变为
磷酸盐、碘转变碘酸根。该
溶剂具有强氧化性,可以使存在于
无机化合物试样中的少许有机物质破坏,也可以使有机试样中的各种元素转变为相应的无机离子,溶解后可以定量测定。如过氧化钠与烙铁矿的化学反应如下:
金属提取
过氧化钠是强氧化性、强腐蚀性的强碱性熔剂,几乎所有的岩石矿物均能被其分解。所以,过氧化钠常用于分解难溶解的金属、合金及矿石,如锡石、硅石、铬铁矿、钛铁矿、钨矿、辉钼矿、绿柱石、独居石、辉矿等。如与锡石和烙铁矿的化学反应如下:
反应后的溶液采用沉淀法或不溶阳极电解法即可获得金属锡。
供氧剂
在潮湿的空气中,过氧化钠能吸收二氧化碳并放出氧气。根据这个性质,过氧化钠可以做防毒面具、高空飞行和潜水时的供气剂。反应式如下:
制备方法
金属钠氧化法
过氧化钠的主要生产方法是金属钠氧化法。其反应式如下:
按氧化方式不同,分为喷雾氧化法和转炉法两种。喷雾氧化法是将熔融的金属钠借
压缩空气喷人氧化炉中,连续氧化成过氧化钠,经冷却而得;转炉法是将金属钠投入转炉中,通入干燥的不含
二氧化碳的空气,经熔融和逐步氧化,生成过氧化钠,再经冷却而得。由于喷雾氧化法生产具连续性、产品质量好,生产操作简便等优点,所以在生产中应用较广。
氢氧化钠与过氧化氢反应
将冷至0℃的氢氧化钠(纯级)饱和溶液和42%的过氧化氢(配料比按理论值)倒在一起,便立刻析出沉淀,将沉淀置于玻璃
砂芯漏斗上抽滤,用
乙醇和
乙醚洗涤,可得片状结晶八水合过氧化钠,在不含二氧化碳的大气中干燥可制得过氧化钠。
含量分析
高锰酸钾法
此法分析的原理是根据下列反应式:
其法为用定量的试品与
硫酸混合制成
过氧化氢溶液,用
高锰酸钾溶液
滴定,至溶液呈粉红色经久不褪为止。
碘量法
此法分析的原理是根据下列反应式:
其法为称取试品溶于水中,加入
硫酸,使造成强酸性
过氧化氢溶液。再加
碘化钾溶液反应放出游离碘,以淀粉溶液作
指示剂,用
硫代硫酸钠滴定之,滴至蓝色消失、溶液中的游离碘完全变成碘化钠为止。
GHS 分类
危险声明
H271(100%):
过氧苯甲酰凝胶剂,可能引起火灾或爆炸
H314 (100%):造成严重皮肤烧伤和眼睛损伤
H318 (56.49%):造成严重眼睛损伤
H412 (56.49%):对
水生生物有害并具有长期持续影响
危险特性
过氧化钠是
过氧苯甲酰凝胶剂,遇潮气、酸类会分解并放出
氧气而助燃,但急剧加热时可发生爆炸,且具有较强的腐蚀性。能与
可燃物有机化合物或易氧化物质形成爆炸性
混合物,经摩擦和与少量水接触可导致燃烧或爆炸。与
硫、酸性腐蚀液体接触时,能发生燃烧或爆炸。
安全事宜
毒性
过氧化钠具有毒性,可通过吸入、食入或者皮肤接触进入人体,对人体产生不同的影响。具体来说:
吸入:过氧化钠的粉尘可以刺激眼和
呼吸道,吸入时可能会导致呼吸道刺激和
呼吸困难,导致肺部损伤。如果症状比较轻微,可以适当增加饮水量,保持呼吸道黏膜的清洁湿润,严重时应就医。
食入:误食过氧化钠会引起消化道灼伤,并带有
咽喉痛、腹痛、恶心等症状。应
漱口并多喝水来稀释胃中的过氧化钠,从而减少对身体的伤害,并立即就医。
皮肤眼睛接触:皮肤眼睛直接接触过氧化钠会导致灼伤,严重时造成深度烧伤。应立即用水冲洗,在就医过程中用
生理盐水连续冲洗。
操作方法
密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器,穿
聚乙烯防毒服,戴
氯丁橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。避免产生粉尘,避免与
还原剂、酸类、醇类、活性金属粉末接触,尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。同时,配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存方法
储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。库温不超过30℃,
相对湿度不超过75%,包装密封并注意防潮和雨淋。应防止接触有机或氧化物质,与还原剂、酸类,醇类、活性金属粉末等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
泄漏应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防酸碱工作服,不要直接接触泄漏物。同时应避免泄漏物与
有机化合物、
还原剂、
易燃物接触。
小量泄漏:用沙土、干燥
生石灰或
碳酸钠灰混合。收集于密闭容器中做好标记,等待处理。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入
废水系统。
大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。然后收集回收或运至废物处理场所处置。
灭火方法
戴好防毒面具,在上风向灭火,尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。禁止用沙土压盖。
急救措施
过氧化钠粉尘能刺激眼和
呼吸系统,与皮肤接触,能吸收水分,生成
氢氧化钠,造成腐蚀性灼伤。若吸入粉尘,应将患者脱离污染区,安置休息并保持温暖。若眼部受刺激,须用水冲洗,严重的就医诊治。若皮肤接触,应先用水冲洗,再用肥皂洗涤,如有灼伤须就医诊治。若进入口中,立即
漱口,同时饮水及醋或1%
食用醋酸,并送医院救治。