過氧化氫，（英文名：氫 過氧化物），外觀為淡藍(lán)色液體，其水溶液俗稱雙氧水，是一種無機(jī)化合物，化學(xué)式，相對分子質(zhì)量為34.015 g/摩爾。溶于水、醇、醚，不溶于苯、石油醚。過氧化氫是一種極弱的酸，在水中可以電離。H?O?不穩(wěn)定，易分解放出氧氣，是常見的氧化劑。過氧化氫本身不燃，但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸。過氧化氫可用作燃料用于航空航天事業(yè)，在漂白工藝、水處理、脫毛工藝上也有大量應(yīng)用，在醫(yī)療上多用作消毒劑。
發(fā)現(xiàn)歷史
1818年法國化學(xué)家泰納爾（Thenard, Louis Jacques）在將氧氣通過熾熱的氧化鋇（）時(shí)制得了過氧化鋇（），然后將過氧化分別與硫酸、硝酸或磷酸、砷酸、食用醋酸反應(yīng)，均可制得一種“富氧產(chǎn)物”。經(jīng)過分析證實(shí)，這種富氧產(chǎn)物含有與水相等的氫，以及比水多一倍的氧，所以稱它為“二氧化氫”，現(xiàn)在習(xí)慣稱它為“過氧化氫”。
1819年，泰納爾又利用真空蒸餾法制得了濃度高達(dá)95%的二氧化氫，并且發(fā)現(xiàn)它具有很強(qiáng)的氧化能力，但加熱以后容易分解為水和氧氣。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
過氧化氫分子為不對稱極性分子，分子中有一個(gè)過氧鍵-O-O-，每個(gè)氧原子采取不等性的sp3雜化，每個(gè)氧原子都有兩個(gè)孤電子對。兩個(gè)原子間借助于sp3雜化軌道中的單電子重疊，形成O-Oσ鍵，每個(gè)氧原子各用另一個(gè)sp3雜化軌道中的單電子同氫原子的1s軌道重疊形成O-Hσ鍵。由于孤電子對的排斥作用，鍵角是96°52′，故不是直線形。
兩個(gè)氫原子分別位于象半展開書本的兩頁紙上，兩頁紙面的夾角為93°51'，兩個(gè)氧原子處在書的夾縫上，。O-H鍵的鍵長為97 pm，其鍵能是428 kJ/摩爾；O-O鍵的鍵長為148.5 pm，其鍵能142 kJ/mol。
的化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。分子中，過氧鍵(-O-O-)不穩(wěn)定，所以其熱穩(wěn)定性差；分子中有兩個(gè)氫原子可以分別電離，故顯酸性；分子中氧原子的氧化數(shù)為-1，既可以被氧化，也可以被還原。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
純的過氧化氫是一種淡藍(lán)色液體，其水溶液雙氧水為無色透明液體，有輕微的刺鼻氣味。分子式為，相對分子質(zhì)量為34.015 g/摩爾。溶于水、醇、醚，不溶于苯、石油醚。熔點(diǎn)為-0.43 ℃，沸點(diǎn)150.2 ℃。其水溶液俗稱雙氧水。
化學(xué)性質(zhì)
過氧化氫的化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。過氧化氫分子中兩個(gè)氫原子可以分別電離，故顯酸性；分子中含有的過氧鍵不穩(wěn)定，故過氧化氫穩(wěn)定性較差；分子中含有過氧根，既可以被氧化，也可以被還原，過氧化氫在酸性溶液中的氧化性比在堿性溶液中的氧化性更強(qiáng)。
弱酸性
是一種極弱的酸，Ka（a為下標(biāo)）＝2.4×10?12。在水溶液中可以電離：
在相同條件下，溫度越高，電離度越高；pH在9~13之間時(shí)，pH越高，電離度越大。
的酸性稍強(qiáng)于水，比氫氰酸弱，不能使石蕊溶液變紅，但可與堿反應(yīng)，濃的能與進(jìn)行中和反應(yīng)，生產(chǎn)過氧化鋇（），表現(xiàn)出酸性：
不穩(wěn)定性
不穩(wěn)定，易分解放出氧氣：
見光、加熱、MnO?和其他雜質(zhì)存在等均加速其分解，同時(shí)放出氧和熱。
氧化還原性
過氧化氫具有氧化還原性，既可以被氧化生成O?，也可以被還原生成。過氧化氫的氧化還原性在不同的酸、堿和中性條件下會有所不同。過氧化氫是一種綠色氧化劑，其分解產(chǎn)物為水和二氧化碳，不產(chǎn)生二次污染。過氧化氫不論在酸性或者堿性溶液中都是強(qiáng)氧化劑，只有遇到如高錳酸根等更強(qiáng)的氧化劑時(shí)，它才起還原作用。
過氧化氫在酸性溶液中的氧化：
過氧化氫在堿性溶液中的氧化：
在酸性介質(zhì)中的反應(yīng)：
在堿性介質(zhì)中的反應(yīng)：
生物活性
過氧化氫廣泛存在于生物體和土壤中，它是由生物呼吸過程和有機(jī)化合物的生物化學(xué)氧化反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生的，這些過氧化氫對生物和土壤均具有毒害作用。
生理作用
過氧化氫是初乳中的一個(gè)重要組成部分，是乳汁中富含抗體的部分，它也是免疫系統(tǒng)抵御感染的第一道防線。
適量的過氧化氫對機(jī)體無害，并有一定的生理功能，如在粒細(xì)胞與吞噬細(xì)胞中，它可殺死入侵細(xì)菌；甲狀腺細(xì)胞中，它參與酪氨酸碘化反應(yīng)，促進(jìn)生成甲狀腺素等。但過量過氧化氫是有毒的，具有強(qiáng)烈的氧化損傷作用，如氧化含巰基的酶和蛋白質(zhì)，造成生物膜結(jié)構(gòu)異常及膜的流動性下降、通透性改變、膜運(yùn)輸功能紊亂。同時(shí)，過氧化脂質(zhì)還與蛋白質(zhì)形成棕褐色的色素顆粒，即脂褐素，與細(xì)胞的衰老有關(guān)。
制備方法
工業(yè)制備方法
工業(yè)上最早利用過氧化鋇和酸作用制備過氧化氫：
后續(xù)研究出幾種適用于工業(yè)的制備過氧化氫的方法，分別是法，電解法和異丙醇法。
蒽醌法
蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫技術(shù)成熟，被廣泛采用，是最主要的生產(chǎn)過氧化氫的方法，美國Du Pont公司于1953年首先建成蒽醌法工業(yè)化裝置并投入運(yùn)行。
將2-乙基蒽醌配成溶液，進(jìn)行氫化后，再氧化生成。2-乙基蒽醌可循環(huán)使用。
將烷基蒽醌與有機(jī)溶劑配制成工作溶液，用氫氣將蒽醌氧化還原生成氫蒽醌。氫蒽醌與空氣（或氧氣）進(jìn)行逆流氧化生成過氧化氫，再經(jīng)精制與濃縮得到過氧化氫水溶液產(chǎn)品。所選用的綠色氫化催化劑是該法生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。高活性和高選擇性的催化劑可以提高單位循環(huán)過氧化氫的產(chǎn)率并減少蒽醌的降解，從而簡化工藝流程，提高工作液的循環(huán)利用率，降低生產(chǎn)成本，改善產(chǎn)品質(zhì)量。
過硫酸鹽電解法
工業(yè)上主要采用過硫酸銨法制備過氧化氫。過硫酸電解法具有電流效率高，工藝流程短，電耗低等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是能耗高，設(shè)備生產(chǎn)能力低，要消耗貴重金屬。但該法的生產(chǎn)成本又比硫酸法、過硫酸鉀法兩種方法低，是電解法生產(chǎn)過氧化氫廣為采用的方法。
過硫酸銨電解法所用的電槽是以鉑為陽極，以鉛或石墨為陰極；硫酸氫銨水溶液先流經(jīng)陰極室，再作為陽極液從陽極室流出，即得過硫酸銨水溶液，然后將其在鉛、石墨或鋯管組成的水解器中減壓水解、蒸發(fā)，蒸出的過氧化氫和水經(jīng)精餾、濃縮得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30~35%的過氧化氫水溶液。
異丙醇法
在異丙醇中加入過氧化氫或其它過氧化物為引發(fā)劑，用氧氣或空氣進(jìn)行液相氧化，生成丙酮和過氧化氫：
氧化生成物通過蒸發(fā)器，過氧化氫同有機(jī)化合物及水分分離，再用有機(jī)溶劑萃取凈化，即得產(chǎn)品并副產(chǎn)丙。
實(shí)驗(yàn)室制備方法
實(shí)驗(yàn)室制備少量過氧化氫，可以用硫酸與過氧化氫的鹽（、等）：
鑒別方法
鑒別過氧化氫的方法是在酸性溶液中先加入乙醚，再加入重鉻酸溶液，生成二過氧合鉻的氧化物（過氧化鉻）。顯藍(lán)色，可以更穩(wěn)定的溶解在乙醚層中，在水溶液中很容易分解，藍(lán)色迅速消失：
應(yīng)用領(lǐng)域
助燃劑
1933年，一位名叫瓦里捷爾的德國工程師，一次不慎將高濃度的過氧化氫滴到了紙上，結(jié)果紙張立即燃燒起來。從這次意外事故中他得到啟示：過氧化氫是一種具有特殊功能的燃料。1934年德國法西斯主義迅速將過氧化氫應(yīng)用于戰(zhàn)爭。
高濃度的過氧化氫可用于火箭的推進(jìn)劑。在第二次世界大戰(zhàn)期間，德軍曾以過氧化氫為燃料制造了德國V-1導(dǎo)彈和V-2火箭用于戰(zhàn)爭。戰(zhàn)后，美國也曾仿此原理研制出使用過氧化氫作為推進(jìn)燃料的系列火箭，如“紅石式”“海盜式”和“丘比特式”火箭等。
漂白工藝
過氧化氫用于化學(xué)漿的漂白。既可作脫木素劑，也可作漂白劑，成為TCF漂白不可缺少的組成部分，許多ECF漂白流程也含有過氧化氫漂白段。
從紙漿濃度分，過氧化氫漂白可分為高濃、中濃和低濃度過氧化氫漂白。工業(yè)上一般采用高濃度過氧化氫漂白和中濃度過氧化氫漂白。從漂白壓力分，過氧化氫漂白又可分為常壓漂白和壓力漂白。
水處理
將亞鐵離子和過氧化氫的組合可得到Fenton（芬頓）試劑，該試劑作為強(qiáng)氧化劑的應(yīng)用已具有一百多年的歷史，在精細(xì)化工、醫(yī)藥化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境污染治理等方面得到廣泛的應(yīng)用。
過氧化氫可用于處理低濃度含污水、過濾液、尾礦庫的含氰排放水、炭廠的含氰礦漿，以及控制工業(yè)廢水中硫化物的排放。
脫毛工藝
具有較強(qiáng)的氧化能力，它能破壞角蛋白分子中的雙硫鍵，從而降低角蛋白的化學(xué)穩(wěn)定性，促進(jìn)其在堿溶液中的溶解。脫毛體系中分解會產(chǎn)生，促進(jìn)部分有機(jī)化合物的氧化，也有利于COD值降低。而且，與硫化物脫毛相比，使皮內(nèi)毛根去除干凈，能以較快的速度分散膠原纖維，而且使革的粒面層與網(wǎng)狀層連接緊密，不易出現(xiàn)松面現(xiàn)象。此外，在動物毛皮和粒面層天然色素的脫色過程、在皮革化學(xué)品合成和改性中都有很好的應(yīng)用。
醫(yī)療用途
日常消毒用的是醫(yī)用雙氧水，醫(yī)用雙氧水可殺滅腸道致病菌、球菌、致病酵母菌等，一般用于物體表面消毒。雙氧水具有氧化作用，但醫(yī)用雙氧水濃度等于或低于3%時(shí)，擦拭創(chuàng)傷面時(shí)會有灼燒感，傷口表面被氧化成白色并冒氣泡，用清水清洗后過3~5 min即可恢復(fù)原來的膚色。
其他用途
還可用作殺菌劑、消毒劑，以及生產(chǎn)福美雙殺蟲劑和抗菌劑401的氧化劑。
在文物保護(hù)行業(yè)，常用過氧化氫溶液輕輕擦洗已變色的古畫，從而使古畫整舊如新。
安全事宜
爆炸危險(xiǎn)
過氧化氫是爆炸性氧化劑。過氧化氫本身不燃，但能與可燃物反應(yīng)放出大量熱量和氧氣而引起著火爆炸。濃度高于 65% 的過氧化氫與有機(jī)化合物接觸可以引起爆炸。過氧化氫在pH值為3.5~4.5時(shí)最穩(wěn)定，在堿性溶液中極易分解，在遇強(qiáng)光，特別是短波射線照射時(shí)也能發(fā)生分解。當(dāng)加熱到 100 ℃以上時(shí)，開始急劇分解。它與許多有機(jī)物如糖、淀粉、醇類、石油產(chǎn)品等形成爆炸性混合物，在撞擊、受熱或電火花作用下能發(fā)生爆炸，與許多無機(jī)化合物或雜質(zhì)接觸后會迅速分解而導(dǎo)致爆炸，放出大量的熱量、氧和水蒸氣。
安全健康相關(guān)
吸入過氧化氫蒸氣或霧對呼吸道有強(qiáng)烈刺激性，眼直接接觸可致不可逆損傷甚至失明?？诜^氧化氫中毒出現(xiàn)腹痛、胸口痛、呼吸困難、嘔吐、一時(shí)性運(yùn)動和感覺障礙、體溫升高等。個(gè)別病例出現(xiàn)視力障礙、癲樣肌肉痙攣、輕癱。
處理過氧化氫時(shí)，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防毒面具（全面罩，穿聚乙烯防毒服，戴氯丁橡膠手套）。
消防相關(guān)
當(dāng)發(fā)生過氧化氫火災(zāi)時(shí)，消防人員必須穿戴全身防火防毒服。盡可能將含過氧化氫的容器從火場移至空曠處，噴水冷卻，直至滅火結(jié)束?？捎盟㈧F狀水、干粉、沙土作滅火劑。
泄露處理
防止過氧化氫進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏過氧化氫可用沙土、蛭石或其他惰性材料吸收，也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量過氧化氫泄漏應(yīng)構(gòu)筑圍堤或挖坑收容，噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護(hù)現(xiàn)場人員、把過氧化氫稀釋成不燃物。用泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。
儲存方法
過氧化氫應(yīng)儲存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的專用庫房內(nèi)密封保存，遠(yuǎn)離火種和熱源。庫溫不超過30C，相對濕度不超過 80%；過氧化氫應(yīng)與可燃物、還原劑、活性金屬粉末等分開存放，切忌混儲。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏物應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
參考資料 >
PubChem Compound Summary for CID 784, Hydrogen Peroxide. Retrieved January 23, 2023 from.pubchem.2023-06-26