過氧化鈉
發布時間:2016-11-30 來源:未知     分享到:
  過氧化鈉是鈉在氧氣或空氣中燃燒的產物之一,純品過氧化鈉為白色,但一般見到的過氧化鈉呈淡黃色,原因是反應過程中生成了少量超氧化鈉(NaO2,為淡黃色)。過氧化鈉易潮解、有腐蝕性,應密封保存。過氧化鈉具有強氧化性,可以用來漂白紡織類物品、麥桿、纖維等。

  理化性質

  物理性質

  過氧化鈉為白至淡黃色的粉末狀固體,易吸潮,溶于乙醇、水和酸(本質是與其發生反應),難溶于堿。燃燒法制備的過氧化鈉其中常含有10%的超氧化鈉而顯淡黃色,密度為2.805g/cm3,熔點為460℃[5]  ,沸點657℃[2]  。其水合物有Na2O2?2H2O和Na2O2?8H2O兩種。[3]

  化學性質

  過氧化鈉是離子化合物,其中氧元素顯-1價,鈉元素顯+1價,

  可以把過氧化鈉溶解在低溫的硫酸中,然后減壓蒸餾即可得到過氧化氫(H2O2):

  過氧化鈉可與水、酸反應,生成氫氧化鈉和過氧化氫(過氧化氫會分解成水和氧氣),也能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣。

  過氧化鈉還能氧化一些金屬。例如,熔融的過氧化鈉能把鐵氧化成高鐵酸根(FeO42-);能將一些不溶于酸的礦石共熔使礦石分解。

  在堿性環境中,過氧化鈉可以把化合物中+3價的砷(As)氧化成+5價,把+3價的鉻(Cr)氧化成+6價。利用這個反應可以將某些巖石礦物中的+3價鉻除去。還可以在一般條件下將有機物氧化成乙醇和碳酸鹽,也可以與硫化物和氯化物發生劇烈反應。

  過氧化鈉還具有漂白性,原因是過氧化鈉與水反應過程中會生成過氧化氫(H2O2),由于過氧化氫具有強氧化性,會將部分試劑如品紅等漂白,所以將過氧化鈉投入酚酞溶液中酚酞先變紅后褪色,這個過程是不可逆的。

  常見反應

  過氧化鈉可以吸收一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2):

  Na2O2 + 2 NO = 2NaNO2

  Na2O2 + 2 NO2 = 2NaNO3

  過氧化鈉不屬于堿性氧化物,屬于過氧化物,可與二氧化碳(與干燥的二氧化碳不發生反應),酸反應,反應過程中均有氧氣放出,化學方程式分別為:

  2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2

  過氧化鈉和水的反應首先產生過氧化氫,堿性過氧化氫不穩定,會分解

  Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2

  2H2O2 = 2 H2O + O2↑,反應放熱

  總反應化學方程式:

  2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH +O2↑

  與非金屬次高價氣態氧化物能發生氧化還原反應,生成鹽,但不放出氧氣,直接化合如:

  Na2O2 + SO2 = Na2SO4

  與非金屬最高價氣態氧化物能發生氧化還原反應,生成鹽,放出氧氣,例:

  2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+ O2

  2Na2O2 + 2SO3 = 2Na2SO4 + O2

  過氧化鈉和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和氧氣,亞硫酸鈉和氧氣反應生成硫酸鈉

  反應方程式:

  2 Na2O2 + 2 SO2 = 2 Na2SO3 + O2

  2 Na2SO3 + O2 = 2 Na2SO4

  所以 Na2O2 + SO2 = Na2SO4[4]

  另外,過氧化鈉可以將鐵單質氧化成含FeO42-的鐵酸鹽,還可以在一般條件下將有機物氧化成乙醇和碳酸鹽。,也可以與硫化物和氯化物發生劇烈反應。

  過氧化鈉的熱穩定性好,可加熱到熔融狀態而不分解。

  此外,過氧化鈉還可以與鈉反應,方程式為:

  Na2O2+2Na=2Na2O

  制備方法

  方法一

  工業上制備過氧化鈉的方法是將鈉在鋁盤上加熱至熔化[3]  ,通入一定量的除去二氧化碳的干燥空氣,維持溫度在453-473K之間,鈉即被氧化為氧化鈉,進而增加空氣流量并迅速提高溫度至573-673K(這里“K”是指開氏溫度),即可制得過氧化鈉。

  其化學反應方程式為:

  4Na+O2= 2Na2O

  2Na2O+O2= 2Na2O2[4]

  方法二

  純凈的Na2O2·82H2O是用飽和NaOH(純級)溶液與42%H2O2混合制得:

  2NaOH+H2O2→Na2O2+2H2O(0℃)

  物質用途

  可做供氧劑,強氧化劑,具有漂白性。

  1.它能與CO2作用,放出O2。

  2Na2O2+ 2CO2 = 2Na2CO3+O2

  根據這個性質,可將它用在礦山、坑道、潛水或宇宙飛船等缺氧的場合,將人們呼出的CO2再轉換成O2,以供呼吸之用。

  2.過氧化鈉可用來除去O2中的H2O和CO2雜質。

  3.過氧化鈉還可以用于消毒、殺菌和漂白等,在工業上常用做漂白劑、殺菌劑、消毒劑、去臭劑、氧化劑等。

  4.熔融態的過氧化鈉是非常好的氧化劑,可以把Fe氧化為高鐵酸根,甚至可以在常溫下把有機物轉化為碳酸鹽。

  可用于制過氧化氫,過程如下。

  ①用磷酸或磷酸二氫鈉將過氧化鈉水溶液中和至PH:9.0~9.7,使 生成磷酸氫鈉和過氧化氫的水溶液。

  ②使所說的磷酸氫鈉和過氧化氫水溶液冷卻到+5~-5℃,從而使絕 大部分磷酸氫鈉以十水磷酸氫鈉水合物形式析出。

  ③在離心分離器中對含有磷酸氫鈉水合物和過氧化氫水溶液混合物進行分離,從而使磷酸氫鈉水合物結晶從含少量磷酸氫鈉的過氧化氫水溶液中分離出來。

  ④將所說的含少量磷酸氫鈉的過氧化氫水溶液在蒸發器中蒸發,得到含過氧化氫和水的蒸汽,而含過氧化氫的磷酸氫鈉濃鹽溶液從底部流出并返回中和槽。

  ⑤將所說 的含過氧化氫和水的蒸汽在分餾塔中進行減壓分餾,得到約30%過氧化氫。

  其水溶液可用作漂白劑(脫色劑),氧化劑,防腐劑,殺菌劑,除臭劑,微量分析。

  安全相關

  過氧化鈉具有強氧化性,在熔融狀態時遇到棉花、炭粉、鋁粉等還原性物質會發生爆炸。因此存放時應注意安全,不能與易燃物接觸。它易吸潮,有強腐蝕性,會引起燒傷。

  當放有過氧化鈉的空間發生火災時,嚴禁采用清水滅火、二氧化碳滅火器,應采用防火沙覆蓋滅火。

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