Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: Nước ôxy già

Download

NƯỚC ÔXY GIÀ (H₂O₂)

1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

• Chất lỏng trong suốt, nhớt hơn 1 chút so với nước.

• Nhiệt độ cao có thể làm cháy da khi tiếp xúc.

• Phân hủy khi có ánh sáng cần phải bảo quản ở điều kiện mát và tránh chiếu nắng trực tiếp.

→

• Các dung dịch đậm đặc hơn, chẳng hạn 35% sẽ gây ra chết người khi uống mà không pha

loãng.

• Hơi H O có thể kích nổ trên 70 °C bảo quản dd và hơi ở điều kiện mát là then chốt.

→

• Việc chưng cất H₂O₂ở áp suất thường cũng rất nguy hiểm. Hơi H₂O₂có thể tạo ra các chất

nhạy nổ do tiếp xúc với các hiđrôcacbon như dầu mỡ.

• H₂O₂nếu đổ vào vải (hay các chất dễ cháy khác) sẽ làm bay hơi nước cho đến khi nồng độ

đạt đến mức đủ lớn thì vật liệu sẽ tự động bắt cháy.

• H₂O₂đặc (>50%) là một chất ăn mòn, và thậm chí các dung dịch mạnh để sử dụng trong gia

đình cũng có thể kích thích mắt, các màng nhầy và da.

• Việc uống dung dịch H₂O₂là nguy hiểm, do sự phân hủy trong dạ dày giải phóng ra một

lượng khí lớn (10 lần thể tích của dung dịch 3%) dẫn tới sự chảy máu trong.

2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

Phản ứng phân hủy:

H₂O₂thông thường phân hủy theo phản ứng tỏa nhiệt thành nước và khí ôxy một cách tự nhiên:

2 H₂O₂→ 2 H₂O + O₂+ Q (thuận; ΔH°=-98,2 kJ/mol và ΔG° = -119,2 kJ/mol)

Việc đổ hiđrô perôxít nồng độ cao vào các chất dễ cháy có thể sinh ra sự cháy tức thì do ôxy

được giải phóng từ sự phân hủy H₂O₂.

Khi có mặt một chất xúc tác nào đó, như Fe²⁺hay Ti³⁺, sự phân hủy có thể diễn ra theo cách

khác, với các gốc tự do như HO^-(hydroxyl) và HOO^-được tạo ra. Tổ hợp của H₂O₂và Fe²⁺được

biết đến như là thuốc thử Fenton.

Phản ứng ôxi hóa-khử

Trong dung dịch nước, H₂O₂có thể ôxi hóa hay khử nhiều loại ion vô cơ. Trong dung

dịch axít, ion sắt Fe²⁺bị ôxi hóa thành ion sắt Fe³⁺,

2 Fe²⁺_{(dung dịch)}+ H₂O₂+ 2 H⁺_{(dung dịch)}→ 2 Fe³⁺_{(dung dịch)}+ 2H₂O_(lỏng)

2 Fe³⁺+ H₂O₂+ 2 OH⁻→ 2 Fe²⁺+ 2 H₂O + O₂

H₂O₂thường xuyên được sử dụng làm chất khử trong hóa hữu cơ.

Phản ứng tạo thành các hợp chất perôxít

H₂O₂là một axít yếu (pH = 4,5), và nó có thể tạo ra các muối hiđrôperôxít hay perôxít hay các

dẫn xuất của nhiều kim loại.

Ví dụ : Phản ứng với borac tạo ra natri perborat, là một chất tẩy sử dụng trong các bột giặt:

Na₂B₄O₇+ 4 H₂O₂+ 2 NaOH → 2 Na₂B₂O₄(OH)₄+ H₂O

Hiđrô perôxít phản ứng với axêtôn để tạo ra axêtôn perôxít và nó tương tác với ôzôn để tạo

ra hiđrô triôxít. Phản ứng với urê tạo ra cacbamua perôxít

Tính bazơ

H₂O₂là một bazơ yếu hơn cả nước, nhưng nó có thể tạo ra một số sản phẩm với các axít rất

mạnh. Siêu axít HF/SbF₅tạo ra các hợp chất không ổn định chứa ion (H₃O₂)⁺.

3. ĐIỀU CHẾ

Ngày nay hiđrô perôxít được sản xuất gần như duy nhất chỉ bằng sự tự ôxi hóa của 2-etyl-9,10-

đihiđrôxyanthracen thành 2-etylanthraquinon và hiđrô perôxít sử dụng ôxy từ không khí.

Tuy nhiên tính kinh tế của công nghệ này phụ thuộc vào tính hiệu quả của quá trình tái chế

quinon cũng như quá trình chiết dung dịch và của chất xúc tác cho quá trình hiđrô hóa.

Năm 1994, sản lượng toàn thế giới của H₂O₂là khoảng 1,9 triệu tấn, phần lớn trong chúng có

nồng độ 70% hoặc thấp hơn.

4. ỨNG DỤNG:

Trong gia đình

Khi ở nồng độ rất thấp (dưới 5%) nó được sử dụng phổ biến để tẩy tócngười. Với nồng độ cao

hơn nó có thể làm cháy da khi tiếp xúc. Ở nồng độ thấp (3%), nó được sử dụng trong y học để

rửa vết thương và loại bỏ các mô chết. Một số người làm vườn và những người trồng cây thủy

sinh đã nói đến giá trị của hiđrô perôxít trong các dung dịch nước của họ. Họ cho rằng sự phân

hủy tự nhiên của nó giải phóng ôxy cho cây trồng mà nó có thể làm tăng sự phát triển của rễ

cũng như giúp xử lý các rễ đã thối rữa, là các tế bào chết do thiếu ôxy.

Perôxít thương mại, như các dung dịch 3% mua tại hiệu thuốc, có thể sử dụng để tẩy các vết máu

khỏi quần áo và thảm.

Ứng dụng công nghiệp

Khoảng 50% sản lượng hiđrô perôxít của thế giới năm 1994 được sử dụng để tẩy trắng giấy và

bột giấy. Các ứng dụng tẩy trắng khác ngày càng trở nên quan trọng hơn do hiđrô perôxít được

coi là chất thay thế tốt hơn về mặt môi trường so với các chất tẩy gốc clo.

Các ứng dụng chủ yếu khác trong công nghiệp của nó còn bao gồm cả việc sản xuất natri

percacbonat và natri perborat, được sử dụng như là các chất tẩy rửa nhẹ trong các loại bột

giặt để giặt là (ủi). Nó còn được sử dụng trong sản xuất các hợp chất perôxít hữu cơ nào đó

như dibenzoyl perôxít, được sử dụng như là chất mồi gốc tự do trong các phản ứng trùng hợp và

các phản ứng hóa học khác. Nó cũng được sử dụng để sản xuất các êpôxit chẳng hạn

như prôpylen ôxít. Phản ứng với các axít cacboxylic tạo ra các "a xít per-" tương ứng; ví dụ: axít

peraxêtic sử dụng công nghiệp được điều chế theo cách này từ axít axêtic. Tương tự, axít mêta-

clorôperôxybenzôic (MCPBA), được sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm, cũng được điều

chế từ axít meta-clorôbenzôic.

Tác nhân đẩy

Sử dụng H₂O₂như là tác nhân đẩy có một số ưu thế như sự phân hủy của nó tạo ra nước và ôxy.

Nhiên liệu được bơm vào trong khoang phản ứng, ở đó thông thường các chất xúc tác kim loại

(đặc biệt là bạc hay bạch kim) kích thích sự phân hủy, luồng hơi nước-ôxy được tạo ra hoặc là

được sử dụng trực tiếp hoặc được trộn với nhiên liệu để đốt cháy. Khi là tác nhân đẩy

đơn (không trộn với nhiên liệu) nó sinh ra xung lực riêng tối đa là (I_sp) 161 s (1,6 kN•s/kg) làm

cho nó là tác nhân đẩy hiệu suất thấp. Tên lửa đai lưng nổi tiếng của Bell sử dụng hiđrô perôxít

làm tác nhân đẩy đơn. Khi phân hủy như là chất ôxi hóa để đốt nhiên liệu thì xung lực riêng của

nó cao hơn, có thể đạt tới 350 s (3,5 kN•s/kg), phụ thuộc vào loại nhiên liệu. Perôxít đã được sử

dụng rất thành công như là chất ôxi hóa cho tên lửa đẩy giá thành thấp của Anh

Nó cũng có thể sử dụng để làm mát tái sinh các động cơ tên lửa.

Trong những năm thập niên 1940- 1950, tuốc bin của Walter sử dụng hiđrô perôxít để chạy

các tàu ngầm khi chúng lặn; chúng là quá ồn và có yêu cầu bảo dưỡng cao hơn khi so với với hệ

thống cung cấp năng lượng kiểu điêzen-điện chuyển đổi. Một số ngư lôi sử dụng hiđrô perôxít

như là chất ôxi hóa hay tác nhân đẩy, nhưng việc sử dụng này đã bị hải quân nhiều nước dừng lại

vì các lý do an toàn. Sự rò rỉ hiđrô perôxít đã bị coi là nguyên nhân gây ra chìm các

tàu HMS Sidon 2 và Kursk.

Ví dụ: Hải quân Nhật Bản phát hiện ra trong các lần thử nghiệm ngư lôi là nồng độ cao của

H₂O₂trong các chỗ uốn vuông góc của các ống dẫn HTP có thể dẫn tới các vụ nổ của các tàu

ngầm hay ngư lôi.

Trong khi ứng dụng của nó như là tác nhân đẩy đơn cho các động cơ lớn đã bị suy giảm thì các

thiết bị đẩy nhỏ (để kiểm soát tư thế) sử dụng hiđrô perôxít vẫn còn được sử dụng trong một số

vệ tinh và đem lại ích lợi cho tàu vũ trụ, làm cho nó dễ dàng hơn trong việc điều chỉnh và an

toàn hơn trong khi nạp và chứa nhiên liệu trước khi hạ cánh

Sử dụng trong y tế

Nước ôxy già được sử dụng như là chất khử trùng và chất khử khuẩn trong nhiều năm. Hiđrô

perôxít 35% cấp thực phẩm được gọi là "nước ôxy già", với các giá trị y học hay trị liệu được coi

như là liệu pháp hiđrô perôxít. Những người chủ trương sử dụng sản phẩm này cho rằng nó có

thể hòa loãng và sử dụng trong "liệu pháp siêu ôxi hóa" để điều trị AIDS, ung thư và nhiều bệnh

khác; Một số cũng kêu ca rằng thông tin về các sử dụng có lợi của perôxít bị cấm bởi cộng đồng

khoa học.

Gần đây, các nhà thực hành y học khác cũng sử dụng các liều hiđrô perôxít tiêm tĩnh mạch trong

nồng độ cực thấp (nhỏ hơn 1%) trong liệu pháp hiđrô perôxít - một hướng điều trị y học gây

tranh cãi đối với ung thư. Tuy nhiên, theo Hiệp hội ung thư Mỹ, "đã không có các chứng cứ khoa

học cho thấy H₂O₂là an toàn, có hiệu quả hay có ích trong điều trị ung thư".

4 trang Thùy Anh 18080 Free

Download

Bạn đang xem tài liệu "Bài thảo luận Hóa vô cơ - Chủ đề: Nước ôxy già", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

bai_thao_luan_hoa_vo_co_chu_de_nuoc_oxy_gia.docx