مقاله ای درباره اب اکسیژنه ( مثل خواص فیزیکی و شیمیایی نحوه تولید در صنعت کاربردها قدرت اسیدی یا بازی میخواستم

فروردین 19, 1398
ارسال توسط sibekhas

04 اسفند

عرض سلام خدمت شما دوست عزیز:

H2O2 خالص مایعی است بیرنگ (با نقطه جوش ۱/۱۵۲ و نقطه‌ی انجماد ۴۱/۰- درجه سانتیگراد) که در بسیاری از خواص فیزیکی به آب شباهت دارد و حتی میزان تجمع آن از طریق پیوند هیدروژنی بیشتر بوده و ۴۰% از آب سنگین‌تر است. آب اکسیژنه دارای ثابت دی‌الکتریک بالا است و لیکن کاربرد آن به عنوان حلال یونیزه کننده به واسطه‌ی خاصیت اکسندگی قوی و تجزیه‌ی سریع آن در حضور حتی مقادیر جزئی از یونهای فلزات سنگین طبق واکنش زیر، محدود می‌شود:
H2O2 = 2H2O + O2 تغییر انتالپی = -۹۹ kj/mol
در محلول آبی رقیق، آب اکسیژنه بیشتر از آب خاصیت اسیدی دارد:
H2O2 = H+ ( یون مثبت) + HO2- (یون منفی) K = 1.5 * 10**-12
{مقدار درجه تفکیک فوق در ۲۰ درجه سانتیگرادمی‌باشد. نیز علامت** به معنای توان می‌باشد.} مولکول آب اکسیژنه دارای ساختمان زنجیری تابدار است.
دو روش برای تولید آب اکسیژنه به مقدار زیاد وجود دارد. یک روش، خود اکسایش یک آنتراکینول نظیر ۲-اتیل آنتراکینول است.. کینون بدست آمده در محصول، به وسیله گازH2 کاهیده می‌شود (ماده اولیه را می‌دهد و دوباره برای این واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرد). آب اکسیژنه به دست آمده به صورت محلول آبی ۲۰% است. در اینجا فقط O2, H2 و H2O به عنوان مواد خام لازمند. (در صورتیکه به فرمول این واکنش نیاز دارید، دوباره سؤال بفرمائید تا آن را بصورت تصویری برای شما بفرستم.)
یک روش قدیمی‌تر و پرخرج‌تر، اکسایش الکترولیزی سولفوریک اسید یا محلولهای آمونیوم سولفات – سولفوریک اسید است که پراکسو دی سولفوریک اسید می‌دهد و این ترکیب به نوبه‌ی خود هیدرولیز شده، H2O2 تولید می‌کند:
۲H2SO4- ? HO3S-O-O-SO3H + 2e-
H2S2O8 + H2O ? H2SO5 + H2SO4 (سریع)
H2SO5 + H2O ? H2O2 + H2SO4 (کند)
تقطیر جزء به جزء محلول حاصل می‌تواند آب اکسیژنه‌ای با غلظت ۹۰ تا ۹۸ درصد به دست دهد.
شیمی واکنشهای اکسایشی – کاهشی H2O2 در محلول آبی با پتانسیلهای زیر خلاصه می‌شود:
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O E= 1.77V
O2 + 2H+ + 2e = H2O2 E = 0.68V
HO2- + H2O + 2e = 3OH- E= 0.87V
این پتانسیلها نشان می‌دهند که آب اکسیژنه هم در محیط اسیدی و هم در محیط بازی اکسنده‌ای بس قوی است و آب اکسیژنه فقط در مقابل اکسنده‌های بسیار قوی مثل یون منفی MnO4-نقش کاهندگی دارد.
محلولهای رقیق یا ۳۰% آب اکسیژنه، به طور وسیعی به عنوان اکسنده مورد استفاده قرار می‌گیرند. عمل اکسایش به وسیله آب اکسیژنه در محیط اسیدی کند است، در حالی که در محیط بازی معمولا” سریع است. تجزیه آب اکسیژنه به آب و O2 که ممکن است به عنوان خود اکسایش در نظر گرفته شود، در محیط بازی با سرعت بیشتر انجام می‌شود، بنابراین بهترین روش برای از بین بردن مقادیر اضافی H2O2، گرما دادن آن در محیط بازی است.
در بسیاری از واکنشها در حالت محلول که در آنها H2O2 (و همچنین O2 ) وارد می‌شوند، رادیکالهای آزاد دخالت می‌کنند. در تجزیه کاتالیزوری آب اکسیژنه به وسیله یون فلز و واکنشهای دیگر، رادیکالهای آزادی به وجود می‌آیند که مهمترین آنها HO2و OH هستند. HO2 در محلولهای آبی که در آنها H2O2 با یونهای Ti سه بار مثبت، Fe دو بار مثبت یا Ce چهار بار مثبت وارد واکنش می‌شوند، شناسایی شده است.