超氧化氫

一種一元酸

超氧化氫也叫超氧酸、氧化羥基自由基,化學式HO2,是一種一元酸,常溫常壓下為無色玻璃狀固體。溶液呈藍色,含有超氧根離子而具有強氧化性。由臭氧和水反應而得。不穩定,可以聚合,但仍有部分以單分子形式存在。升溫迅速分解。明顯表現出自由基的性質。被運用於子宮環避孕,在子宮中產生超氧酸,殺死精子達到避孕效果。

簡介


化學式: HO
摩爾質量 33.01 g/mol
精確摩爾質量 32.997654276 g/mol
一種一元酸,溶液呈藍色,含有超氧根離子而具有強氧化性。由臭氧和水反應而得。無色玻璃狀固體。不穩定,可以聚合,但仍有部分以單分子形式存在。升溫迅速分解。明顯表現出自由基的性質。

結構特徵


超氧化氫分子中含有未成對電子,因此具有順磁性。中心氧原子為sp²雜化。

理化性質


無色玻璃狀固體,溶液呈藍色,氧化性很強,有擬鹵素氫化物的性質。
如超氧化氫和硝酸銀反應: HO+ AgNO==== AgO(微溶)+ HNO
和二氧化錳反應:
10HO2 + 2MnO2 ==== 2HMnO4 +3O4↑+4H2O
8HO2 + 2MnO2 ==== 2HMnO4 + 3H2↑ +3O4↑
MnO2+HO2====HMnO4
電解超氧化氫:2HO2 ==電解== H2↑ + O4↑
將活潑金屬投入其中會燃燒起來,同時在表面分解產生的氫氣也會燃燒,有時甚至會發生爆炸。因此超氧化氫又被稱為“火氫水”:
2Na+4HO2====2NaOH+H↑+2O3↑
據說0.5%~2%的火氫水殺毒效果不亞於雙氧水,因此火氫水可能成為一種新的消毒劑使用。
另外,反應8HO2 + 2MnO2 ==== 2HMnO4 + 3H2↑ +3O4↑可用於制四聚氧(利用向上排空氣法可除去氫氣)。
一般以雙分子(H2O4)形式存在,十分不穩定,加熱會爆炸。
在細胞代謝和超氧化物水解,過氧化氫分解中作為中間產物。其鹽為超氧化物如KO。
補充:
超氧酸分子中含有未成對電子,因此具有順磁性。中心氧原子為sp2雜化,用一個電子與端邊氫原子形成σ鍵,用兩個電子與端邊氧原子成單電子形成三電子π鍵. 氫元素化合價是+1,氧的平均化合價是-0.5,或說一個氧的化合價是-1,另一個是0價。
環境影響
超氧化氫會破壞大氣層最上層的臭氧。對流層中的烷的氧化也會生成超氧化氫。
但它作為由降解某些有機污染物的大氣“清潔劑” 。

製備方法


超氧化物法
由超氧化物和冷氯化氫反應而得:
NaO2+ HCl(冷)════NaCl+HO2

用途


消毒

0.5%~2%的火氫水殺毒效果不亞於雙氧水,因此火氫水可能成為一種新的消毒劑使用。

避孕

通過銅製避孕環在子宮中中產生超氧酸,殺死精子達到避孕效果。
反應式:Cu+2HCl+O2══H[CuCl2]+HO2

清除超氧化氫作用的構效關係


黃酮類化合物的生物活性與其抗氧化特性有關,然而因黃酮類不同的骨架結構和功能團,其抗氧化活性有很大差 別。該實驗通過總氧自由基清除活性實驗,測定了7種黃酮類[蒿葶(1)、thymomin(2)、5,4'二羥基-3,6,7-三甲氧黃酮(3)、 5,4'-二羥基-6,7,8,3′-四甲氧黃酮(4)、槲皮索(5)、agehoustin A(6)、蘆丁(7)]對過氧化氫自由基的抗氧化活性。結果:5活性最強,其次是7,分別是對照葯trolox的7、5倍,其後為 2>4>>1>3>6.在所試的黃酮中,C環有2,3-雙鍵與4-羰基是抗氧化活性必需的功能團。增加羥基數可增加其抗氧 化活性,但B環鄰二甲氧基比4′位單一羥基更重要(化合物1活性>3).比較3與4,儘管二羥基位置相同,但甲氧基取代位置不同,故活性不同,B環 上甲氧基與羥基鄰位對化合物的活性起重要作用。化合物6無活性,證明僅存在C2-C3雙鍵及4位羰基的黃酮不足以使黃酮類產生抗氧化活性.