過氧化鈉

米黃色粉末或顆粒

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,溶於乙醇、水和酸(本質是與其發生反應),難溶於鹼。燃燒法製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/cm,熔點為460℃,沸點675℃。其水合物有Na2O2‧2H2O和Na2O2‧8H2O兩種。

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,然後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(FeO4);能將一些不溶於酸的礦石共熔使礦石分解。
在鹼性環境中,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岩石礦物中的+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),由於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
過氧化鈉不屬於鹼性氧化物,屬於過氧化物,可與二氧化碳(與乾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,鹼性過氧化氫不穩定,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
另外,過氧化鈉可以將鐵單質氧化成含FeO4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

製備方法


方法一

工業上製備過氧化鈉的方法是將鈉在鋁盤上加熱至熔化,通入一定量的除去二氧化碳的乾燥空氣,維持溫度在453-473K之間,鈉即被氧化為氧化鈉,進而增加空氣流量並迅速提高溫度至573-673K(這裡“K”是指開氏溫度),即可製得過氧化鈉。
其化學反應方程式為:
4Na+O2= 2Na2O
2Na2O+O2= 2Na2O2
方法二
純凈的Na2O2·82H2O是用飽和NaOH(純級)溶液與42%H2O2混合製得:
2NaOH+H2O2→Na2O2+2H2O(0℃)
金屬鈉氧化法:將熔融金屬鈉預熱至180℃以上,向氧化爐中噴入壓力為39.2~44.1Pa的高速壓縮空氣流,在300~350℃使鈉氧化燃燒,生成的過氧化鈉經自由沉降逐漸冷卻至100℃以下,得到過氧化鈉成品。

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.過氧化鈉還可以用於消毒、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。
● 可用於制過氧化氫,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並返回中和槽。
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。
● 過氧化鈉在紡織和造紙工業上用作漂白劑,在分析化學上用於處理礦業。

物性數據


1、性狀:米黃色粉末或顆粒,加熱則變為黃色,有吸濕性。
2、熔點:460℃(分解)
3、密度:2.805g/cm
4、溶解性:能溶於冷水,在熱水中分解,能溶於稀酸,不溶於鹼溶液 。

生態學數據


對是水稍微有危害的。不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水、水道或者污水系統,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境。

計算化學數據


1.疏水參數計算參考值(XlogP):無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:2
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:0
6.拓撲分子極性表面積:46.1
7.重原子數量:4
8.表面電荷:0
9.複雜度:4
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:3 

性質與穩定性


1.在空氣中吸收水分和二氧化碳。與水發生劇烈反應。對呼吸系統和皮膚有刺激性。加熱至460℃分解。溶於稀酸,不溶於鹼,在醇和氨中分解放出氧。有吸濕性,在空氣中吸收水分和二氧化碳生成氫氧化物和碳酸鹽。它本身雖不會燃燒或爆炸,但與易氧化的有機物或無機物混合能發火燃燒或爆炸。與水猛烈作用產生大量的熱而引起火災。有強烈的腐蝕性,是一種強氧化劑。工作人員操作時應穿戴勞保防護用具。灼燒至紅熱分解並放出氧氣。 
2.穩定性:穩定。 
3.禁配物:強還原劑、水、酸類、易燃或可燃物、醇類、二氧化碳、硫黃、活性金屬粉末。 
4.避免接觸的條件:摩擦、潮濕空氣。 
5.聚合危害:不聚合。 
6.分解產物:氧氣、氧化鈉。 

危險性概述


健康危害
本品粉塵刺激眼和呼吸道,腐蝕鼻中隔;皮膚直接接觸可引起灼傷;誤服可造成消化道灼傷。 
燃爆危險
本品助燃,具腐蝕性、刺激性,可致人體灼傷。 

急救措施


皮膚接觸
立徠即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。 
眼睛接觸
立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘,就醫。 
吸入
迅速脫離現場至空氣新鮮處,保持呼吸道通暢,如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。 
食入
用水漱口,給飲牛奶或蛋清,就醫。

消防措施


危險特性
強氧化劑,能與可燃物、有機物或易氧化物質形成爆炸性混合物,經摩擦和與少量水接觸可導致燃燒或爆炸。與硫磺、酸性腐蝕液體接觸時,能發生燃燒或爆炸,遇潮氣、酸類會分解並放出氫氣而助燃,急劇加熱時可發生爆炸, 具有較強的腐蝕性。 
有害燃燒產物
氧氣、氧化鈉。 
滅火方法
採用乾粉,砂土滅火,嚴禁用水、泡沫、二氧化碳撲救。 
應急處理
隔離泄漏污染區,限制出入,建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服,不要直接接觸泄漏物,勿使泄漏物與有機物、還原劑、易燃物接觸。小量泄漏:用砂土、乾燥石灰或蘇打灰混合,收集於密閉容器中。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋,然後收集回收或運至廢物處理場所處置。 

處置與儲存


操作注意事項
密閉操作,加強通風,操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程,建議操作人員佩戴頭置型電動送風過濾式防塵呼吸器,穿聚乙烯防毒服,戴氯丁橡膠手套,遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙,避免產生粉塵,避免與還原劑、酸類、醇類、活性金屬粉末接觸,尤其要注意避免與水接觸,搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。禁止震動、撞擊和摩擦,配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。 
儲存注意事項
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房,遠離火種、熱源,庫溫不超過35℃,相對溫度不超過75%,包裝密封。注意防潮和雨淋,應與還原劑,酸類、醇類、活性金屬粉末等分開存放,切忌混儲,儲區應備有合適的材料收容泄漏物。 

用途


過氧化鈉可用於醫藥、印染、漂白及用作分析試劑等。用作分析試劑,如用作分解樣品的鹼性氧化性溶劑。還可用做氧化劑、防腐劑、除臭劑、殺菌劑、漂白劑等。也可用於製備過氧化氫。 

安全參考


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,嚴禁採用清水滅火、二氧化碳滅火器,應採用防火沙覆蓋滅火。