過(guò)氧化氫性質(zhì)及過(guò)氧化氫濃度測(cè)定
一、過(guò)氧化氫的性質(zhì)
過(guò)氧化氫又名雙氧水,是一種常用的氧化劑,可以用于漂白和消毒,過(guò)氧化氫的分子式:H202過(guò)氧化氫的分子量:34,純凈的過(guò)氧化氫是一種無(wú)色粘稠的液體,過(guò)氧化氫呈弱酸性反應(yīng)。過(guò)氧化氫的比重在25攝氏度時(shí)是1.4425,過(guò)氧化氫熔點(diǎn)是零下0.43攝氏度,過(guò)氧化氫的沸點(diǎn)150.2攝氏度,過(guò)氧化氫可以溶于水、乙醇、乙醚,不溶于石油醚,能與水以任何比例相混。
高濃度的過(guò)氧化氫能燃燒,過(guò)氧化氫與MnO2相互作用則發(fā)生爆炸。過(guò)氧化氫如果沾于皮膚上即發(fā)生白色斑點(diǎn),經(jīng)過(guò)短時(shí)期的發(fā)燒和發(fā)癢后,再過(guò)數(shù)小時(shí)斑點(diǎn)才能消失。
過(guò)氧化氫十分的不穩(wěn)定,過(guò)氧化氫如果遇熱、光、重金屬及其雜質(zhì)等就會(huì)引起分解,過(guò)氧化氫穩(wěn)定性隨著溶液的稀釋而增加,在保存中會(huì)自行分解成水與氧,過(guò)氧化氫在有酸存在的情況下較穩(wěn)定。過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性和腐蝕性,在某些場(chǎng)合下又具有還原性。
例如氧化銀遇過(guò)氧化氫則還原為金屬銀:
Ag2O+H2O2=2Ag+H2O+O2↑
過(guò)氧化氫分解的化學(xué)方程式
2H2O2=2H2O+O2(等號(hào)上寫催化劑,比如MnO2)
過(guò)氧化氫用途
過(guò)氧化氫主要是用于在化學(xué)工業(yè)上制造過(guò)硼酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化硫脲的原料,生產(chǎn)明膠時(shí)過(guò)氧化氫也可以起到氧化漂白作用,過(guò)氧化氫還可以用于絲、人造絲、棉、毛、象牙、貝殼、油脂、紙漿等的漂白劑,生產(chǎn)金屬鹽類或其他化合物時(shí)除鐵及其他重金屬。過(guò)氧化氫在醫(yī)藥上可以用作殺菌劑、消毒劑,釀造用防腐劑等。
過(guò)氧化氫的危害
過(guò)氧化氫不能誤食,否則會(huì)侵蝕消化道和口腔粘膜,如果注射雙氧水還會(huì)導(dǎo)致器官壞死,有生命危險(xiǎn),所以一般在食品加工中是禁止使用雙氧水的。
二、滴定法——過(guò)氧化氫濃度測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理
在稀硫酸溶液中,過(guò)氧化氫在室溫條件下,能定量地被KMnO4氧化,因此,可用高錳酸鉀法測(cè)定過(guò)氧化氫含量,利用MnO4-離子自身的顏色(可被察覺(jué)的最低濃度約為2×10-6mol·L-1)指示終點(diǎn),其反應(yīng)式為:
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O
開(kāi)始反應(yīng)時(shí)速度慢,滴入第一滴溶液不易褪色,待Mn2+生成之后,由于Mn2+的自動(dòng)催化作用,加快了反應(yīng)速度,能順利地滴定到終點(diǎn)。
市售的KMnO4常含有少量雜質(zhì),需用間接法配制準(zhǔn)確濃度的溶液,且應(yīng)定期進(jìn)行標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)以Na2C2O4基準(zhǔn)試劑標(biāo)定(75~80℃,自身指示劑):
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
1.器材和藥品
a.器材 玻璃砂芯漏斗,電爐,容量瓶(250mL),吸量管(1mL),移液管(20mL),酸式滴定管(50mL),錐形瓶等。
b.藥品 KMnO4(A.R.),Na2C2O4(基準(zhǔn)試劑),H2SO4(3mol·L-1),MnSO4(1mol·L-1),雙氧水樣品(約30%H2O2水溶液)等。
2.實(shí)驗(yàn)方法
KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與濃度標(biāo)定
a.KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(約0.02mol·L-1)
稱取0.8gKMnO4溶于250mL蒸餾水中,蓋上表面皿,加熱至沸并保持微沸狀態(tài)1小時(shí),冷卻后,用玻璃砂芯漏斗過(guò)濾,濾液貯于清潔帶塞的棕色瓶中備用。
b.KMnO4溶液濃度的標(biāo)定
準(zhǔn)確稱取0.13~0.15gNa2C2O4基準(zhǔn)試劑三份,分別置于250mL錐形瓶中,加40mL水使其溶解。加入10mL3mol·L-1H2SO4溶液,加熱到75-85℃(開(kāi)始冒蒸氣時(shí)的溫度),趁熱用待標(biāo)定的KMnO4溶液進(jìn)行滴定。開(kāi)始滴定反應(yīng)速度很慢,待第一滴紅色消失再繼續(xù)滴定。隨后可稍快,但仍須是逐滴加入(以紅色能及時(shí)消退為準(zhǔn)),滴定至溶液呈微紅色,半分鐘內(nèi)不褪即為終點(diǎn)。滴定結(jié)束時(shí)溶液的溫度一般不應(yīng)低于60℃。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計(jì)算:CKMnO4=2×mNa2C2O4/(5×134×VKMnO4) ,取三次測(cè)定的平均值。
3.雙氧水中H2O2含量的測(cè)定
用吸量管移取雙氧水樣品1.00mL,置于250mL容量瓶中,加水稀釋至刻度。充分搖勻后,用移液管移取20.00mL置于250mL錐形瓶中,加3mol·L-1H2SO45mL及1mol·L-1MnSO4溶液2-3滴,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈微紅色,半分鐘內(nèi)不褪即為終點(diǎn)。平行測(cè)定三次。
過(guò)氧化氫含量計(jì)算:ρH2O2(g/100ml)=(cV)KMnO4×5×34.2×100×250.00/(1000×2×1.00×20.00) ,取三次測(cè)定的平均值。
三、過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)儀器,支持電化學(xué)原理
過(guò)氧化氫被世衛(wèi)組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列在3類致癌物清單中,可見(jiàn)過(guò)氧化氫的對(duì)人的危害極大,同時(shí)過(guò)氧化氫也是爆炸性 極強(qiáng)的氧化劑,因此在涉及過(guò)氧化氫的各大行業(yè)需配備性能穩(wěn)定的檢測(cè)儀,實(shí)時(shí)檢測(cè)過(guò)氧化氫濃度,避免安全隱患。
過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)儀應(yīng)適用于高溫、高濕、高塵等惡劣的環(huán)境氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè),具有較強(qiáng)的抗干擾性,萬(wàn)安迪過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)儀帶中文菜單顯示及操作指引,操作簡(jiǎn)易:傻瓜式操作,提高工作效率;可連續(xù)存儲(chǔ)30萬(wàn)組帶日期時(shí)間數(shù)據(jù),選配微型TF存儲(chǔ)卡,可存儲(chǔ)1000萬(wàn)組以上數(shù)據(jù);
過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)儀器相關(guān)技術(shù)參數(shù):
測(cè)量范圍:0-100ppm、0-200ppm、0-1000ppm、0-2000ppm、0-5000ppm、0-10000ppm可選;
分 辨 率:0.01ppm(0~99ppm);0.1ppm(0~999ppm);1ppm(1000ppm及以上);
采樣方式:主動(dòng)泵吸式,內(nèi)置氣泵可獨(dú)立打開(kāi)或關(guān)閉,氣泵流量500毫升/分鐘;
示值誤差:≤±3% FS(更高精度要求根據(jù)傳感器性能);
重 復(fù) 性:≤±1%;
零點(diǎn)漂移:≤±1%(FS/年);
響應(yīng)時(shí)間:≤20秒(T90),(更高要求根據(jù)傳感器性能);
恢復(fù)時(shí)間:≤30秒 (更高要求根據(jù)傳感器性能);
電池:大容量可充電鋰電池6000mAh,連續(xù)工作時(shí)間大于30小時(shí),充電時(shí)間小于7小時(shí),支持移動(dòng)電源供電及充電;兼容通用的USB手機(jī)充電器;
報(bào)警方式:聲音報(bào)警、振動(dòng)報(bào)警、紅色LED 報(bào)警燈、人員跌倒報(bào)警;
報(bào)警點(diǎn)設(shè)置:A1報(bào)警值、A2報(bào)警值;可單獨(dú)設(shè)置TWA報(bào)警值、STEL報(bào)警值;
直接讀數(shù):測(cè)量值,數(shù)據(jù)記錄狀態(tài),泵工作狀態(tài),環(huán)境溫度、濕度;
環(huán)境壓力:86kPa~106kPa;
環(huán)境溫度:-20℃~+55℃(典型值) -40℃~+70℃(極限值);
環(huán)境濕度:10%~95%RH(無(wú)凝露);
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