*میترا*
16th November 2009, 10:09 PM
H2O2 خالص مايعي است بيرنگ (با نقطه جوش 1/152 و نقطه‌ي انجماد 41/0- درجه سانتيگراد) كه در بسياري از خواص فيزيكي به آب شباهت دارد و حتي ميزان تجمع آن از طريق پيوند هيدروژني بيشتر بوده و 40% از آب سنگين‌تر است. آب اكسيژنه داراي ثابت دي‌الكتريك بالا است و ليكن كاربرد آن به عنوان حلال يونيزه كننده به واسطه‌ي خاصيت اكسندگي قوي و تجزيه‌ي سريع آن در حضور حتي مقادير جزئي از يونهاي فلزات سنگين طبق واكنش زير، محدود مي‌شود:
H2O2 = 2H2O + O2 تغيير انتالپي = -99 kj/mol
در محلول آبي رقيق، آب اكسيژنه بيشتر از آب خاصيت اسيدي دارد:
H2O2 = H+ ( يون مثبت) + HO2- (يون منفي) K = 1.5 * 10**-12
{مقدار درجه تفكيك فوق در 20 درجه سانتيگرادمي‌باشد. نيز علامت** به معناي توان مي‌باشد.} مولكول آب اكسيژنه داراي ساختمان زنجيري تابدار است.
دو روش براي توليد آب اكسيژنه به مقدار زياد وجود دارد. يك روش، خود اكسايش يك آنتراكينول نظير 2-اتيل آنتراكينول است.. كينون بدست آمده در محصول، به وسيله گازH2 كاهيده مي‌شود (ماده اوليه را مي‌دهد و دوباره براي اين واكنش مورد استفاده قرار مي‌گيرد). آب اكسيژنه به دست آمده به صورت محلول آبي 20% است. در اينجا فقط O2, H2 و H2O به عنوان مواد خام لازمند. (در صورتيكه به فرمول اين واكنش نياز داريد، دوباره سؤال بفرمائيد تا آن را بصورت تصويري براي شما بفرستم.)
يك روش قديمي‌تر و پرخرج‌تر، اكسايش الكتروليزي سولفوريك اسيد يا محلولهاي آمونيوم سولفات – سولفوريك اسيد است كه پراكسو دي سولفوريك اسيد مي‌دهد و اين تركيب به نوبه‌ي خود هيدروليز شده، H2O2 توليد مي‌كند:
2H2SO4- ? HO3S-O-O-SO3H + 2e-
H2S2O8 + H2O ? H2SO5 + H2SO4 (سريع)
H2SO5 + H2O ? H2O2 + H2SO4 (كند)
تقطير جزء به جزء محلول حاصل مي‌تواند آب اكسيژنه‌اي با غلظت 90 تا 98 درصد به دست دهد.
شيمي واكنشهاي اكسايشي – كاهشي H2O2 در محلول آبي با پتانسيلهاي زير خلاصه مي‌شود:
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O E= 1.77V
O2 + 2H+ + 2e = H2O2 E = 0.68V
HO2- + H2O + 2e = 3OH- E= 0.87V
اين پتانسيلها نشان مي‌دهند كه آب اكسيژنه هم در محيط اسيدي و هم در محيط بازي اكسنده‌اي بس قوي است و آب اكسيژنه فقط در مقابل اكسنده‌هاي بسيار قوي مثل يون منفي MnO4-نقش كاهندگي دارد.
محلولهاي رقيق يا 30% آب اكسيژنه، به طور وسيعي به عنوان اكسنده مورد استفاده قرار مي‌گيرند. عمل اكسايش به وسيله آب اكسيژنه در محيط اسيدي كند است، در حالي كه در محيط بازي معمولا" سريع است. تجزيه آب اكسيژنه به آب و O2 كه ممكن است به عنوان خود اكسايش در نظر گرفته شود، در محيط بازي با سرعت بيشتر انجام مي‌شود، بنابراين بهترين روش براي از بين بردن مقادير اضافي H2O2، گرما دادن آن در محيط بازي است.
در بسياري از واكنشها در حالت محلول كه در آنها H2O2 (و همچنين O2 ) وارد مي‌شوند، راديكالهاي آزاد دخالت مي‌كنند. در تجزيه كاتاليزوري آب اكسيژنه به وسيله يون فلز و واكنشهاي ديگر، راديكالهاي آزادي به وجود مي‌آيند كه مهمترين آنها HO2و OH هستند. HO2 در محلولهاي آبي كه در آنها H2O2 با يونهاي Ti سه بار مثبت، Fe دو بار مثبت يا Ce چهار بار مثبت وارد واكنش مي‌شوند، شناسايي شده است.
H2O2 = 2H2O + O2 تغيير انتالپي = -99 kj/mol
در محلول آبي رقيق، آب اكسيژنه بيشتر از آب خاصيت اسيدي دارد:
H2O2 = H+ ( يون مثبت) + HO2- (يون منفي) K = 1.5 * 10**-12
{مقدار درجه تفكيك فوق در 20 درجه سانتيگرادمي‌باشد. نيز علامت** به معناي توان مي‌باشد.} مولكول آب اكسيژنه داراي ساختمان زنجيري تابدار است.
دو روش براي توليد آب اكسيژنه به مقدار زياد وجود دارد. يك روش، خود اكسايش يك آنتراكينول نظير 2-اتيل آنتراكينول است.. كينون بدست آمده در محصول، به وسيله گازH2 كاهيده مي‌شود (ماده اوليه را مي‌دهد و دوباره براي اين واكنش مورد استفاده قرار مي‌گيرد). آب اكسيژنه به دست آمده به صورت محلول آبي 20% است. در اينجا فقط O2, H2 و H2O به عنوان مواد خام لازمند. (در صورتيكه به فرمول اين واكنش نياز داريد، دوباره سؤال بفرمائيد تا آن را بصورت تصويري براي شما بفرستم.)
يك روش قديمي‌تر و پرخرج‌تر، اكسايش الكتروليزي سولفوريك اسيد يا محلولهاي آمونيوم سولفات – سولفوريك اسيد است كه پراكسو دي سولفوريك اسيد مي‌دهد و اين تركيب به نوبه‌ي خود هيدروليز شده، H2O2 توليد مي‌كند:
2H2SO4- ? HO3S-O-O-SO3H + 2e-
H2S2O8 + H2O ? H2SO5 + H2SO4 (سريع)
H2SO5 + H2O ? H2O2 + H2SO4 (كند)
تقطير جزء به جزء محلول حاصل مي‌تواند آب اكسيژنه‌اي با غلظت 90 تا 98 درصد به دست دهد.
شيمي واكنشهاي اكسايشي – كاهشي H2O2 در محلول آبي با پتانسيلهاي زير خلاصه مي‌شود:
H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O E= 1.77V
O2 + 2H+ + 2e = H2O2 E = 0.68V
HO2- + H2O + 2e = 3OH- E= 0.87V
اين پتانسيلها نشان مي‌دهند كه آب اكسيژنه هم در محيط اسيدي و هم در محيط بازي اكسنده‌اي بس قوي است و آب اكسيژنه فقط در مقابل اكسنده‌هاي بسيار قوي مثل يون منفي MnO4-نقش كاهندگي دارد.
محلولهاي رقيق يا 30% آب اكسيژنه، به طور وسيعي به عنوان اكسنده مورد استفاده قرار مي‌گيرند. عمل اكسايش به وسيله آب اكسيژنه در محيط اسيدي كند است، در حالي كه در محيط بازي معمولا" سريع است. تجزيه آب اكسيژنه به آب و O2 كه ممكن است به عنوان خود اكسايش در نظر گرفته شود، در محيط بازي با سرعت بيشتر انجام مي‌شود، بنابراين بهترين روش براي از بين بردن مقادير اضافي H2O2، گرما دادن آن در محيط بازي است.
در بسياري از واكنشها در حالت محلول كه در آنها H2O2 (و همچنين O2 ) وارد مي‌شوند، راديكالهاي آزاد دخالت مي‌كنند. در تجزيه كاتاليزوري آب اكسيژنه به وسيله يون فلز و واكنشهاي ديگر، راديكالهاي آزادي به وجود مي‌آيند كه مهمترين آنها HO2و OH هستند. HO2 در محلولهاي آبي كه در آنها H2O2 با يونهاي Ti سه بار مثبت، Fe دو بار مثبت يا Ce چهار بار مثبت وارد واكنش مي‌شوند، شناسايي شده است.