分支機(jī)構(gòu)信息
過(guò)氧化鈉是鈉在氧氣或空氣中燃燒的產(chǎn)物之一,純品過(guò)氧化鈉為白色,但一般見(jiàn)到的過(guò)氧化鈉呈淡黃色,原因是反應(yīng)過(guò)程中生成了少量超氧化鈉(NaO2,為淡黃色)。過(guò)氧化鈉易潮解、有腐蝕性,應(yīng)密封保存。過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,可以用來(lái)漂白紡織類物品、麥桿、纖維等。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
過(guò)氧化鈉為白至淡黃色的粉末狀固體,易吸潮,溶于乙醇、水和酸(本質(zhì)是與其發(fā)生反應(yīng)),難溶于堿。燃燒法制備的過(guò)氧化鈉其中常含有10%的超氧化鈉而顯淡黃色,密度為2.805g/cm3,熔點(diǎn)為460℃[5] ,沸點(diǎn)657℃[2] 。其水合物有Na2O2?2H2O和Na2O2?8H2O兩種。[3]
化學(xué)性質(zhì)
過(guò)氧化鈉是離子化合物,其中氧元素顯-1價(jià),鈉元素顯+1價(jià),
可以把過(guò)氧化鈉溶解在低溫的硫酸中,然后減壓蒸餾即可得到過(guò)氧化氫(H2O2):
過(guò)氧化鈉可與水、酸反應(yīng),生成氫氧化鈉和過(guò)氧化氫(過(guò)氧化氫會(huì)分解成水和氧氣),也能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。
過(guò)氧化鈉還能氧化一些金屬。例如,熔融的過(guò)氧化鈉能把鐵氧化成高鐵酸根(FeO42-);能將一些不溶于酸的礦石共熔使礦石分解。
在堿性環(huán)境中,過(guò)氧化鈉可以把化合物中+3價(jià)的砷(As)氧化成+5價(jià),把+3價(jià)的鉻(Cr)氧化成+6價(jià)。利用這個(gè)反應(yīng)可以將某些巖石礦物中的+3價(jià)鉻除去。還可以在一般條件下將有機(jī)物氧化成乙醇和碳酸鹽,也可以與硫化物和氯化物發(fā)生劇烈反應(yīng)。
過(guò)氧化鈉還具有漂白性,原因是過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成過(guò)氧化氫(H2O2),由于過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性,會(huì)將部分試劑如品紅等漂白,所以將過(guò)氧化鈉投入酚酞溶液中酚酞先變紅后褪色,這個(gè)過(guò)程是不可逆的。
常見(jiàn)反應(yīng)
過(guò)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(guò)氧化鈉不屬于堿性氧化物,屬于過(guò)氧化物,可與二氧化碳(與干燥的二氧化碳不發(fā)生反應(yīng)),酸反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中均有氧氣放出,化學(xué)方程式分別為:
2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2
過(guò)氧化鈉和水的反應(yīng)首先產(chǎn)生過(guò)氧化氫,堿性過(guò)氧化氫不穩(wěn)定,會(huì)分解
Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
2H2O2 = 2 H2O + O2↑,反應(yīng)放熱
總反應(yīng)化學(xué)方程式:
2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH +O2↑
與非金屬次高價(jià)氣態(tài)氧化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成鹽,但不放出氧氣,直接化合如:
Na2O2 + SO2 = Na2SO4
與非金屬最高價(jià)氣態(tài)氧化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成鹽,放出氧氣,例:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+ O2
2Na2O2 + 2SO3 = 2Na2SO4 + O2
過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣,亞硫酸鈉和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉
反應(yīng)方程式:
2 Na2O2 + 2 SO2 = 2 Na2SO3 + O2
2 Na2SO3 + O2 = 2 Na2SO4
所以 Na2O2 + SO2 = Na2SO4[4]
另外,過(guò)氧化鈉可以將鐵單質(zhì)氧化成含F(xiàn)eO42-的鐵酸鹽,還可以在一般條件下將有機(jī)物氧化成乙醇和碳酸鹽。,也可以與硫化物和氯化物發(fā)生劇烈反應(yīng)。
過(guò)氧化鈉的熱穩(wěn)定性好,可加熱到熔融狀態(tài)而不分解。
此外,過(guò)氧化鈉還可以與鈉反應(yīng),方程式為:
Na2O2+2Na=2Na2O
制備方法
方法一
工業(yè)上制備過(guò)氧化鈉的方法是將鈉在鋁盤(pán)上加熱至熔化[3] ,通入一定量的除去二氧化碳的干燥空氣,維持溫度在453-473K之間,鈉即被氧化為氧化鈉,進(jìn)而增加空氣流量并迅速提高溫度至573-673K(這里“K”是指開(kāi)氏溫度),即可制得過(guò)氧化鈉。
其化學(xué)反應(yīng)方程式為:
4Na+O2= 2Na2O
2Na2O+O2= 2Na2O2[4]
方法二
純凈的Na2O2·82H2O是用飽和NaOH(純級(jí))溶液與42%H2O2混合制得:
2NaOH+H2O2→Na2O2+2H2O(0℃)
物質(zhì)用途
可做供氧劑,強(qiáng)氧化劑,具有漂白性。
1.它能與CO2作用,放出O2。
2Na2O2+ 2CO2 = 2Na2CO3+O2
根據(jù)這個(gè)性質(zhì),可將它用在礦山、坑道、潛水或宇宙飛船等缺氧的場(chǎng)合,將人們呼出的CO2再轉(zhuǎn)換成O2,以供呼吸之用。
2.過(guò)氧化鈉可用來(lái)除去O2中的H2O和CO2雜質(zhì)。
3.過(guò)氧化鈉還可以用于消毒、殺菌和漂白等,在工業(yè)上常用做漂白劑、殺菌劑、消毒劑、去臭劑、氧化劑等。
4.熔融態(tài)的過(guò)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(jī)物轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。
可用于制過(guò)氧化氫,過(guò)程如下。
?、儆昧姿峄蛄姿岫溻c將過(guò)氧化鈉水溶液中和至PH:9.0~9.7,使 生成磷酸氫鈉和過(guò)氧化氫的水溶液。
②使所說(shuō)的磷酸氫鈉和過(guò)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。
?、墼陔x心分離器中對(duì)含有磷酸氫鈉水合物和過(guò)氧化氫水溶液混合物進(jìn)行分離,從而使磷酸氫鈉水合物結(jié)晶從含少量磷酸氫鈉的過(guò)氧化氫水溶液中分離出來(lái)。
?、軐⑺f(shuō)的含少量磷酸氫鈉的過(guò)氧化氫水溶液在蒸發(fā)器中蒸發(fā),得到含過(guò)氧化氫和水的蒸汽,而含過(guò)氧化氫的磷酸氫鈉濃鹽溶液從底部流出并返回中和槽。
?、輰⑺f(shuō) 的含過(guò)氧化氫和水的蒸汽在分餾塔中進(jìn)行減壓分餾,得到約30%過(guò)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。
安全相關(guān)
過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,在熔融狀態(tài)時(shí)遇到棉花、炭粉、鋁粉等還原性物質(zhì)會(huì)發(fā)生爆炸。因此存放時(shí)應(yīng)注意安全,不能與易燃物接觸。它易吸潮,有強(qiáng)腐蝕性,會(huì)引起燒傷。
當(dāng)放有過(guò)氧化鈉的空間發(fā)生火災(zāi)時(shí),嚴(yán)禁采用清水滅火、二氧化碳滅火器,應(yīng)采用防火沙覆蓋滅火。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
過(guò)氧化鈉為白至淡黃色的粉末狀固體,易吸潮,溶于乙醇、水和酸(本質(zhì)是與其發(fā)生反應(yīng)),難溶于堿。燃燒法制備的過(guò)氧化鈉其中常含有10%的超氧化鈉而顯淡黃色,密度為2.805g/cm3,熔點(diǎn)為460℃[5] ,沸點(diǎn)657℃[2] 。其水合物有Na2O2?2H2O和Na2O2?8H2O兩種。[3]
化學(xué)性質(zhì)
過(guò)氧化鈉是離子化合物,其中氧元素顯-1價(jià),鈉元素顯+1價(jià),
可以把過(guò)氧化鈉溶解在低溫的硫酸中,然后減壓蒸餾即可得到過(guò)氧化氫(H2O2):
過(guò)氧化鈉可與水、酸反應(yīng),生成氫氧化鈉和過(guò)氧化氫(過(guò)氧化氫會(huì)分解成水和氧氣),也能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。
過(guò)氧化鈉還能氧化一些金屬。例如,熔融的過(guò)氧化鈉能把鐵氧化成高鐵酸根(FeO42-);能將一些不溶于酸的礦石共熔使礦石分解。
在堿性環(huán)境中,過(guò)氧化鈉可以把化合物中+3價(jià)的砷(As)氧化成+5價(jià),把+3價(jià)的鉻(Cr)氧化成+6價(jià)。利用這個(gè)反應(yīng)可以將某些巖石礦物中的+3價(jià)鉻除去。還可以在一般條件下將有機(jī)物氧化成乙醇和碳酸鹽,也可以與硫化物和氯化物發(fā)生劇烈反應(yīng)。
過(guò)氧化鈉還具有漂白性,原因是過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成過(guò)氧化氫(H2O2),由于過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性,會(huì)將部分試劑如品紅等漂白,所以將過(guò)氧化鈉投入酚酞溶液中酚酞先變紅后褪色,這個(gè)過(guò)程是不可逆的。
常見(jiàn)反應(yīng)
過(guò)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(guò)氧化鈉不屬于堿性氧化物,屬于過(guò)氧化物,可與二氧化碳(與干燥的二氧化碳不發(fā)生反應(yīng)),酸反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中均有氧氣放出,化學(xué)方程式分別為:
2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2
過(guò)氧化鈉和水的反應(yīng)首先產(chǎn)生過(guò)氧化氫,堿性過(guò)氧化氫不穩(wěn)定,會(huì)分解
Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
2H2O2 = 2 H2O + O2↑,反應(yīng)放熱
總反應(yīng)化學(xué)方程式:
2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH +O2↑
與非金屬次高價(jià)氣態(tài)氧化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成鹽,但不放出氧氣,直接化合如:
Na2O2 + SO2 = Na2SO4
與非金屬最高價(jià)氣態(tài)氧化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成鹽,放出氧氣,例:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3+ O2
2Na2O2 + 2SO3 = 2Na2SO4 + O2
過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣,亞硫酸鈉和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉
反應(yīng)方程式:
2 Na2O2 + 2 SO2 = 2 Na2SO3 + O2
2 Na2SO3 + O2 = 2 Na2SO4
所以 Na2O2 + SO2 = Na2SO4[4]
另外,過(guò)氧化鈉可以將鐵單質(zhì)氧化成含F(xiàn)eO42-的鐵酸鹽,還可以在一般條件下將有機(jī)物氧化成乙醇和碳酸鹽。,也可以與硫化物和氯化物發(fā)生劇烈反應(yīng)。
過(guò)氧化鈉的熱穩(wěn)定性好,可加熱到熔融狀態(tài)而不分解。
此外,過(guò)氧化鈉還可以與鈉反應(yīng),方程式為:
Na2O2+2Na=2Na2O
制備方法
方法一
工業(yè)上制備過(guò)氧化鈉的方法是將鈉在鋁盤(pán)上加熱至熔化[3] ,通入一定量的除去二氧化碳的干燥空氣,維持溫度在453-473K之間,鈉即被氧化為氧化鈉,進(jìn)而增加空氣流量并迅速提高溫度至573-673K(這里“K”是指開(kāi)氏溫度),即可制得過(guò)氧化鈉。
其化學(xué)反應(yīng)方程式為:
4Na+O2= 2Na2O
2Na2O+O2= 2Na2O2[4]
方法二
純凈的Na2O2·82H2O是用飽和NaOH(純級(jí))溶液與42%H2O2混合制得:
2NaOH+H2O2→Na2O2+2H2O(0℃)
物質(zhì)用途
可做供氧劑,強(qiáng)氧化劑,具有漂白性。
1.它能與CO2作用,放出O2。
2Na2O2+ 2CO2 = 2Na2CO3+O2
根據(jù)這個(gè)性質(zhì),可將它用在礦山、坑道、潛水或宇宙飛船等缺氧的場(chǎng)合,將人們呼出的CO2再轉(zhuǎn)換成O2,以供呼吸之用。
2.過(guò)氧化鈉可用來(lái)除去O2中的H2O和CO2雜質(zhì)。
3.過(guò)氧化鈉還可以用于消毒、殺菌和漂白等,在工業(yè)上常用做漂白劑、殺菌劑、消毒劑、去臭劑、氧化劑等。
4.熔融態(tài)的過(guò)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(jī)物轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。
可用于制過(guò)氧化氫,過(guò)程如下。
?、儆昧姿峄蛄姿岫溻c將過(guò)氧化鈉水溶液中和至PH:9.0~9.7,使 生成磷酸氫鈉和過(guò)氧化氫的水溶液。
②使所說(shuō)的磷酸氫鈉和過(guò)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。
?、墼陔x心分離器中對(duì)含有磷酸氫鈉水合物和過(guò)氧化氫水溶液混合物進(jìn)行分離,從而使磷酸氫鈉水合物結(jié)晶從含少量磷酸氫鈉的過(guò)氧化氫水溶液中分離出來(lái)。
?、軐⑺f(shuō)的含少量磷酸氫鈉的過(guò)氧化氫水溶液在蒸發(fā)器中蒸發(fā),得到含過(guò)氧化氫和水的蒸汽,而含過(guò)氧化氫的磷酸氫鈉濃鹽溶液從底部流出并返回中和槽。
?、輰⑺f(shuō) 的含過(guò)氧化氫和水的蒸汽在分餾塔中進(jìn)行減壓分餾,得到約30%過(guò)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。
安全相關(guān)
過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,在熔融狀態(tài)時(shí)遇到棉花、炭粉、鋁粉等還原性物質(zhì)會(huì)發(fā)生爆炸。因此存放時(shí)應(yīng)注意安全,不能與易燃物接觸。它易吸潮,有強(qiáng)腐蝕性,會(huì)引起燒傷。
當(dāng)放有過(guò)氧化鈉的空間發(fā)生火災(zāi)時(shí),嚴(yán)禁采用清水滅火、二氧化碳滅火器,應(yīng)采用防火沙覆蓋滅火。