过氧化钠

{{Chembox
| Name = 过氧化钠
| NameEn = Sodium peroxide
| ImageFile = Sodium-peroxide-unit-cell-3D-balls.png
| ImageName = 过氧化钠
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| ImageFile2 = Sodium peroxide 2grams.jpg
| OtherNames = 二氧化二钠
| Section1 =
| Section2 = {{Chembox Properties
|Na=2|O=2
| Density = 2.805 g/cm3
660 °C
| Appearance = 白色至黄色粉末
| DeltaGf = −446.9 kJ/mol
| Entropy = 95 J/(mol·K)它是一种过氧化物,水合物和过氧水合物包括Na2O2 2 H2O2 4 H2O、Na2O2 2H2O、Na2O22H2O2和Na2O2*8H2O。

物理性质
在常温下,纯品过氧化钠为白色,但一般见到的过氧化钠呈淡黄色(混有超氧化钠的缘故)。它是六方晶系的,在512 °C下转变成结构未知的同质异形体。过氧化钠易变质,应密封保存。过氧化钠对人有强烈的腐蚀性,与易燃物接触易引起火灾,在高温下甚至会发生爆炸。过氧化钠着火不能用水扑灭,必须用沙土或盐盖灭。 

制取
过氧化钠可以通过金属钠与氧气在130–200 C下的反应大规模制备。该反应会产生氧化钠,之后吸收氧气氧化成过氧化钠:
: 4 Na + O2 -> 2 Na2O
: 2 Na2O + O2 -> 2 Na2O2

过氧化钠的八水合物可以通过过氧化氢与氢氧化钠的反应制取,化学方程式为:

\rm H_2O_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2O_2 + 2H_2O\,

化学性质
过氧化钠是强氧化剂,可以与多种金属单质以及非金属化合物发生反应。

过氧化钠与水反应,生成氢氧化钠和氧气:
\rm 2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2

实际的反应是过氧化钠首先和水反应生成氢氧化钠和双氧水,反应的方程式:

Na2O2+2H2O = 2NaOH+H2O2

然后双氧水会分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:

2H2O2 = 2 H2O + O2 ^

这是一个放热反应,又由于生成物中含有氧气,因此极易引起可燃物的燃烧和爆炸。

注意:若把过氧化钠加入滴有酚酞的水中,溶液会先变红后褪色。因为反应产生的氢氧化钠使酚酞试液变红,同时,过氧化钠与水反应生成了具有漂白性的过氧化氢。

过氧化钠与二氧化碳反应,生成碳酸钠(Na2CO3)和氧气:
\rm 2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2

过氧化钠与稀硫酸反应,生成硫酸钠(Na2SO4)、水和氧气:
\rm 2Na_2O_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2Na_2SO_4 + O_2 +2H_2O

可以把过氧化钠溶解在低温的硫酸中,然后减压蒸馏即可得到过氧化氢(H2O2):

\rm Na_2O_2 + H_2SO_4 \rightarrow H_2O_2 + Na_2SO_4

类似的还有与盐酸的反应:
\rm 2Na_2O_2 + 4HCl \rightarrow 4NaCl + O_2 +2H_2O

在碱性环境中,过氧化钠可以把化合物中+3价的砷(As)氧化成+5价,把+3价的铬(Cr)氧化成+6价。利用这个反应可以将某些岩石矿物中的+3价铬除去,方法为:在600~700摄氏度的高温下用过氧化钠将铁矿中的3价铬氧化成Na2CrO4,而Na2CrO4可以用水溶掉:

\rm 2Fe(CrO_2)_2 + 7Na_2O_2 \rightarrow Fe_2O_3 + 4Na_2CrO_4+3Na_2O

另外,过氧化钠可以将铁单质氧化成含FeO4^2-的铁酸盐,还可以在一般条件下将有机物氧化成乙醇和碳酸盐,也可以与硫化物和氯化物发生剧烈反应。

过氧化钠的热稳定性好,可加热到熔融状态而不分解。

用途
由于过氧化钠具有强氧化性,因此可以用来漂白织物、麦杆、羽毛等,也可用做除臭剂或消毒剂。在分析化学上用于处理矿样。由于它和二氧化碳反应放出氧气,因此可以用来在潜水艇等缺少氧气的环境中提供供人呼吸的氧气。

參考文獻

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