初三化学
过氧乙酸是强氧化性;
过氧乙酸具有很强的氧化作用,可将菌体蛋白质氧化而使微生物死亡。对多种微生物,包括芽胞及病毒都有高效、快速的杀菌作用。
但过氧乙酸不含臭氧分子。只是有两个碳原子,四个氢原子,三个氧原子组成。三个氧原子不是臭氧分子。
应用范围:0.2%可用于手、纺织品和日用品的消毒;0.5%用于地面、墙壁、家具的消毒;1%用于体温表的消毒;用于空气消毒时,每立方米空间用2%的溶液8毫升即可。
注意事项:过氧乙酸对金属类具有腐蚀性;遇热和光照易氧化分解,高热则引起爆炸,故应放置阴凉处保存;使用时宜新鲜配制。
乙酸的化学式是CH3COOH
过氧乙酸化学式CH3COOOH(或C2H4O3),分子中比乙酸多一个氧原子
1、表示过氧乙酸这种物质
2、表示过氧乙酸由碳氢氧三种元素组成
3、表示一个过氧乙酸分子
4、表示一个过氧乙酸分子由两个碳原子,四个氢原子,三个氧原子构成
| 由过氧乙酸的分子的结构图可知,1个过氧乙酸分子是由2个碳原子、4个氢原子和3个氧原子构成的,其化学式为:C 2 H 4 O 3 . A、过氧乙酸属于酸,具有酸性,故选项说法正确. B、过氧乙酸是含碳元素的化合物,属于有机物,故选项说法错误. C、过氧乙酸是由过氧乙酸分子构成的,保持过氧乙酸化学性质的是C 2 H 4 O 3 分子,故选项说法正确. D、过氧乙酸是由碳、氢、氧三种元素组成的,三种元素均属于非金属元素,故选项说法正确. 故选B. |
过氧乙酸呈无色透明液体,有刺激性酸味。易挥发,可溶于水和有机溶剂。熔点为0.1℃,沸点为110℃,比重为1.226。腐蚀性强,有漂白作用。性质不稳定,遇热或有机物、重金属离子、强碱等易分解。含量大于45%(g/mL)的高浓度溶液,经剧烈碰撞或加热可爆炸(闪点40.5℃)。不过市售消毒用过氧乙酸浓度多在20%左右,一般无此危险。
过氧乙酸是一个强氧化剂,其杀菌机理主要是靠氧化作用。但也有人推测过氧乙酸有如此强大而广泛的杀菌作用,除依靠其本身强大的氧化作用外,过氧化氢和醋酸的协同有一定作用。
1 合成工艺
传统的过氧乙酸生产工艺,是用醋酸和浓度为50%或70%的双氧水按摩尔比1:0.44混合,加重量5%的硫酸作为催化剂,在常温下反应20 h,所得产品含过氧乙酸21%左右、硫酸5%、醋酸47%、双氧水6%、水21%。产品含量低、醋酸利用率低,且50%、70%的高浓度双氧水易爆炸,生产安全隐患大。因此,人们纷纷对过氧乙酸的生产工艺进行开发,以提高产品质量、降低安全隐患。
目前,正在开发或已开发的过氧乙酸合成方法有很多种,主要包括醋酸(或醋酸酐)法、乙醛氧化法和乙酰基活化剂法等。
1.1醋酸域醋酸酐)法
醋酸(或醋酸酐)法采用醋酸与过氧化氢反应,在酸的催化作用下,制得过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O
若采用醋酸酐代替醋酸作乙酰化剂时,它与过氧化氢的化学反应式:
(CH3CO)2O+2 H2O2=2 CH3COOOH+H2O
但此反应过程中有大量热量产生,另外还可能生成二酰基过氧化物,有导致爆炸的危险,因此,从安全角度考虑,过氧化氢法合成过氧乙酸,仍以采用醋酸为好。
Seppo Pohjanvesi等对醋酸和双氧水连续化生产工艺进行了研究。研究发现,最佳的反应溶媒配比:双氧水质量含量为10%~20%、醋酸质量含量为15%~30%、过氧乙酸质量含量为5%~20%、硫酸质量含量为10%~20%和水质量含量为30%~50%,并加入质量含量0.1%~0.4%的稳定剂,温度一般为40~60℃。
林惠琼等考察过氧乙酸生产工艺中过氧化氢浓度、冰醋酸用量与不同稳定剂含量对产品稳定性的影响。结果发现,当原料过氧化氢含量为280、350、500 g/L时与双倍用量的冰醋酸反应,可分别生成最高浓度为157.5、192.0、292.0 g/L的过氧乙酸,过氧乙酸浓度越高,贮存稳定性越差,产品中加入1g/L8-羟基喹啉或0.1%磷酸,可明显提高过氧乙酸的稳定性。
王传虎等为研究过氧乙酸产品最佳配比和使用配制及储存条件,采用不同配比筛选和影响因素观察的方法,在实验室进行了实验观察。结果,乙酸与过氧化氢质量比为2:1时,催化剂硫酸用量在30~50g/L范围内,反应温度为25℃和反应时间为24 h综合条件下,产出过氧乙酸含量最高。影响因素观察发现,温度升高可促使过氧乙酸分解速度加快,配制使用浓度的过氧乙酸稀释用水以双蒸水最好,过氧乙酸产品中加入2 000 mg/L 8-羟基喹啉可明显提高过氧乙酸的稳定性。
郑晓兵等公开了一种过氧乙酸的生产方法专利。先将醋酸与27%浓度的双氧水按摩尔比1:1混合,并添加相当于反应物重量2%~5%的催化剂进行反应,催化剂采用3%浓度的苯磺酸或98%浓度的硫酸,反应温度为25~35℃,时间为1~3 h。然后采出水相,并收集过氧乙酸组分。本方法生产产品中过氧乙酸含量高,一般在50%以上,可通过加水配制成不同浓度,在各行业使用,原料醋酸利用率高,生产安全性好,且生产得到的产品中不含硫酸,过氧乙酸的含量可通过提高或降低塔效进行调节。
Takeo Ohsakadeng等新开发了一种电解法生产过氧乙酸的的工艺。该工艺以醋酸(或醋酸盐)和含氧气体为原料,用固体酸作催化剂,在电解池内合成过氧乙酸。这种工艺具有成本低廉的优点,应用前景广阔。
1.2乙醛氧化法
乙醛氧化可以得到醋酸。改变乙醛氧化的条件,降低反应温度,就可以得到过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3CHO---CH3COOOH
这个反应比较复杂。要想得到较高的转化率和过氧乙酸的收率,须加入适当的催化剂。乙醛氧化制过氧乙酸有气相法、乙醛单过氧乙酸醋法和液相法3种生产工艺。
1.2.1 气相法和乙醛单过氧乙酸醋法
气相法是将乙醛与氧气混合,在150~160℃条件下反应。该法是用氧作催化剂,提高过氧乙酸的收率。尾气可以循环使用,阵低了生产成本。但是气相法爆炸危险性大,而且因大量乙醛循环而使设备利用率低。
乙醛单过氧乙酸醋法因能量利用不合理而使设备投资和操作费用很大,一般很少采用。
1.2.2 液相法
汪青海等对此工艺进行了详细研究,以乙酸乙酯为溶剂、醋酸钻为催化剂,考察了乙醛液相氧化合成过氧乙酸的过程。研究了搅拌转速、催化剂浓度、乙醛初始浓度、氧气压力和温度的影响,得到了合成过氧乙酸的最佳工艺条件:钻离子浓度为2×10-5,乙醛的初始浓度为1.75~2.20 mol/L,温度为20-25℃,氧气压力为为0.75MPa。在此条件下反应60min,乙醛转化率大于85%,过氧乙酸选择性大于85%。
1.3 乙酰基活化剂法
一般利用四乙酰乙二胺和过碳酸钠在水溶液中反应,可以生成过氧乙酸。且四乙酰乙二胺和过碳酸钠是固体,储存和运输也较方便,化学反应方程式如下:
3(CH3CO)2NCH2CH2N(COCH3)2+2Na2CO3.3H2O2=2Na2CO3+3 CH3CONHCH2CH2NHCOCH3+6 CH3COOOH
此外,还可以利用乙酰水杨酸和过碳酸钠反应,也可以生成过氧乙酸。化学反应方程式如下:
3 COOHC6H4COOCH3+2 Na2CO.·3 H2O=3 HOC6H4COOH+2 Na2CO3+3 CH3COOOH
段庆楠申请了一种制取过氧乙酸的固体药剂及其制造方法专利。它是由己包衣的四乙酰乙二胺或四乙酰甘脲和已包衣的过硼酸钠或已包衣的过碳酸钠组成;其将制取过氧乙酸的液态剂型药剂,改为固体药剂经薄膜包衣后混配成的粉状固态剂型,具有产品稳定,室温下不分解,运输方便,制取使用全过程无嗅、无腐蚀性,并能商品化的特点。但也存在溶解性差、过氧乙酸制取反应慢和溶液中有效成分因挥发而降低的缺点。
张英娜等对此工艺进行了改进,加入表面活性剂,使乙酰基活化剂在水中的表面张力降低,加快了过氧乙酸制取速度,有利于配制溶液中过氧乙酸有效成分的保持。
2 应 用
2.1 在消毒方面的应用
过氧乙酸在20世纪70年代中期至80年代应用很广,进入20世纪90年代,由于戊二醛、碘伏、二氧化氯和各种含氯消毒剂应用的增多,过氧乙酸的应用有所减少。过氧乙酸主要适用于耐腐蚀物品、环境及皮肤等的消毒与灭菌。若复配以抗腐蚀的缓蚀剂,也可以用于医疗器械的灭菌。过氧乙酸同大多数化学消毒剂一样,消毒作用受浓度、作用时间、温度、有机物、相对湿度、化学物质等因素的影响。过氧乙酸常用的消毒方法主要有浸泡、擦拭、喷洒、熏蒸等。
2.2 在医疗方面的应用
主要用于有真菌或病毒感染的皮肤病的治疗。低浓度过氧乙酸既是角质松解剂又是广谱消毒防腐药,不但能使角化过度的角层细胞松软解离,促进其脱落,而且还对各种皮肤癣菌具有强大的杀灭作用。可促进创面愈合,治疗足部跖疣、寻常疣。此外,过氧乙酸还可以用来治疗口腔溃疡、软组织感染等。
2.3其他方面的应用
过氧乙酸还用来预防肉仔鸡氨中毒、作为预防鸡病的药物、纸浆的漂白、无土栽培中提高萌芽率、药物合成中的化学氧化剂、化工合成中的中间体以及消除氧气湿化瓶内水垢等。
董五辈等将过氧乙酸应用于无土栽培中。在植物生长过程中用0.01%一0.4%(重量比)的过氧乙酸水溶液进行处理,可大大降低无土栽培污染报废率,从而生产成本大幅度降低。
过氧乙酸可用于合成环氧丙烷,该工艺首先由日本Daicel公司于1969年实现工业化。
CH3COOOH
编辑本段
分子式:
C2H4O3
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相对分子质量
76.05
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物理性质
主要成分: 含量:35%(一重量计)和18~23%两种。
外观与性状: 无色液体,有强烈刺激性气味。
熔点(℃): 0.1
沸点(℃): 105
相对密度(水=1): 1.15(20℃)
饱和蒸气压(kPa): 2.67(25℃)
闪点(℃): 41
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化学性质
完全燃烧能生成二氧化碳和水;具有酸的通性;可分解为乙酸、氧气;能溶于水,溶于乙醇、乙醚、乙酸、硫酸,具有溶解性。
制备的方程式 :
CH3COOH + H2O2 ←—→ CH3COOOH + H2O
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主要用途
用作纺织品、纸张、油脂、石蜡和淀粉的漂白剂,医药中的杀菌剂和有机合成中的氧化剂、环氧化剂,食品和饮用水等的消毒剂。
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健康危害
有毒,经口LD50:1540mg/kg(大鼠),经皮LD50:1410mg/kg(兔),吸入LC50:450mg/kg(大鼠)。本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用。吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛,化学性肺炎、肺水肿。接触后可引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐[2]。
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燃爆危险
本品易燃,具爆炸性,具强氧化性,强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
过氧乙酸的分子是由两个C、四个H和三个O构成。
硫化氢H2S 化学式的含义
硫化氢由两个氢原子和一个硫原子构成。
N2O (2为N右下角)中“2”表示的意义
氮原子的数目是2。
SO2(2为O右下角)中“2”表示的意义
O原子的数目是2。
由题意可知,1m3空间进行有效消毒需要0.2%的过氧乙酸3g,则对80m3的空间进行有效消毒,需要0.2%的过氧乙酸的质量是:3g×80═240g.
故答为:三,2:4:3,240g.
| 点燃 |
故答案为:C2H4O3; 76g/mol; 2:3; 3.01×1023个
过氧乙酸+氧气
| 点燃 |
CH3COOOH
分子式:
C2H4O3
化学性质
完全燃烧能生成二氧化碳和水;具有酸的通性;可分解为乙酸、氧气;能溶于水,溶于乙醇、乙醚、乙酸、硫酸,具有溶解性。 制备的方程式 H+ CH3COOH + H2O2 ←—→ CH3COOOH + H2O
.“原液”贮存放置可分解,注意有效期限,应贮存于塑料桶内,凉暗处保存,远离可燃性物质。
药液不慎溅入眼中或皮肤上,应立即用大量清水冲洗。
故答案为:温度过高,过氧化氢会发生分解;
(2)稀释样品时,还要用到胶头滴管取液体,用玻璃棒在溶解时要搅拌,
故答案为:玻璃棒;胶头滴管;
(3)根据氧化还原反应原理,碘离子被氧化为碘单质,过氧乙酸溶液被还原为乙酸分子,故反应方程式为:CH3COOOH+2H++2I-=I2+CH3COOH+H2O,
故答案为:CH3COOOH+2H++2I-=I2+CH3COOH+H2O;
(4)根据(3)的方程式及I2+2S2O32-=2I-+S4O62-两个化学方程式,可以得关系式如下:CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,由关系式可知,n(CH3COOOH)=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 5×10?4mol×76g/mol | ||
5g×
|
故答案为:15.2%.