تهيه آب اکسيژنه و بررسی برخی از خواص آن

[moji5]

تهيه آب اکسيژنه و بررسی برخی از خواص آن (http://kimiagaran.blogfa.com/post-183.aspx)
پراکسيدها به دو دسته تقسيم می شوند: پلی اکسيدها که با اسيد سولفوريک توليد اکسيژن می کنند و هيپر اکسيدها که با اسيد سولفوريک رقيق تبديل به آب اکسيژنه می شوند.به اين دسته نمکهای آب اکسيژنه می گويند.
دمای ذوب و جوش آن به ترتيب ºC 89- و ºC150 می باشد. ثابت دی الکتريک H2O2 بالا می باشد. مايع خالص آن در دمای ºC 25 ، 93= ε و محلول آبی 60% آن 120= ε می باشد. بنابراين ترکيب جزء حلاللهای يونی کننده خيلی خوبی هستند ولی بعلت قدرت اکسيدکنندگی زياد و ناپايداری ، قدرت حل کنندگی آنها محدود است.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/2.bmp
برای پايدار کردن، آنرا با موادی از قبيل اسيد فسفريک، اسيد سيتريک و گليسرول که خاصيت ضد کاتاليزوری دارند، مخلوط می کنند.خاصيت اکسيد کنندگی آب اکسيژنه بعلت سهولت آزاد شدن يک اتم اکسيژن فعال است

http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/3.bmp

آب اکسيژنه در مجاورت بعضی از اکسنده ها، خاصيت احيا کنندگی دارد.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/4.bmp
سولفور سرب سياه رنگ در سرما تحت اثر H2O2 به سولفات سفيد رنگ تبديل می شود


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/5.bmp
طرز شناسايی آب اکسيژنه
1- يديد پتاسيم را در مجاورت پرکسيد هيدروژن اسيدی قرار داده و يد حاصله را با محلول استاندارد تيوسولفات تيتر می کنند.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/6.bmp

2- ازافزايش محلول آن به دی اکسيد تيتانيوم درمجاورت اسيد سولفوريک، رنگ مربوط به پروکسيد تيتانيوم مشاهده می شود.
3- با محلول اسيد کروميک يا محلول اسيدی بی کرومات رنگ آبی تيره توليد می شود.
روش تهيه آزمايشگاهی آب اکسيژنه
پراکسيد هيدروژن را می توان از اثر اسيد سولفوريک رقيق بر پراکسيد سديم يا پراکسيد باريم (BaO2,8H2O) در دمای پايين تهيه کرد.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/77.bmp

درتهيه نمکهای باريم از باريتها(BaSO4 ) مقداری BaO به دست می آيد که دراثرحرارت در هوا اکسيد می شود و به پراکسيد باريم تبديل می شود. پراکسيد باريم با اسيد فسفريک نيز توليد آب اکسيژنه می کند


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/7.bmp

فسفات باريم نامحلول از آن جدا می شود و محلول آبی آب اکسيژنه به دست می آيد که به وسيله تقطير در فشار کم می توان آنرا تغليظ کرد. ازعبورگازدی اکسيد کربن د رمحلول پراکسيد باريم نيز آب اکسيژنه بدست می آيد.

http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/8.bmp
روش ديگر بر اساس روش مرک می باشد که در آن پراکسيد سديم با اسيد سولفوريک 20% در دمای پايين واکنش داده و بعد از خارج کردن سولفات سديم متبلور( Na2SO4, 10 H2O (بعد از تغليظ آب اکسيژنه با غلظت 30% بدست می آيد


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/9.bmp

روش تهيه صنعتی آب اکسيژنه

1- فرايند خود اکسايش: يکی از مشتقات آنتراکينون بر اثر واکنش با هيدروژن د رمجاورت کاتاليزور پالاديم به آنتراهيدروکينون تبديل می شود. با عبور هوا از اين ماده، محلول پراکسيد هيدروژن 20% وزنی به دست می آيد .


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/10.bmp

روش الکتروليز: از الکتروليز محلول اسيد سولفوريک 50% وزنی يا محلول اسيد سولفوريک و سولفات آمونيم با شدت جريان زياد، پراکسو دی سولفات (و در نهايت از هيدروليز آن پراکسيد هيدروژن )در آند و هيدروژن در کاتد بدست می آيد.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/11.bmp
پراکسيد هيدروژن را در دمای بالا و فشار کم جداکرده و پس از تغليظ سازی، محلول 30% وزنی بدست می آيد.


ارزش حجمی پراکسيد هيدروژن
قدرت پراکسيد هيدروژن (ارزش حجمی)عبارت است از حجم اکسيژنی که درشرايط متعارفی از يک حجم پروکسيد هيدروژن آزاد می شود.متلااگرml10پروکسيد هيدروژن در شرايط متعارفی توليدml 200 اکسيژن کند، ارزش حجمی اين محلول 20 خواهد بود. ارتباط ارزش حجمی پرکسيد با نرماليته آن بصورت زير می باشد.
۵/۶ × a= N

که در آن a ارزش حجمی و N نرماليته می باشد



وسايل مورد نياز
بالن ml 50
دستگاه تبخير در خلاء
کاغذ صافی
دستگاه الکتروليز
لوله آزمايش
ارلن ml 250
بورت ml 25
مواد مورد نياز
اسيد سولفوريک20%
پراکسيدباريم
کربنات باريم
اسيد سولفوريک 2 نرمال
پرمنگنات پتاسيم 1/0 نرمال
سولفات آمونيم يا پتاسيم
اسيد سولفوريک غليظ
اسيد فسفريک
پراکسيد سديم
سولفور سيانورآمونيم
روش کار
1- در يک بالن، ml 50 اسيد سولفوريک 20% ريخته، به تدريج 10 گرم BaO2 به آن اضافه کنيد. آنرا سرد کرده و سولفات باريم ته نشين شده را صاف کنيد. محلول زيرين آب اکسيژنه است. به اين محلول ml 20 اسيد سولفوريک 4 نرمال افزوده و آنرا در دستگاه تبخير کننده در خلاء روی دمای 70 درجه سانتيگراد تنظيم نمائيد.
رسوب در بالن باقی مانده و مخلوط آب و آب اکسيژنه در بالن بزرگ جمع می شود.به ml 10 از اين محلول ml 30 اسيد سولفوريک 4 نرمال اضافه کرده و با پرمنگنات پتاسيم 1/0 نرمال تيتر کنيد.از روی مقدار مصرفی پرمنگنات، ارزش حجمی محلول آب اکسيژنه بدست می آيد(مرحله اول).
محلول آب اکسيژنه را می توان دوباره با دستگاه تبخير در خلاء تغليظ کنيد. آب اکسيژنه که دارای دمای جوش بالاتری از آب است، در بالن اولی باقی می ماند. ml 10 از آن را برداشته و بوسيله پرمنگنات تيتر نمائيد و ارزش حجمی آنرا برای بار دوم تعيين کنيد(مرحله دوم).
2- 25 گرم سولفات آمونيم يا پتاسيم را در ml 100 آب مقطر حل کرده و 91/0 گرم سولفورسيانورآمونيم و ml 19 اسيد سولفوريک غليظ به آن اضافه نمائيد. محلول را خوب به هم بزنيد و سپس الکتروليز نمائيد.
3- در لوله آزمايش ml 10 اسيد فسفريک ريخته و آنرا در ظرف آب يخ نگهداريد. سپس به آن پراکسيدسديم اضافه کنيد .اگر دستگاه تبخيرکننده در خلاء دردسترس نباشد به روش زير عمل کنيد.
آب اکسيژنه را به حجم ml 100 برسانيد و ml 25 از آنرا با پرمنگنات پتاسيم 1/0 نرمال تيـتر کنيد. ارزش حجمی آب اکسيژنه را حساب کنيد.

1- محلول آب اکسيژنه را با استفاده از دستگاه تبخير در خلاء تغليظ کنيد. آب اکسيژنه در بالن اولی باقی می ماند. ml 10 از آن را برداشته و بوسيله پرمنگنات تيتر نمائيد و ارزش حجمی آنرا برای بار دوم تعيين کنيد(مرحله دوم).
2- 25 گرم سولفات آمونيم يا پتاسيم را در ml 100 آب مقطر حل کرده و 91/0 گرم سولفورسيانورآمونيم ml 19 اسيد سولفوريک غليظ به آن اضافه نمائيد. محلول را خوب به هم بزنيد و سپس الکتروليز نمائيد.
3- در لوله آزمايش ml 10 اسيد فسفريک ريخته و آنرا در ظرف آب يخ نگهداريد. به آن پراکسيدسديم اضافه کنيد .آب اکسيژنه توليدی را شناسايی کنيد.
اگر دستگاه تبخير در خلاء دردسترس نباشد به روش زير عمل کنيد.
آب اکسيژنه را به حجم ml 100 برسانيد و ml 25 از آنرا با پرمنگنات پتاسيم 1/0 نرمال تيـتر کنيد. با استفاده از پرمنگنات مصرفی ارزش حجمی آب اکسيژنه را حساب کنيد.


http://kimiagaran.persiangig.ir/image/shimi%20madani/12.bmp