雙氧水（Hydrogen Peroxide）

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一、概述

二、双氧水的制备

三、双氧水的性状

四、双氧水的性质

五、双氧水分析法

六、双氧水在印染上的用途

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概述

双氧水学名过氧化氢，也叫二氧化氢；分子式为H₂O₂，分子量为34.02。纯粹的高浓度的过氧化氢（100％），是一种油状无色液体，比重1.458，熔点－2℃；在常温时可与水任意混和，市售的都是它的30％（容量计）或3％（容量计）的水溶液。双氧水存在于大气中，由湿气受紫外光线作用而生成，并释出游离的氢：

2H₂O→H₂O₂＋H₂

双氧水的制备

1.用过氧化钡与稀硫酸作用而得。反应式如下：

BaO₂＋H₂SO₄→BaSO₄↓＋H₂O₂

滤除硫酸钡的沉淀后，即得约3％（以重量计）的过氧化氢溶液，这稀溶液不能在一般压力下浓缩，因加热时立即分解成水和氧，但在真空中蒸馏可不致分解，提高到所需浓度。

2.以电解法制备双氧水：硫酸在电解槽内经过电解，生成过硫酸。再加水分解过硫酸即成过氧化氢和硫酸。过氧化氢在低温低压下蒸馏出来与电解液分离。反应式如下：

2H₂SO₄→H₂S₂O₈＋H₂↑

H₂S₂O₈＋2H₂O→2H₂SO₄＋H₂O₂（蒸馏）

硫酸可以循环应用。或以硫酸氢铵在电解槽内经过电解，成为过硫酸铵(NH₄)₂S₂O₈，然后加硫酸氢钾 KHSO₄，产生过硫酸钾及硫酸氢铵。反应式如下：

2NH₄HSO₄→(NH₄)₂S₂O₈＋H₂↑

(NH₄)₂S₂O₈＋2KHSO₄→K₂S₂O₈＋2NH₄HSO₄

硫酸氢铵重新回入电解槽内应用。过硫酸钾加入硫酸后经过水蒸汽蒸馏及分级冷凝，即得过氧化氢：

K₂S₂O₈＋2H₂O H₂SO₄ 2KHSO₄＋H₂O₂

以上电解法可以产生较纯及高浓度的过氧化氢。现在一般工业生产都采用此法。

双氧水的性状

规格　H₂O₂含量30％、游离酸(H₂SO₄)0.1％以下、不挥发物0.1％以下。商品等级，一般有3％、6％及30％三种。

包装　20公斤棕色玻璃瓶装。

贮运　双氧水为强氧化剂，本身虽不会燃烧，但与易燃物接触，能引起剧烈的燃烧。3％的溶液虽可作外科消毒用，但30％的浓溶液对皮肤有强烈刺激性；与金属物（如铁、铜、铬等）接触、受热或日光曝晒即分解爆炸。因此容器必须密封，贮藏于阴凉黑暗通风处，以防见光分解。搬运时要轻拿轻放，久贮会降低有效成分，故不宜贮藏太久。

双氧水的性质

1.纯浓的双氧水为无色无臭的油状液体，接触皮肤能起水泡。在普通压力下受热就分解成水和氧气：

2H₂O₂→2H₂O＋O₂↑

2.双氧水可溶于水，水溶液带微酸及辣味，对石蕊试剂呈弱酸反应（由蓝色变成红色）。

3.双氧水的水溶液中若有少量酸存在，液体甚为稳定，故商品中常加硫酸或磷酸，使其稳定不变。如液中加入氨水或其它碱质时，则无论在何种温度下均快速释放氧气。

4.金属物亦能使双氧水不稳定并放出氧气，故不能贮藏于金属器皿中。但对于纯铝几乎不发生作用，所以一般中性双氧水溶液可用纯铝为容器。有些含铬的不锈钢，对双氧水溶液亦有良好的抵抗力，这是由于氧化铬保护层的形成。

5.双氧水中含游离结合的氧原子，故具备强大的氧化性，有漂白作用，可以使各种色素消失，且织物不会泛黄。

双氧水的结构是H－O－O－H，由两个氧原子直接相连接，但是两个氧原子之间的键结合得不牢固，所以造成双氧水分子不稳定，很容易分解成水并放出新生氧，具备强大的氧化能力：

H₂O₂→H₂O＋[O]＋23.5千卡

双氧水分解时，是一个剧烈的放热反应，1克分子的双氧水分解时，可放出23.5千卡的热量，所以双氧水对热的稳定性较差，但在没有接触剂存在时，双氧水的分解速度较为缓慢。

6.双氧水氧化能力较强，其氧化反应示例如下：

(1)使碘化钾中的碘析出：

2KI＋H₂O₂→2KOH＋I₂

(2)使亚硫酸氧化为硫酸：

H₂SO₃＋H₂O₂→H₂SO₄＋H₂O

(3)使乙醇氧化成醋酸（以高铁盐做催化剂）：

C₂H₅OH＋H₂O₂→CH₃COOH＋H₂O

双氧水分析法

(一)定性试验

双氧水能使各种色素消色，因此检验时可用硫化铅（黑色）试纸蘸双氧水溶液少许，如果被漂白，就证明有过氧化氢存在。反应式如下：

PbS＋4H₂O₂→PbSO₄＋4H₂O

(二)成分分析

高锰酸钾滴定法：双氧水不但可作氧化剂，并且可作还原剂，例如在酸性介质中（加稀H₂SO₄），能把高锰酸钾KMnO₄还原成二价锰盐（硫酸亚锰 MnSO₄）。根据这个原理，高锰酸钾可以用来滴定双氧水。反应式如下：

2KMnO₄＋5H₂O₂＋3H₂SO₄→

2MnSO₄＋K₂SO₄＋8H₂O＋5O₂↑

操作　用称量瓶精确称取试品2.5克，用少量水搅匀后，将全部溶液和洗液注入500毫升的量瓶中，并加水稀释到500毫升的标线。用50毫升的单标移液管移取试品溶液50毫升，置于300毫升的烧杯中，加水100毫升及6N硫酸溶液10毫升，然后以0.1N高锰酸钾液慢慢滴入，并不断搅动，滴至粉红色经久不褪时为止。

计算

或　　1毫升0.1N高锰酸钾＝0.001701克H₂O₂

　　　1毫升0.1N高锰酸钾＝0.0008克有效氧

(三)游离酸

用50毫升单标移液管吸取上述试品溶液50毫升注入300毫升的烧杯中，加水100毫升及酚酞指示剂数滴，以0.1N氢氧化钠溶液滴定之，滴至微呈粉红色时为止。

计算

或　　1毫升0.1NNaOH＝0.004904克H₂SO₄

备注：高锰酸钾的粉红色不可能持续很久，因空气中含有还原性气体以及尘埃、杂质落入等，都会使高锰酸钾还原而导致粉红色消失。

双氧水在印染上的用途

(一)作棉织物漂白剂

双氧水是一种优良的漂白剂，对棉纤维的损伤一般较次氯酸钠少，漂得的白度较高，且织物失重也较少。双氧水漂白对织物退浆和煮练处理的要求较低，便于练漂过程连续化。通常织物采用双氧水在80～100℃之间进行漂白，需要配套相应设备，成本较次氯酸钠漂白更高，适用于高级及质量要求高的产品。

注1.关于双氧水漂白，曾用棉纱在不同pH值的双氧水溶液中进行试验：当溶液pH值3～4时，虽可得良好白度，但棉纱强力很低；当pH值7～8接近中性时，所得白度和强力都较差；当pH值10～11时，白度和强力都较高，如果溶液pH值继续增高，白度和强力都会变差。因此，双氧水漂白宜在10～11的碱性溶液中进行。

注2.双氧水漂白时，为避免纤维脆损并得到良好漂白效果，除控制漂液pH值外，还需在漂液中加入稳定剂，防止重金属杂质引发催化分解作用。最常用的稳定剂为水玻璃（硅酸钠），它可与钙、镁等离子形成高度分散的不溶物，吸附在催化剂表面使其失去活性。原棉和生产用水中本身含有钙、镁离子，无需额外添加。水玻璃同时可作为碱剂使用，常规配比为漂液中总碱量的60～80％来自水玻璃，另外20～40％来自烧碱或纯碱，溶液pH值控制在10.7～10.9。漂液碱量不足，水玻璃会产生沉淀，影响漂白效果；碱量过高，则会脆化纤维。由于水玻璃易在设备内壁结垢，部分场景会选用三乙醇胺作为替代稳定剂，可让织物获得柔软手感。

注3.双氧水漂白一般多在连续汽蒸练漂联合机中进行。连续汽蒸练漂联合机由浸轧机、张力调节器、汽蒸容布器和水洗机等组成。漂白工序为：湿布浸轧漂液、汽蒸、水洗。漂液组成和工艺条件为：双氧水（100％计）约2.5～5克/升、水玻璃（比重1.4）约10～15克/升、烧碱（36°Be''）约5～10毫升/升、润湿剂0.5～1克/升、pH值10.5～10.9、浸轧温度室温、汽蒸温度97～100℃、汽蒸时间60分钟。

(二)作蚕丝漂白剂

双氧水常用于丝织物漂白，次氯酸盐不适用于蚕丝漂白，因其会与丝质发生氯化反应，损伤纤维。

注 采用双氧水漂丝参考用量：30％双氧水6.5～10克/升、40°Be''水玻璃2.5克/升、pH值8～8.5、浴比1：30，在70℃条件下处理2～3小时，之后依次用热水、冷水洗净。

(三)作羊毛漂白剂

羊毛的漂白不能使用次氯酸盐，次氯酸盐会损伤纤维并导致织物泛黄，行业内常用双氧水进行漂白。重亚硫酸钠、保险粉等还原剂虽也可用于羊毛脱色，但经还原剂漂白的羊毛，在空气中会逐渐氧化泛黄，无法长久保持白度。

注 双氧水漂白散羊毛或羊毛织物参考配比：在100升水中加入10～20％的双氧水10升，另加氨水或水玻璃调节漂液pH值至8～8.5。浴比1：20，织物浸入漂液后在50℃处理1小时，静置10～12小时，再次升温至50℃处理1小时，取出后用冷水清洗。

(四)作醋酯纤维漂白剂

醋酯纤维漂白大多选用双氧水，不宜使用过氧化钠配制漂液，否则会造成纤维皂化，彻底损坏纤维质地。双氧水漂白参考用量：30％双氧水5毫升/升、肥皂3克/升，织物置于pH值8.5～9.5的漂液中，45℃温度下浸渍45～60分钟。

(五)作还原染料染色后的氧化发色剂

还原染料隐色体经卷染、水洗完成后，根据染料氧化难易程度，可选用过硼酸钠氧化液、红矾氧化液及双氧水氧化液三种体系。采用双氧水氧化参考参数：30％双氧水用量约2～3毫升/升，温度20～40℃，处理时间15～25分钟。