过氧化氢漂白常见有色物质复杂性的探析

过氧化氢漂白常见有色物质复杂性的探析

H2O2对一些有色物质具有漂白作用，在中学对这种漂白作用规律及漂白机理的认识还存在着一定的偏差，特别是在一些问题的描述上更是千差万别，如何对最为常见的H2O2漂白问题给学生以科学准确的答案更是日常教学中亟待解决的问题，因此有必要对最为常见的H2O2漂白问题加以研究。

1 实验研究

（1）滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液加入H2O2的现象

2 理论研究

在不同环境下H2O2的漂白能力与被漂白物质的性质有关，但也与H2O2漂白的机理密切相关，两者同时影响着H2O2的漂白效果和漂白速度，通过下面的标准电极电势：

(1)酸性环境下，H2O2+2H ++2e -=2H2O

E H2O2+H +/H2O =1．77 V

(2)碱性环境下，H2O2+2e -=2OH - E H2O2+OH -/H2O =0．87 V

可以发现H2O2无论是酸性溶液还是碱性溶液都是热力学不稳定体系，而且酸性环境下的氧化能力还应比碱性环境下的氧化能力更强，然而人们研究发现酸性环境下H2O2是非常稳定的[1]，漂白能力很弱[2]，而在碱性环境下确有很高

的活性，并在OH -的启动下有一部分H2O2发生如下反应[3]：H2O2+OH -=HO - 2+H2O

H2O2+HO - 2=H2O+HO•+O - 2•

生成的O - 2、HO•、O - 2•等离子和自由基的活性都非常高，其中HO•氧化能力非常强,化学反应速度极快，标准电极电势 E HO•+H +/H2O =2．8 V[4] ，O - 2、HO•、O - 2•都可以破坏发色基团进而达到漂白的目的，因此碱性条件下H2O2的漂白能力要远强于酸性条件H2O2的漂白能力，同时研究也发现酸性环境下的H2O2要增强和加快其漂白能力必须创造一定的条件，这方面研究比较多的是Fenton试剂（H2O2＋Fe 2+ ），Fenton试剂具有很强的氧化性，即H2O2在Fe 2+ 的激发和传递下，H2O2/Fe 2+ 体系会产生氧化能力更强的HO•自由基，因此漂白能力更强,原理如下[5]：

Fe 2+ +H2O2Fe 3+ +OH -+•OH

H2O2+Fe 3+ Fe 2+ +H ++HO2•

Fe 3+ +•OHFe 2+ +OH -

HO2•+H2O2O2+H2O+•OH

通过前面的分析就会得出H2O2溶液的漂白能力有如下规律：

(1)H2O2溶液的pH降低，HO - 2、HO•、O - 2•浓度下降，H2O2的漂白能力降低；

(2)H2O2溶液的pH升高，HO - 2、HO•、O - 2•浓度上升，H2O2的漂白能力增强；

(3)酸性条件下要增强H2O2漂白能力要有类似Fe 2+ 的激发环境。

但研究也认为H2O2溶液的pH不能无限升高，H2O2溶液的pH应控制在合

理的范围，不然会有如下反应发生[6]：

2HO - 2O2+2OH -

从上面的每一常见物质被H2O2漂白的具体实验结果看，H2O2漂白对具体物质存在着差异性和复杂性，下面结合H2O2漂白理论的分析和研究对上面实验的具体实验结果及实验现象进行分析并结合理论给予解释。

2．1 对滴有酚酞试剂的氢氧化钠溶液漂白的分析

对滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液有很好快速的漂白性，这是因为酚酞是一种弱有机酸，其共轭酸碱有不同的结构，而且颜色也不同。当溶液的酸碱度改变时，其结构也改变，因而颜色随之改变。在酸性溶液中，酚酞以无色的形式存在，在碱性溶液中转化为醌式结构，显红色。

但是这种醌式结构不太稳定，具有很强氧化能力的O - 2、HO•、O - 2•等离子及自由基可以把醌式红色物质氧化，因此有较好的漂白性

2．2 对滴有甲基橙试剂的氢氧化钠溶液和盐酸溶液漂白的分析

甲基橙是典型的酸碱指示剂，其分子结构和颜色均与pH有关，在酸性条件下为醌式结构呈红色，在碱性条件下为偶氮式结构呈黄色，研究表明偶氮式结构更稳定，不易被氧化，而醌式结构活泼易被氧化[7]，上面实验说明H2O2对滴有甲基橙试剂的氢氧化钠溶液和盐酸溶液的漂白均很难，原因在于酸性条件下甲基橙为醌式结构呈红色而醌式结构更易被氧化，但酸性条件下H2O2中的

HO - 2浓度很小很小，因此红色褪色很慢；而碱性条件下甲基橙为偶氮式结构呈黄色而偶氮式结构更稳定，不易被氧化，虽然碱性条件下HO - 2、HO•、O - 2•浓度较大，但由于甲基橙偶氮式结构更稳定，不

易被氧化，因此褪色也很慢，但实验表明碱性条件H2O2最先使黄色褪去，说明影响H2O2在一般条件下漂白最重要的因素仍是离子或自由基离子浓度的大小。