過酸化水素または H2O2 は、強い酸化特性を持つ淡青色の液体です。消毒剤、漂白剤として、またロケットの推進剤として一般的に使用されています。高濃度では有害になる可能性があります。
| IUPAC名 | 二酸化二水素 |
| 分子式 | H2O2 |
| CAS番号 | 7722-84-1 |
| 同義語 | 二酸化水素、過酸化物、オキシドール、スーパーオキソール、二酸化水素、ペロキサン、無菌剤など |
| インチチ | InChI=1S/H2O2/c1-2/h1-2H |
過酸化水素の性質
H2O2の構造
過酸化水素は湾曲した分子構造をしており、2 つの酸素原子間の角度は約 104.5 度です。この分子には 2 つの OH 結合と 1 つの OO 結合があります。 OO 結合は弱く、簡単に壊れるため、過酸化水素は強力な酸化剤になります。過酸化水素の湾曲した構造は、酸素原子上の孤立電子対間の反発によって生じます。
過酸化水素配合
過酸化水素の化学式は H2O2 で、過酸化水素の各分子には 2 つの水素原子と 2 つの酸素原子が含まれていることを示します。式は、物質の分子組成を表す簡潔な方法です。過酸化水素の化学式は、その特性や他の物質との反応を理解するために重要です。
過酸化水素のモル質量
過酸化水素のモル質量は約 34.01 g/mol です。モル質量は、化合物の分子内のすべての原子の原子質量の合計です。過酸化水素は各分子に 2 つの水素原子と 2 つの酸素原子を持っているため、そのモル質量は各原子の原子量を加算することによって計算されます。モル質量は、特定のサンプル中に存在する物質の量を決定するための化学量論計算に使用されるため、物質の重要な特性です。
過酸化水素の沸点
過酸化水素の沸点は 150.2°C (302.4°F) です。この温度は、液体の蒸気圧が大気圧と等しくなる温度です。この温度を超えると液体は気体に変わり、この温度より下では液体の状態のままになります。過酸化水素には分子間水素結合が存在するため、過酸化水素の沸点は100℃で沸騰する水の沸点よりも高くなります。
過酸化水素の融点
過酸化水素の融点は -0.43°C (31.23°F) です。この温度は、物質の固体状態と液体状態が平衡状態になる温度です。この温度では、固体の過酸化水素が溶けて液体になります。過酸化水素の融点は、過酸化水素分子の不安定な性質により、0℃で溶ける水の融点よりも低くなります。
過酸化水素の密度 g/mL
過酸化水素の密度は、標準温度および圧力 (STP) で 1.11 g/mL です。これは、1 ミリリットルの過酸化水素の重さが 1.11 グラムであることを意味します。過酸化水素には重い酸素原子が存在するため、過酸化水素の密度は水の密度よりも大きくなります。水の密度は 1 g/mL です。
過酸化水素の分子量
過酸化水素の分子量は 34.01 g/mol です。この値は、過酸化水素分子内の各原子の原子質量を加算することによって計算されます。分子量は、溶液中の過酸化水素の濃度の決定など、さまざまな計算に使用されるため、物質の重要な特性です。
| 外観 | 無色透明の液体 |
| 比重 | 1.11 g/cm3 (20°C) |
| 色 | ペールブルー（純正形状） |
| 匂い | ほぼ無臭（純粋な形） |
| モル質量 | 34.01g/モル |
| 密度 | 1.11 g/mL（20℃） |
| 融合点 | -0.43℃ |
| 沸点 | 150.2℃ |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 水と完全に混和します |
| 溶解性 | アルコール、エーテル、その他の有機溶媒に可溶 |
| 蒸気圧 | 20℃で23.3mmHg |
| 蒸気密度 | 1.1 (空気 = 1) |
| pKa | 11.6 (25℃時) |
| pH | 4.5 – 6.0 (10%溶液) |
注: これらの値は代表値であり、純度、濃度、その他の要因によって異なる場合があります。
過酸化水素の安全性と危険性
過酸化水素は取り扱いを誤ると危険です。これは強力な酸化剤であり、有機および無機物質と激しく反応し、火災や爆発を引き起こす可能性があります。濃縮された過酸化水素も腐食性があり、皮膚や目に接触すると重度の火傷や組織損傷を引き起こす可能性があります。過酸化水素蒸気を吸入すると気道を刺激する可能性があり、摂取すると深刻な内部損傷や死亡を引き起こす可能性があります。したがって、過酸化水素を取り扱うときは、保護服や手袋を着用し、不適合物質との接触を避け、換気の良い場所で使用するなど、適切な安全対策を講じる必要があります。
| ハザードシンボル | ああ、C |
| セキュリティの説明 | 熱、火花、炎から遠ざけてください。保護服と手袋を着用してください。皮膚、目、衣類との接触を避けてください。蒸気を吸い込まないでください。火災の場合は、水スプレー、泡、粉末薬剤、または二酸化炭素を使用してください。 |
| 国連識別番号 | 国連2015 |
| HSコード | 2847.00.00 |
| 危険等級 | 5.1 |
| 梱包グループ | Ⅱ |
| 毒性 | 飲み込んだり吸入すると有毒です。重度の皮膚火傷や目の損傷を引き起こします。呼吸器への刺激を引き起こす可能性があります。火災や爆発の原因となる可能性があります。 |
過酸化水素の合成法
過酸化水素は、アントラキノンプロセス、2-エチルアントラヒドロキノンの自動酸化、希硫酸の電気分解などのさまざまな方法で合成できます。過酸化水素を商業的に製造する最も一般的な方法は、アントラキノン法です。
アントラキノンプロセスでは、アントラキノンがまず水素化されてアントラヒドロキノンが形成され、次にこれが触媒の存在下で空気で酸化されて過酸化水素が生成されます。次に、過酸化水素は、蒸留や濾過などのさまざまな技術を使用して抽出および精製されます。
過酸化水素を合成する別の方法は、2-エチルアントラヒドロキノンの自動酸化です。この方法では、2-エチルアントラヒドロキノンをアルカリ触媒の存在下で空気にさらし、化合物の自動酸化を促進して過酸化水素を生成します。
希硫酸の電気分解は、過酸化水素を合成する別の方法です。この方法では、特殊な電解槽を使用して希硫酸を電気分解し、一方の電極で過酸化水素を生成します。
過酸化水素は、水素と酸素からの直接合成や還元剤による過酸化物の還元など、他の方法でも合成できます。ただし、これらの方法は効率が低く、安全性への懸念があるため、過酸化水素の商業生産には一般的に使用されていません。
過酸化水素の用途
過酸化水素は、さまざまな業界で幅広い用途を持つ多用途の化合物です。過酸化水素の一般的な用途は次のとおりです。
- 繊維、紙、パルプ産業では、布地やパルプから色を除去するための漂白剤として H2O2 が一般的に使用されています。
- 医療施設では、細菌、ウイルス、真菌を殺し、医療機器や表面を滅菌するための効果的な消毒剤として H2O2 が使用されています。
- 水処理プラントでは、H2O2 を使用して鉄やマンガンなどの不純物を除去し、水を消毒します。
- ヘアカラーや歯のホワイトニング製品は、髪や歯の色を明るくするために H2O2 を使用します。
- 航空宇宙産業では、ロケット推進剤として H2O2 が使用されています。
- ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどのさまざまなポリマーの製造には、H2O2 が使用されます。
- H2O2 は、表面の汚れや汚れを除去したり、コンタクトレンズを洗浄したりするのに役立つ洗浄剤です。
- H2O2 は食品業界で漂白剤および食品の防腐剤として使用されています。
全体として、H2O2 は多用途性があるため、さまざまな業界で多くの用途がある貴重な化合物となっています。
質問:
過酸化水素の価格
過酸化水素の価格は、純度、濃度、購入量などのさまざまな要因によって大きく異なります。一般に、過酸化水素の価格は、工業グレードの過酸化水素の場合は 1 ポンドあたり 1 ペニーから、特殊用途で使用される高純度グレードの場合は 1 ポンドあたり数ドルまでの範囲に及びます。
2023 年 2 月の時点で、35% 食品グレードの過酸化水素の平均価格は、1 ガロンあたり約 20 ～ 30 ドル、または 1 液量オンスあたり 0.10 ～ 0.20 ドルでした。純度や濃度が低い工業用グレードの過酸化水素の方がコストは安くなる場合があり、通常は 1 ガロンあたり 1 ドルから 5 ドルの間です。ただし、価格はプロバイダー、地域、その他の要因によって異なる場合があります。
過酸化水素はどこで買えますか?
過酸化水素は、オンラインおよび実店舗の両方でさまざまな供給業者から購入できる一般的な化合物です。過酸化水素を購入できる場所は次のとおりです。
- 化学品サプライヤー: Sigma-Aldrich、Fisher Scientific、VWR International などの化学品サプライヤーは、さまざまな用途向けに幅広いグレードと濃度の過酸化水素を提供しています。
- オンライン マーケットプレイス: Amazon、eBay、Alibaba などのオンライン マーケットプレイスでは、さまざまな品質や濃度の過酸化水素がさまざまな供給業者から提供されています。
- 食料品店や薬局: 多くの食料品店や薬局では、傷の洗浄や応急処置用の消毒剤として低濃度の過酸化水素 (3% ～ 6%) を販売しています。
- プール用品店: 過酸化水素は、水の透明度を維持し消毒するためのプールやスパの酸化剤として使用できます。 Leslie’s Pool Supplies などのプール用品店では、この目的で過酸化水素製品を取り扱っている場合があります。