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常见六种漂白剂的漂白原理及应用

来源:未知作者:赵宝 点击:所属专题: 漂白剂
在中学化学教学和学习过程中,我们发现教材在提到某些物质的用途时,仅指出该物质常用做溧白剂,并没有对其漂白原理及应用范围进行介绍。令许多教育工作者和学生感到困惑。本文对常见六种漂白剂的漂白机理及应用范围进行阐述,以供大家参考。 1、活性炭 将木炭在1200 K

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在中学化学教学和学习过程中,我们发现教材在提到某些物质的用途时,仅指出该物质常用做溧白剂,并没有对其漂白原理及应用范围进行介绍。令许多教育工作者和学生感到困惑。本文对常见六种漂白剂的漂白机理及应用范围进行阐述,以供大家参考。

1、活性炭

将木炭在1200 K的水蒸气中进行加热,即可得到活性炭(Activated Carbon)。活性炭内部有大虽的孔隙,孔内有许多 约10 nm ~ 100nm大小的毛细管。所以活性炭内部的表面积很大。1 g活性炭内部的表面积约为300〜2 500m2 ,这些孔隙和毛细管使活性炭具有很强的吸附性。

活性炭厲于非极性吸附剂,因此易吸附非极性或弱极性物质。常见的易被活性炭吸附的物质及应用如下:

①有毒的气体(或蒸气):NO、NO2、Cl2、Br2、C6H6,因此活性炭用于去毒、防毒。

②色素。用于溶液脱色(漂白),如制造白糖工业中可用活性炭做脱色剂。

③水中有臭味的物质,如用于水的除臭净化。另外活性炭常用来吸附水中的汞、铬的重金属离子等等。

需注意的是,在常温下活性炭的吸附作用以物理吸附为主。

2、氯水

氯气的水溶液叫氯水。常温下,1m3水中可溶解约2.5 m3的氯气。溶解的部分氯气能与水反应生成次氯酸。次氯酸不稳定,见光易分解:2HClO常见六种漂白剂的漂白原理及应用2HCl + O2。所以久置氯水见光变成很稀的盐酸没有漂白作用。通常说的氯水是指新制氯水,其主要成分为:Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO和极少的OH等。新制氯水具有漂白作用,其漂白实质是次氯酸的作用。次氯酸很不稳定,生成氯化氢和新生氧,HClO常见六种漂白剂的漂白原理及应用HCl+[O],新生氧的氧化能力很强,能破坏有机色素结构而达到漂白之目的。也有人认为,次氯酸的漂白作用主要不是氧化作用,而主要是次氯酸对色素双键所起的加成作用。

常见六种漂白剂的漂白原理及应用

次氯酸的漂白是彻底的、不可逆的,有机色素褪色后不能恢复到原有的颜色。可用作棉、麻、纸张等的漂白。另外,漂白粉和次氯酸钠的漂白也是由于生成的次氯酸(HClO)的漂白作用。

3、  过氧化氢  

过氧化氢化学式为H2O2,可与水以任何比例混合,水溶液俗称双氧水。

双氧水通常作漂白剂,其漂白通常是在碱性溶液中进行的,到目为止,双氧水的漂白机理还未定论。本文只阐述双氧水在纸浆漂白过程中的漂白机理。

过氧化氢在碱性条件下借光或加热发生如下反应

常见六种漂白剂的漂白原理及应用

HO•会破坏木素的发色基-松柏醛基

常见六种漂白剂的漂白原理及应用

使它失去发色功能而达漂白之目的。

双氧水作为漂白剂由于其反应时间短、白度高、放罝久不返黄、对环境污染小、废水便于处理等优点而广泛用于涤棉、 丝绸、棉、麻织物、纸浆及油画等的漂白。

4  、过氧化钠

过氧化钠(Na2O2)粉末呈黄色,易吸潮,与水或稀盐酸作用生成过氧化氧,并猛烈放热:2Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH, Na2O2+H2SO4 =H2O2+Na2SO4

所生成的过氧化氢(H2O2)如上所述具漂白作用,所以过氧化钠被广泛用作漂白剂,但要注意过氧化钠在漂白过程中产 生出的强碱对被漂白物质的腐蚀作用。

5、常见六种漂白剂的漂白原理及应用臭氧

臭氧(O3)为淡蓝色有特殊臭味的气体。常温常压下臭氧不稳定,具有较强的氧化性和漂白性。据文献介绍,用臭氧作为非氯漂白试剂的一种,是为了解决传统的氯气漂白带来的环境污染问题。

臭氧是一种强氧化剂,用作纸浆的漂白剂能有效脱除木素,提髙纸浆的白度。据记载,1976年,克拉兹尔、克劳斯和莱启尔在国际纸浆漂白会议上提出了臭氧与木素和 木素模型物反应的机理,认为O3与木素反应时在C3和C4处开环,生成高极性结构,使生色基失去“生色”能力。

常见六种漂白剂的漂白原理及应用


臭氧亦能与木素的未饱和双键反应,生成的过氧化氢可用来漂白纸浆 。

常见六种漂白剂的漂白原理及应用

由于臭氧漂白效率髙,无环境污染,利用臭氧进行漂白的前途十分广阔:在西方发达国家,许多造纸厂、纺织厂、旅游服务业都是用臭氧来进行漂白处理。

6、 二氧化硫

二氧化硫溶于水生成亚硫酸,能和一些有机色质结合成无色的化合物。因此二氧化硫也可用作漂白剂,其漂白原理为二氧化硫溶于水后生成的亚硫酸跟有机色质直接结合成无色的化合物。如将二氧化硫通人微酸性的品红溶液里,溶液颜色由红色变为无色。这是亚硫酸直接和有机物质结合的结果。品红的结构里有一个“发色团”,该发色团遇到亚硫酸后生成不稳定的无色化合物,改变了发色团的结构。无色化合物不稳定,遇热时又分解为“发色闭”。所以二氧化硫使品红溶液褪色后,加热又能恢复成原色。可以用如下化学方程式表示:

常见六种漂白剂的漂白原理及应用

常用二氧化硫漂白纸张、编织品(如草帽等)。但需注意的是二氧化硫溧白的缺点:污染环境,效果不持久。另外,二氧 化硫不能漂白酸碱指示剂。如将二氧化硫通人紫色石蕊试液,很快变成红色,但不褪色。

综上所述,我们可以将髙中阶段所学具有漂白作用的物质,按其漂白原理分成三类:

(1)强氧化剂型:即漂白剂本身是一种强氧化剂,它可以将有机色质内部的“生色团”破坏掉而使之失去原有的颜色, 这种漂白是彻底的、不可逆的。此类物质有HC1O、Na2O2、H2O2、HNO3等强氧化性物质。

(2)加合反应型:即漂白剂与有机色质内部的“生色闭”发生加成反应,使有机色质失去原有的颜色,但是,如果受热或其 它一些因素的影响,漂白剂从有机色质中脱离,使之又恢复原有颜色,这种漂白是可逆的,不彻底的。如前所述的二氧化硫。

(3)吸附作用性:有些物质的固体疏松、多孔,具有较大的表面积,可以吸附一些其它有色物质而使之失去原有的颜 色,如活性炭、胶体等。

需要特别注意的是:漂白作用是指有机色质褪色。漂白剂不一定使无机色质(如:髙锰酸钾KMnO4、五水硫酸铜CuSO4·5H2O等)褪色;即使能使有机色质褪色,也不称漂白作用(如二氧化硫SO2使高锰酸钾KMnO4溶液褪色)。

(责任编辑:化学自习室)
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