과산화수소 (Hydrogen peroxide)

산업정보시스템공학부 안정민

목차

1. 과산화 수소 란 ?1. 과산화 수소 란 ?

2. 물리 / 화학적 성질2. 물리 / 화학적 성질

3. 과산화수소 제조법3. 과산화수소 제조법

4. 용도 및 포장 / 보관법4. 용도 및 포장 / 보관법

5. 과산화수소 내용 요약5. 과산화수소 내용 요약

1-1. 과산화수소란 ?과산화수소란 ?과산화수소란 ?

수소와 산소의 화합물

BaO2+2HCl = Ba(Cl)2+H2O2

산화제 , 표백제 , 촉매제 등 다양하게 사용

과산화 수소과산화 수소화학식 : H2O2

농도에 따라서도 사용용도가 달라짐

1-2. 과산화수소의 화학식과산화수소란 ?과산화수소란 ?

2H2O2 (L) → 2H2O (L) + O2 (g) 2H2O2 (L) → 2H2O (L) + O2 (g)

2-1. 물리적 특성물리 / 화학적 성질물리 / 화학적 성질

종류 항목

공업용35% 50% 60% 70%

색 무색투명 무색투명 무색투명 무색투명

가연성 무 무 무 무

냄새 약한 특유냄새 약한 특유냄새 약한 특유냄새 약한특유냄새

활성산소 16.5 23.5 28.2 32.9

비중 (20 도 ) 1.133 1.196 1.26 1.29

pH 2.0 ~ 3.0 1.0 ~ 2.0 1.0 ~ 3.0 0 ~ 1.0

끓는점 108 114 119 126

어는점 -33 -52 -67 -40

증기압 (30 도 ) - - - -

전압 23 18 18.3 11

분압 0.36 0.74 1.5

점도 (20 도 ) 1.11 1.17 1.24

2-2. 화학적 성질

분해성 과산화수소 순수용액 그 자체는 거의 분해가 없고 안정함 불순물이 혼입되면 분해가 촉진

인화성 및 지연성 과산화수소 자체는 불연성이고 인화성이 없으며 지연성 존재 . 가연성 물질과 접촉하면 발화가능 , 연소를 촉진

폭발성 오염된 65% 이상의 과산화수소는 과다한 분해로 인한

폭발위험 실제 시판품 취급시 폭발은 있을 수 없음 .

물리 / 화학적 성질물리 / 화학적 성질

3. 과산화수소의 제조법

자동산화환원법으로 불리는 제조방법 안트라퀴논에 수소를 첨가하여 공기로 산화시켜 제조 ( 최신법 ) 환원반응 → 공기 , 수소로 산화 → 과산화수소 생성

특징 - 시설비가 싸다 - 계기화가 용이하므로 인건비가 저렴하다 . - 전력 , 수증기 , 용수의 비용이 적다 . - 양질의 냉각수가 필요치 않아 입지조건에 제한이 없다 .

안트라퀴논 공정안트라퀴논 공정

제조법제조법

3. 과산화수소의 제조법

화합조에 황산을 담궈서 그곳에 암모니아 가스를 흡입 → 황산암모늄 생성

황산암모늄 + 전해촉진제 → 과황산암모늄 생성 ( 전해과정 ) 가열을 통해 가수분해와 함께 진공증유를 행함 → 산분리기로 황산

분리 이후 남은 것에서 물을 흡수하여 과산화수소를 얻는다 .

2NH4HSO4 + O → H2O + (NH4)2S2O8

(NH4)2S2O8 → 2H2SO4 + H2O2

전해법 ( 황산 , 암모니아 )전해법 ( 황산 , 암모니아 )

제조법제조법

3. 과산화수소의 제조법

최초로 과산화수소를 발견해 낸 방법

황산반응 - 과산화바륨을 물에 떨어뜨려 이산화탄소를 보낸다 . - 과산화바륨에 묽은 황산 작용 → 황산바륨 침전 , 과산화수소

용액 BaO2 + H2SO4 → BaSO4↓ + H2O2

염산반응 - 황산수소암모늄 수용액에 전기분해 촉진제 첨가 후 전기분해 - 위 반응으로 만들어진 과산화이황산암모늄에 황산 첨가

BaO2 + 2HCl → BaCl2 + H2O2

산화바륨 반응산화바륨 반응

제조법제조법

4-1. 과산화수소의 용도

종이펄프표백용

- 제지공업의 표백제- 펄프의 표백 , 고지의

탈묵에 사용

용도 및 포장 / 보관법용도 및 포장 / 보관법

식품공업

섬유표백

화학공업

공해처리약품

전자산업

- 섬유질을 손상시키지 않음- 영구적인 표백 효과- 제품의 신축성 향상의 이점- 염색공정에서 산화표백제로

사용

- 염소계 산화제를 대체하는 산화제

- 중성 , 무공해

- 땅콩유 , 대두유등 식용유 색상조절

- 전분의 전화 , 표백 , 살균용 사용

- 폐수처리 , BOD,COD 감소

- 탈황 및 탈색처리 , 페놀처리

- 파이프라인 및 열교환기 세정제

- 인쇄 회로판 처리- 금속 및 반도체의 엣칭

4-2. 과산화수소의 포장 / 보관

- 강한 산화피막 형성- 제조 , 저장 , 운반 , 사용에 적합- 과산화 수소가 중성 이외의 경우 재질

부식

알루미늄

- 알루미늄 사용이 부적합한 부분에 사용가능

- 강도에서 알루미늄보다 강함

스테인레스스틸

- 경질유리를 사용하면 분해가 일어나지 않음 .- 깨지기 쉽고 중량이 무거움 ( 도자기류 )

유리 / 도자기류

- 과산화수소 5% 이상은 일반적으로 사용불가

- 특수시멘트의 경우는 사용 가능

시멘트

용도 및 포장 / 보관법용도 및 포장 / 보관법

5. 요약

과산화수소란 ?

=> H2O2 로 수소와 산소의 화합물

=> 산화제 , 표백제 , 촉매제등에 사용

=> 농도에 따라 사용용도 다름

비물리적 요인비물리적 요인

물리 / 화학적 성질

=> 농도에 따라 다른 물리적 특성

=> 분해성 , 인화성 및 지연성 , 폭발성

용도 및 포장 / 보관법

=> 용도 : 표백 , 화학처리 , 살균 공해처리 , 엣칭

=> 보관을 위한 물질 : 알루미늄 , 스테인레스스틸 유리 및 도자기류 , 시멘트

과산화수소의 제조법

=> 안트라퀴논 공정

=> 전해법

=> 산화바륨 반응