Chem is why-[补档 2]

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双氧水

今日摸鱼成果！

1. 为什么双氧水（\(\text H_2\text O_2\)）可以去消毒？

2. 为什么消毒的时候会产生白色泡沫？

3. 中和片是干什么的？

1

强氧化性

\(\text{H}_2{\color{green}\mathop{\text{O}}\limits^{-1}}_2\) 这个 \(\text O\) 元素比较 extraordinary，是 \(-1\) 价的，正常的都是 \(-2\) 价，那样比较稳定（氧原子最外层有 \(6\) 个原子，所以得到 \(2\) 个电子比较稳定），故而过氧化氢需要得到电子，使得 \(-1\) 价的氧变为 \(-2\) 价的。我们知道化学反应前后，电子总数是不变的。过氧化氢得到电子，必然就意味着有反应物失去电子。

我们来看氧化和还原的定义。

\(\displaystyle{\color{green}2\mathop{\text{Cu}}\limits^{0}}+{\color{orange}{\mathop{\text{O}}^{0}}_2}\xlongequal{\ \triangle\ }2{\color{green}\mathop{\text{Cu}}^{+2}}\color{orange}\mathop{\text{O}}^{-2}\)。

我们说 \(\text{Cu}\) 是被氧化了的，它的化合价上升，失去电子。

\(\text{O}\) 是被还原了的，它的化合价下降，得到电子。

因为 \(\text{Cu}\) 还原了 \(\text{O}\)，所以 \(\text{Cu}\) 体现了还原性；\(O\) 氧化了 \(\text{Cu}\)，所以 \(\text O\) 体现了氧化性。

回到双氧水，它的 \(\text O\) 要得到电子，故而有氧化性。

（但为什么氧化性强，我不是很会）

强氧化性就可以导致它破坏细菌的各种结构，蛋白质什么的。从而杀死细菌。（这个具体原理，我也不是很会）

2

制氧气那里我们学到，双氧水比较不稳定，在催化剂的作用下会分解成 \(\text H_2\text O\) 和 \(\text O_2\)。

有些细菌，比如葡萄球菌，比较聪明。过氧化氢可以把我杀了，那我能不能让它在杀我之前，就先分解掉呢。于是它们体内就存有一种过氧化氢酶。我们知道，酶是起着催化作用的。这个过氧化氢酶就可以催化过氧化氢分解成水和氧气。（不过只要过氧化氢的量足够，肯定还是可以杀死细菌的）

这大概就是为什么滴在那个镜片上，会有泡沫的原因。大概吧。

3

中和片。好像有中和片和金属环两种。

总而言之，听说就是好像中和片里装的就是前文的过氧化氢酶（顺带一提，这个东西的英文缩写是 \(\text{CAT}\)）。而金属环，虽然被称作铂金环（铂金的催化效果好像确实很强），但其实是镁、锰、铜、铁等的合金。不过起到的也是催化的作用。

这里浅放一个 \(\text{Fe}^{3+}\) 催化 \(\text H_2\text O_2\) 分解的过程：

\[\begin{cases}2\text{Fe}^{3+}+\text{H}_2\text{O}_2\xlongequal{\quad}2\text{Fe}^{2+}+2\text{H}^++\text O_2\uparrow &\color{green}\text{根据 }1\text{ 中的氧化还原理论，这里是 Fe}^{3+}\text{ 氧化了 O}_2^{2-}\\2\text{Fe}^{2+}+\text{H}_2\text{O}_2+2\text{H}^+\xlongequal{\quad}2\text{Fe}^{3+}+2\text{H}_2\text O&\color{green}\text{这里是 O}_2^{2-}\text{ 氧化了 Fe}^{2+}\text{，这个反应会不断循环发生}\end{cases} \]

从而，也可以感受到，催化剂并非真正不参与反应，而是反应后，全身而退，深藏功与名（不是）

那么为什么要中和呢？

首先，既然叫中和，那么 \(\text H_2\text O_2\) 必然是酸性或者碱性的，要不然怎么能叫中和呢？

事实上，\(\text H_2\text O_2 \xlongequal{\text {可逆}\ }\text H^+ + \text H\text O_2^-\)，发生了类似碳酸 \(\text{H}_2\text{CO}_3\xlongequal{可逆\ }\text H^++\text{HCO}_3^-\) 的微弱电离。也就是说，它其实是显弱酸性的，所以如果不中和的话，眼睛就会很难受，对。差不多就是这样。

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学到了 \(\rm MathJax\) 的一个比较有用的东西，记在下面。

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