过氧化氢的金属盐类
编辑日期：2023年6月11日
什么是过氧化氢的金属盐
根据路易斯酸碱理论，0.1 mol/L的过氧化氢水溶液属于路易斯酸，在298K时的酸解离常数Ka=1.55×10-12，pH值为6.4，属于弱酸性溶液。与醋酸类似，在水溶液中，弱酸性的过氧化氢溶液可以进行初级电离产生氢离子和氢过氧离子，然后进行二级电离产生过氧离子，其解离平衡方程式如下所示：
H2O2 + H2O <=======> H3O+ + HO2– (氢过氧离子，Hydroperoxide ion)
HO2– + H2O <=======> H3O+ + (O2)2- (过氧离子，Peroxide ion)
电离后产生的过氧离子基团具有额外电子，为典型的电子供体。当与具有空轨道的金属离子（电子受体）遭遇时，过氧离子基团可以与之共价键结合，形成路易斯加成物，即过氧化氢的金属盐（persalts of metals）。常见的碱金属元素［锂（Li）、钠（Na）、钾（K）］，碱土金属元素镁［（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）］，以及某些过渡金属元素［锌（Zn）、铬（Cr）、银（Ag）］等，均可与过氧离子基团形成对应的金属盐。
过氧化氢的金属盐的物理化学特性
过氧化氢的金属盐的水溶性与碳酸盐类似。比如，过氧化氢的碱金属盐（Na2O2、K2O2）为水溶性化合物，它们在水中极易溶解，并将完全电离产生过氧离子和对应的一价碱金属离子，其溶解特性类似于Na2CO3。而过氧化氢的其它金属盐类化合物（MO2）均不溶于水或难溶于水，只能通过水解作用缓慢产生氢过氧离子和对应的多价金属离子，氢过氧离子经进一步水解作用形成过氧化氢，其溶解特性类似于CaCO3。水解平衡方程式如下所示：
MO2 + H2O <=======> M(OH)2 + HO2–
HO2– + H2O <=======> OH– + H2O2
根据水解平衡原理，酸性溶液可以促进MO2的水解，而碱性溶液将抑制MO2的水解。因此，通过控制溶液体系中的酸碱度，可以控制MO2水解产生过氧化氢的速率，进而灵活地调整水溶液中过氧化氢分子的浓度。换句话讲，利用MO2可以实现过氧化氢的缓释。MO2相当于一种特殊的笼子，将过氧化氢分子束缚在其中。在水溶液中，水分子可以缓慢“腐蚀”笼子，使束缚于其中的过氧化氢分子缓慢释放到溶液中。MO2的这一特性克服了过氧化氢自身化学活性高、反应剧烈、作用时间短等固有缺陷，在生物医学领域具有重要的应用价值。
过氧化氢的金属盐类具有良好的热稳定性和化学稳定性。纯过氧化氢为液态物质，非常容易因储存不当（如催化性的杂质污染、高温等）而发生自发分解形成水和氧气，存在爆炸和引发火灾的风险。实验室中使用的过氧化氢均为水的稀释液，但高浓度的过氧化氢水溶液在高温、光照、或者杂质（特别是金属催化剂）存在的情况下，同样容易自发分解形成水和氧气。与过氧化氢相比，过氧化氢的金属盐类为固态物质，不具备易燃易爆的特性，干燥环境下的光热稳定性良好。比如，过氧化钙的热分解温度大于275℃，即需要至少加热至275℃才能使其分解产生氧气，在储存和使用中相对安全。
商用的过氧化氢的金属盐类的性状多为大小不一的块体，或被进一步加工为毫米至微米级的粉末，主要用于烘焙业、地下水处理、土壤的生物修复、水体增氧剂以及牙膏增白剂等。近年来，随着纳米科学和纳米技术的发展，过氧化氢的金属盐类的纳米级颗粒的生产制备成为可能，这为其在生物医学领域的应用开发奠定了基础，将在抗感染、抗肿瘤、药妆、医美等领域展现出巨大的潜力。