羟基自由基的化学性质是什么？
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羟基自由基（·OH）是一种非常活泼的自由基，具有强氧化性。它可以与多种有机和无机化合物迅速反应，引发链式反应或者直接氧化这些物质。羟基自由基容易与氢原子、卤素原子、双键、不饱和碳原子等多种活性位点发生加成或取代反应，在环境中起着清除污染物的作用，同时也是许多生物体内产生的活性氧中重要的一员。
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什么是羟基自由基的生成条件？
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羟基自由基（·OH）可以通过多种途径生成，常见的生成条件包括：

1. **光化学反应**：在太阳光尤其是紫外线的照射下，水中的无机和有机物质可以分解产生·OH。例如，过氧化氢（H₂O₂）在紫外线照射下分解成水和·OH。

2. **Fenton反应**：在酸性条件下，铁离子（Fe²⁺或Fe³⁺）可以催化过氧化氢（H₂O₂）分解，生成·OH和水。

3. **电化学过程**：电解水或其他含氧化合物时，可以在电极表面产生·OH。

4. **放射化学反应**：水分子受到电离辐射（如γ射线）照射时，会生成·OH。

5. **生物过程**：在生物体内，某些酶和细胞代谢过程也可以生成·OH，例如由超氧化物歧化酶（SOD）代谢超氧自由基产生·OH。

这些条件下生成的·OH均为高度活跃的自由基，具有很强的氧化能力。
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Fenton反应的原理是什么？
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Fenton反应是一种利用铁离子（Fe²⁺或Fe³⁺）催化过氧化氢（H₂O₂）分解生成羟基自由基（·OH）的过程。反应的原理可以分为两个主要步骤：

1. **生成羟基自由基**：
   \[
   \text{Fe}^{2+} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}^{3+} + \cdot\text{OH} + \text{OH}^-
   \]
   这一步中，亚铁离子（Fe²⁺）与过氧化氢反应，生成铁离子（Fe³⁺）、羟基自由基（·OH）和氢氧根离子（OH⁻）。

2. **再生亚铁离子**：
   \[
   \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}^{2+} + \cdot\text{OH} + \text{H}^+
   \]
   这一步中，铁离子（Fe³⁺）与过氧化氢反应，生成亚铁离子（Fe²⁺）、羟基自由基（·OH）和氢离子（H⁺）。

通过这两个步骤，铁离子在反应中循环使用，不断催化过氧化氢分解，持续生成羟基自由基。羟基自由基具有极强的氧化性，可以迅速与多种有机和无机物质反应，使其被氧化或分解。Fenton反应在环境科学中广泛用于处理有机污染物，如废水处理和土壤修复等。
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