Apă oxigenată

μ-1κO, 2κO’-dioxid de hidrogen, perhidrol, peroxid de hidrogen (învechit)

complet miscibil cu apa

0,5 ml m −3 sau 0,71 mg m −3 [1]

Apă oxigenată (H2O2) este un compus lichid albastru pal, sub formă diluată incolor, în mare măsură stabil, format din hidrogen și oxigen. Este ceva mai vâscos decât apa, un acid slab și, comparativ cu majoritatea substanțelor, un agent oxidant foarte puternic, care ca atare reacționează violent cu substanțe precum de ex. B. cuprul, alama, iodura de potasiu reacționează și acționează astfel ca un înălbitor puternic și dezinfectant. Într-o formă foarte concentrată, poate fi utilizat atât ca un singur propulsor de rachetă, cât și ca component.

Alte cunoștințe de specialitate recomandate

Gama de cântărire sigură pentru a asigura rezultate exacte

Inspecție vizuală zilnică a balanțelor de laborator

Care este sensibilitatea scalei mele?

Cuprins

Proprietăți fizice

Molecula H2O2 este unghiulară (unghi diedru = 111 °). Datorită legăturii puternice prin punți de hidrogen, peroxidul de hidrogen pur este foarte vâscos. Deoarece H2O2 foarte concentrat (= aproape anhidru) este instabil și se descompune spontan într-o explozie, mai ales atunci când intră în contact cu metale, este disponibil în mod normal spre vânzare ca soluție de maximum 35% în apă. Pentru uz industrial, totuși, există și concentrații de 50% H2O2 în apă.

Contactul cu soluție de peroxid de hidrogen mai mare de 20% poate provoca arsuri. Prin urmare, la purtare trebuie purtate mănuși de protecție.

de fabricație

În trecut, peroxidul de hidrogen era produs în principal prin electroliza acidului sulfuric. Se formează acid peroxodisulfuric, care este apoi hidrolizat din nou în acid sulfuric și peroxid de hidrogen.

Astăzi, peroxidul de hidrogen este produs tehnic folosind procedeul antrachinonic. În acest scop, antrahidrochinona este convertită în peroxid de hidrogen și antrachinonă cu oxigen atmosferic sub presiune. În etapa următoare, antrachinona poate fi redusă din nou la antrhidrochinonă cu hidrogen etc. Ecuația brută este:

La scară de laborator, peroxidul de hidrogen este produs și atunci când peroxizii sunt tratați cu acizi. Un reactant important din punct de vedere istoric este peroxidul de bariu, care reacționează într-o soluție de acid sulfuric pentru a forma peroxid de hidrogen și sulfat de bariu.

Entalpiile molare de formare sunt:

GasfH 0 gaz: −136,11 kJ/mol
ΔfH 0 liq: −188 kJ/mol
ΔfH 0 sol: -200 kJ/mol

Proprietăți chimice

Peroxidul de hidrogen tinde să se descompună în apă și oxigen. Se eliberează o energie de 98,02 kJ/mol:

Disproporționarea a două molecule de peroxid de hidrogen pentru a forma apă și oxigen.

Această reacție de descompunere este catalizată, printre altele, de Mn 2+ - (a se vedea dovezile) sau de alți ioni de metale grele, ioni I - și OH -. Din acest motiv, pe piață se adaugă stabilizatori (inclusiv acid fosforic) la soluțiile de H2O2. Este un oxidant puternic. Când starea de oxidare este redusă de la -I la -II, singurele produse de reacție sunt apa și oxigenul. Nu se produc subproduse dificile de separat sau perturbatoare, ceea ce simplifică utilizarea acestuia în laborator.

În comparație cu agenții oxidanți mai puternici (de exemplu, permanganatul de potasiu), poate acționa și ca agent reducător.

Peroxidul de hidrogen este un acid foarte slab; sărurile sale anorganice și esterii organici sunt hidroperoxizii și peroxizii.

dovada

Pentru detectarea calitativă, la soluția de probă neutră se adaugă ioni Mn 2+ (de exemplu MnSO4). Dacă gazul se dezvoltă, testul cu cip luminos este utilizat pentru a testa oxigenul. Dacă acest lucru se dovedește pozitiv, pe măsură ce strălucirea cipului luminează, H2O2 era prezent.

Dovadă ca peroxid de crom (CrO (O2) 2)

Faceți repetiția festivalului. Trioxidul de crom CrO3 rezultă cu peroxid de hidrogen în intervalul puternic acid (detectarea pH-ului ca ion peroxotitanil (IV) ([Ti (O2) OH +])

Detectarea cu „galben de titan” (nu trebuie confundat cu un colorant cu același nume) este foarte sensibilă. Ionii de titan (IV) incolori produc ionul peroxotitanil de culoare galben-portocaliu intens, chiar și cu urme de peroxid de hidrogen. În schimb, o substanță poate fi testată și pentru titan (IV) cu peroxid de hidrogen.

Detectarea cu permanganat de potasiu

Pentru a determina concentrația în soluții apoase, de ex. B. băi de înălbitor. Determinarea se efectuează oximetric cu soluție de permanganat de potasiu n/10 în soluție de acid sulfuric (treceți la o culoare roz pal permanent (aprox. 1 min. Persistent) conform următoarei ecuații:

fiziologie

Peroxidul de hidrogen este foarte coroziv, mai ales ca abur. Dacă primiți peroxid de hidrogen pe piele, ar trebui să clătiți bine zona cu apă (diluare) sau cel puțin să o îndepărtați imediat de pe piele. Ucide rapid celulele pielii, care apoi devin albe.

În general, peroxidul de hidrogen are un efect citotoxic și, datorită toxicității sale ridicate, dezinfectează multe microorganisme procariote.

Peroxidul de hidrogen este produs în numeroase procese biochimice. În ciclul biologic apare din metabolismul oxidativ al zahărului. Organismul se protejează împotriva efectelor sale toxice cu ajutorul enzimelor - catalaze, peroxidaze - care îl descompun din nou în O2 și H2O non-toxice.

După ce a fost fertilizat de un spermă, ovulul feminin produce pe scurt concentrații scăzute de peroxid de hidrogen pentru a ucide alți spermatozoizi.

În plus, peroxidul de hidrogen este o moleculă de semnalizare pentru inducerea apărării plantei împotriva agenților patogeni (aspect al citotoxicității).

utilizare

Albire

Peroxidul de hidrogen este un agent de decolorare, deci este utilizat în cosmetică pentru decolorarea părului și decolorarea dinților. Este adesea folosit ca peroxid legat de carbamidă.

Blond platinat, evitarea maximă a culorii în păr, omenirea datorează peroxidului de hidrogen. Lichidul extrem de reactiv distruge pigmenții de culoare din păr. [2]

Cea mai mare aplicație din lume poate fi văzută în albirea ecologică a pastei. Celuloza este fabricată din lemn, iar lignina pe care o conține este albită cu H2O2. Principala utilizare a celulozei este producția de hârtie, șervețele, batiste etc.

În comerț, apa oxigenată este utilizată pentru decolorarea - adică pentru a ușura - lemnul, de ex. B. în restaurare sau renovare.

Peroxidul de hidrogen sau agenții de înălbire care conțin peroxid de hidrogen, cum ar fi un amestec de acid peroxiacetic-peroxid de hidrogen, sunt de asemenea utilizați în limbajul publicitar folosind cuvântul inventat Oxigen activ desemnat.

Dezinfectare și sterilizare

Pentru dezinfectare, apa oxigenată este utilizată ca soluție de trei procente în gură și gât, de ex. B. în stomatologie; De asemenea, este utilizat pentru dezinfectarea lentilelor de contact din produsele de curățat pentru lentile de contact și pentru dezinfectarea materialelor de ambalare, precum și pentru dezinfectarea mâinilor. Este, de asemenea, utilizat în cremele de piele pentru față, pentru a deschide porii și astfel lupta împotriva cosurilor și impurităților pielii. Este adesea folosit pentru curățarea apelor uzate industriale și în tehnologia piscinelor pentru dezinfectarea apei.

În industria alimentară, 30% peroxid de hidrogen este utilizat în sistemele de umplere aseptice pentru sterilizarea sticlelor PET. Numeroase alimente (băuturi, lapte, produse lactate, sosuri, supe etc.) sunt ambalate aseptic în cutii de carton, cupe, sticle și folii pentru o durată mai bună de valabilitate și o calitate a produsului. Procesul cel mai frecvent utilizat se bazează pe sterilizarea cu apă oxigenată concentrată (35%). Efectul bactericid ridicat al H2O2, compatibilitatea cu mediul și fezabilitatea tehnică bună sunt motivele utilizării pe scară largă a acestui proces. În practica operațională, se face distincția între procesele de pulverizare și baie de imersie.

Aprovizionarea cu oxigen

Peroxidul de hidrogen poate fi utilizat pentru a furniza oxigen în acvarii. Oxigenul este generat într-un oxidant. În acest scop, peroxidul de hidrogen este divizat în radicali de apă și oxigen într-un vas din acvariu cu ajutorul unui catalizator.

Utilizarea mai multor efecte în același timp

În timpul renovării interioare, peroxidul de hidrogen poate fi utilizat pentru a combate creșterea mucegaiului. Poate - ca dezinfectant - distruge celulele biologic active (fungicid) și distruge sporii (sporicid). Ca înălbitor poate, de asemenea Nu Asigurați reziduurile îndepărtate ale acoperirii - pe un substrat alb, poros - „inofensiv din punct de vedere optic”. Peroxidul de hidrogen este de preferat alcoolului sau hipocloritului de sodiu, deoarece aceste substanțe sunt produse secundare, cum ar fi B. poate genera săruri în subsol. În comparație cu peroxidul de hidrogen, alcoolul nu este nici sporocid, nici decolorant.

Peroxidul de hidrogen este, de asemenea, utilizat pentru albire și dezinfectare la pregătirea oaselor. În stomatologie, H2O2 este utilizat pentru dezinfectarea locală a țesutului dentar și pentru hemostază în intervenții minore.

În agricultură, apa oxigenată este utilizată pentru dezinfectarea serelor și pentru oxigenarea soluțiilor nutritive din hidroponie.

biologie

Pentru determinarea culturilor bacteriene, testul catalazei se efectuează cu o soluție de peroxid de hidrogen de 3%. Majoritatea bacteriilor anaerobe aerobe și facultative, precum și a ciupercilor, au enzima catalază, care este capabilă să descompună H2O2, care este toxic pentru celule.

Peroxidul de hidrogen poate fi utilizat în criminalistică pentru detectarea sângelui. Louis Jacques Thenard a descoperit în 1818 că peroxidaza din hemoglobină descompune peroxidul de hidrogen. Christian Friedrich Schönbein a dezvoltat un test pentru sânge din acest lucru în 1863. Astăzi, însă, testul Kastle-Meyer, mai sensibil, este folosit pentru a detecta sângele.

Peroxidul de hidrogen este utilizat experimental în biologie pentru a induce moartea celulară programată în celulele eucariote izolate.

Caustic

În microelectronică, un amestec de acid sulfuric și peroxid de hidrogen - denumit „piranha” - este utilizat pentru a curăța suprafața napolitanelor și pentru a crea un strat subțire de oxid hidrofil cu grosime de 3-4 nm pe napolitane. În zilele noastre, denumirea „SPM” (amestec de peroxid sulfuric) este mai frecventă. Aplicația principală este îndepărtarea fotorezistentului.

La fabricarea plăcilor cu circuite imprimate (plăci cu circuite), băile de gravat cu clorură de cupru sunt utilizate pentru îndepărtarea cuprului:

. Cuprul elementar reacționează cu clorura de cupru (II) pentru a forma clorură de cupru (I). Acesta este un proporțional.

Peroxidul de hidrogen este utilizat împreună cu acidul clorhidric pentru a regenera băile de gravat cu clorură de cupru:

. Clorura de cupru (II) este regenerată prin reacția clorurii de cupru (I) cu peroxid de hidrogen și acid clorhidric. Atomul de cupru este oxidat în acest proces.

Adăugarea de peroxid de hidrogen și acid clorhidric este controlată prin potențialul redox.

Motoare rachete/torpile

A fost folosit sub formă concentrată ca sursă de energie sau oxigen (descompunere prin dioxid de mangan) în sistemele de propulsie a rachetelor (cum ar fi: Max Valier, Messerschmitt Me 163) și sistemele de propulsie submarină (submarinul Walter). Peroxidul de hidrogen, care a fost descompus cu ajutorul permanganatului de potasiu, a fost folosit și ca agent de propulsie pentru pompele de combustibil A4 (500 CP). Peroxidul de hidrogen necompus a fost folosit ca purtător de oxigen lichid la temperatura normală în rachetele britanice (de exemplu, săgeata neagră) și ars acolo cu kerosen.

Peroxidul de hidrogen tinde să se descompună într-o manieră necontrolată. La 16 iulie 1934, Dr. Kurt Wahmke și doi tehnicieni din Kummersdorf în timpul exploziei unui motor alimentat cu peroxid de hidrogen. Datorită pericolului în utilizare și manipulare (efecte corozive, descompunere necontrolată, explozie în caz de contaminare în sistemul de rezervoare și conducte), utilizarea astăzi este limitată la motoarele cu rachete mici (încercări de înregistrare, motoare de control).

Scufundarea submarinului nuclear rusesc Kursk în 2000 s-a zvonit că ar fi fost cauzat de o scurgere de peroxid de hidrogen dintr-un rezervor dintr-o torpilă și reacția ulterioară cu părți de cupru care au provocat explozia torpilului.

Fabricarea de explozivi

În prezența unui catalizator adecvat, peroxidul de hidrogen reacționează cu acetonă pentru a forma peroxid de acetonă. Peroxidul de acetonă este un exploziv, dar nu este utilizat comercial din cauza manipulării sale nesigure. Mai precis, peroxidul de acetonă este, de asemenea, cunoscut sub numele de triperoxid de triacetonă sau TATP pe scurt. Alți explozivi fabricați cu peroxid de hidrogen includ hexametilen triperoxid diamina (HMTD).

Potrivit experților de la Institutul Fraunhofer pentru Tehnologie Chimică, TATP este utilizat în majoritatea atentatelor sinucigașe din Israel. [3] Se spune că atacurile din 7 iulie 2005 asupra metroului londonez (55 de morți) au fost efectuate cu TATP. În cele din urmă, la 4 septembrie 2007, trei islamiști instruiți în Pakistan au fost arestați în Oberschledorn, în regiunea Sauerland, care doreau să producă TATP din 730 de kilograme de soluție de peroxid de hidrogen de 35% pentru a ataca facilitățile și restaurantele americane din Germania frecventate de cetățenii americani. [4] [5] [6]

Pe de altă parte, experții nu știu în detaliu cum teroriștii ar putea detona TATP produs cu peroxid de hidrogen într-un mod controlat. Mai presus de toate, încercarea de a introduce contrabandă cu explozivi lichizi într-un avion, care nu a avut succes la Londra în 2007, a ridicat îndoieli că peroxidul de acetonă adecvat ar putea fi produs la bord folosind flacoane de peroxid de hidrogen și acetonă. [7]