Apă oxigenată

Peroxidul de hidrogen ( peroxid de hidrogen , formula chimică - H 2 O 2 ) este un compus chimic anorganic de hidrogen și oxigen , care este cel mai simplu reprezentant al clasei peroxizilor .

Proprietăți fizice

Datorită asimetriei, molecula de H 2 O 2 este puternic polară (μ = 0,7⋅10 −29 C m). Vâscozitatea relativ mare a peroxidului de hidrogen lichid se datorează sistemului dezvoltat de legături de hidrogen . Indicele de hidrogen - 4,75. Deoarece atomii de oxigen au perechi de electroni neîmpărțiți , molecula de H 2 O 2 este, de asemenea, capabilă să formeze legături donor-acceptor .

În condiții standard , peroxidul de hidrogen este un lichid polar incolor siropos [ 2] , cu gust „metalic” , solubil nelimitat în apă , alcool și dietil eter .

Este, de asemenea, un bun solvent. Se eliberează din apă sub formă de hidrat cristalin instabil H 2 O 2 ∙ 2H 2 O.

Soluțiile apoase concentrate de peroxid de hidrogen sunt explozive .

Proprietăți chimice

Molecula de peroxid de hidrogen este foarte polară, ceea ce duce la formarea de legături de hidrogen între molecule. Legătura O-O este fragilă, prin urmare H 2 O 2 este un compus instabil, ușor de descompus. De asemenea, prezența ionilor de metal de tranziție poate contribui la acest lucru . O substanță pură este extrem de instabilă și se descompune odată cu degajarea de căldură; prin urmare, aditivii stabilizatori sunt prezenți în soluțiile sale foarte concentrate și în perhidrol. Cu toate acestea, în soluții apoase diluate, peroxidul de hidrogen este relativ stabil [2] . Reacția de disproporționare este catalizată de ioni de metal de tranziție, unele proteine:

{\mathsf {2H_{2}O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2)}}.

În prezența catalizatorilor de descompunere , ozonul poate apărea într-un mediu cu oxigen :

{\mathsf {H_{2}O_{2}+O_{2}\rightarrow H_{2}O+O_{3}\uparrow )).

Peroxidul de hidrogen prezintă proprietăți acide slabe (K = 1,4⋅10 -12 ) și, prin urmare, se disociază în două etape:

{\mathsf {H_{2}O_{2}\rightleftarrows H^{+}+HO_{2}^{-};~~~~~~HO_{2}^{-}\rightleftarrows H^ {+}+O_{2}^{2-}}}.

Sub acțiunea unei soluții concentrate de H 2 O 2 asupra unor hidroxizi , în unele cazuri, pot fi izolați peroxizi metalici, care pot fi considerați săruri de peroxid de hidrogen ( Li 2 O 2 , MgO 2 etc.):

{\mathsf {H_{2}O_{2}+2NaOH\rightarrow Na_{2}O_{2}+2H_{2}O));

{\mathsf {H_{2}O_{2}+Ba(OH)_{2}\rightarrow BaO_{2}\downarrow +2H_{2}O)).

Gruparea peroxid [—O—O—] este un constituent al multor substanțe. Astfel de substanțe se numesc peroxizi sau compuși peroxidici. Acestea includ peroxizi metalici ( Na 2 O 2 , BaO 2 și alții). Acizii care conțin o grupare peroxid sunt numiți peroxoacizi , de exemplu , acizi peroxomonofosforic H3PO5 , peroxodisulfuric H2S2O8 și peroxonitric HNO4 .

Proprietăți redox

Peroxidul de hidrogen are proprietăți oxidante și reducătoare . Oxidează nitriții în nitrați , eliberează iod din iodurile metalice , descompune compușii nesaturați la locul legăturilor duble . Peroxidul de hidrogen reduce sărurile de aur și argint , precum și manganul , atunci când reacționează cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu într-un mediu acid.

Când H2O2 este redus , se formează H2O sau OH- , de exemplu :

{\mathsf {H_{2}O_{2}+2KI+H_{2}SO_{4}\rightarrow I_{2}+K_{2}SO_{4}+2H_{2}O)).

Sub acțiunea agenților oxidanți puternici, H 2 O 2 prezintă proprietăți reducătoare, eliberând oxigen liber:

{\mathsf {O_{2}^{2-}\rightarrow O_{2}+2e^{-}}},

de exemplu:

{\mathsf {3H_{2}O_{2}+2KMnO_{4}\rightarrow 2MnO_{2}+2KOH+3O_{2}\uparrow +2H_{2}O)).

Reacția KMnO 4 cu H 2 O 2 este utilizată în analiza chimică pentru a determina conținutul de H 2 O 2 :

{\mathsf {5H_{2}O_{2}+2KMnO_{4}+3H_{2}SO_{4}\rightarrow 5O_{2}+2MnSO_{4}+K_{2}SO_{4}+ 8H_{2}O}}.

Oxidarea compușilor organici cu peroxid de hidrogen (de exemplu, sulfuri și tioli ) este recomandabilă să se efectueze într-un mediu de acid acetic .

Proprietăți biologice

Peroxidul de hidrogen aparține formelor reactive ale oxigenului și, cu formarea crescută în celulă , provoacă stres oxidativ . Unele enzime , cum ar fi glucoza oxidaza , formează peroxid de hidrogen în timpul reacției redox , care poate juca un rol protector ca agent bactericid . Celulele de mamifere nu au enzime care ar reduce oxigenul la peroxid de hidrogen. Cu toate acestea, mai multe sisteme enzimatice ( xantin oxidaza , NADP-H-oxidaza , ciclooxigenaza etc.) produc superoxid , care spontan sau sub acțiunea superoxid dismutază este transformat în peroxid de hidrogen.

Obținerea

Din punct de vedere istoric, prima metodă industrială pentru sinteza peroxidului de hidrogen a fost electroliza acidului sulfuric sau a unei soluții de sulfat de amoniu în acid sulfuric, în timpul căreia se formează acid peroxodisulfuric , urmată de hidroliza acestuia din urmă la peroxid și acid sulfuric:

{\mathsf {H_{2}S_{2}O_{8}+2H_{2}O\rightarrow H_{2}O_{2}+2H_{2}SO_{4)}}.

De la mijlocul secolului al XX-lea, procesul de persulfat pentru sinteza peroxidului de hidrogen a fost înlocuit de procesul antrachinonic dezvoltat de BASF în anii 1930 [3] . În acest proces, hidrogenul este oxidat formal cu oxigenul atmosferic catalizat de derivații antrachinonic alchil :

Procesul se bazează pe autooxidarea alchilantrahidrochinonelor (de obicei 2-etil-, 2-tert-butil- și 2-pentylanthrahidrochinone) cu oxigenul atmosferic pentru a forma antrachinone și peroxid de hidrogen. Reacția se efectuează într-o soluție de alchilantrahidrochinone în benzen cu adăugare de alcooli secundari; la finalizarea procesului, peroxidul de hidrogen este extras din faza organică cu apă. Pentru a regenera antrahidrochinonele originale, o soluție de benzen de antrachinone este redusă cu hidrogen în prezența cantităților catalitice de paladiu [4] .

Peroxidul de hidrogen poate fi obținut și prin oxidarea catalitică a alcoolului izopropilic [5] :

{\mathsf {(CH_{3})_{2}CHOH+O_{2}\rightarrow (CH_{3})_{2}CO+H_{2}O_{2))},

cu toate acestea, acetona este un produs secundar valoros al acestei reacții , dar această metodă nu este utilizată în prezent pe scară largă în industrie.

În condiții de laborator, pentru a obține peroxid de hidrogen, se utilizează reacția acidului sulfuric diluat cu peroxid de bariu :

{\mathsf {BaO_{2}+H_{2}SO_{4}\rightarrow BaSO_{4}\downarrow +H_{2}O_{2))}.

Concentrarea și purificarea peroxidului de hidrogen se realizează prin distilare blândă .

Când hidroperita este dizolvată în apă, se formează peroxid de hidrogen și uree.

Recent (sfârșitul secolului al XX-lea) a fost posibil să se sintetizeze H 2 O 3 și H 2 O 4 . Acești compuși sunt foarte instabili. La temperaturi obișnuite ( N.C. ) se descompun într-o fracțiune de secundă, dar la temperaturi scăzute de ordinul -70 ° C, ele există ore în șir. Studiul spectrochimic arată că moleculele lor au o structură în lanț în zig-zag (asemănătoare cu sulfanii ): H—O—O—O—H, H—O—O—O—O—H [6] .

Este unul dintre produșii intermediari ai arderii hidrogenului, dar se descompune imediat în apă și oxigen. Dar când flacăra este îndreptată spre gheață, pot fi văzute urme de peroxid de hidrogen [2] .

Metode de determinare a concentrației

În soluții apoase diluate cu concentrații de peroxid de hidrogen de ordinul 10-20 mM, valorile precise ale concentrației pot fi determinate spectrofotometric în domeniul lungimii de undă ultraviolete. La 240 nm, o soluție apoasă de peroxid de hidrogen la o concentrație de 20 mM are o valoare de absorbanță de 0,872 atunci când este măsurată față de apă distilată. [7]

Aplicație

Datorită proprietăților sale puternice de oxidare, peroxidul de hidrogen și-a găsit o largă aplicație în viața de zi cu zi și în industrie, unde este folosit, de exemplu, ca înălbitor în producția de textile și în fabricarea hârtiei. Este folosit ca propulsor de rachetă , ca agent de oxidare sau ca o singură componentă (cu descompunere pe catalizator), inclusiv pentru antrenarea unităților de turbopompe . [8] Folosit în chimia analitică , ca agent de spumare în producția de materiale poroase, în producția de dezinfectanți și înălbitori. În industrie, peroxidul de hidrogen își găsește, de asemenea, utilizarea ca catalizator, agent de hidrogenare și ca agent de epoxidare în epoxidarea olefinelor.

În medicină și igienă

Deși soluțiile de peroxid de hidrogen diluate sunt folosite pentru rănile superficiale mici, studiile au arătat că această metodă, deși oferă un efect antiseptic și de curățare, prelungește și timpul de vindecare [9] [10] . Deși are proprietăți bune de curățare, peroxidul de hidrogen nu accelerează de fapt vindecarea rănilor. Concentrațiile suficient de mari care oferă un efect antiseptic pot prelungi, de asemenea, timpul de vindecare din cauza deteriorării celulelor adiacente plăgii [11] . Mai mult, peroxidul de hidrogen poate interfera cu vindecarea și poate promova cicatrizarea datorită distrugerii celulelor pielii nou formate [12] .

Cu toate acestea, ca mijloc de curățare a rănilor profunde cu un profil complex, dungi purulente , flegmon și alte răni purulente, a căror igienizare este dificilă, peroxidul de hidrogen rămâne medicamentul preferat, deoarece nu are doar un efect antiseptic, ci creează și un cantitate mare de spumă atunci când interacționează cu enzima catalaza . Acest lucru, la rândul său, face posibilă înmuierea și separarea zonelor necrotice , cheagurilor de sânge, puroiului din țesuturi, care vor fi spălate cu ușurință prin introducerea ulterioară a unei soluții antiseptice în cavitatea plăgii. Fără un tratament prealabil cu peroxid de hidrogen, soluția antiseptică nu va putea elimina aceste formațiuni patologice, ceea ce va duce la o creștere semnificativă a timpului de vindecare a rănilor și la agravarea stării pacientului.

Peroxidul de hidrogen este folosit pentru a dizolva dopurile din canalele auditive . Soluția reacționează cu ceara și dizolvă dopul.

În scopuri cosmetice

Peroxidul de hidrogen este folosit și pentru decolorarea părului [13] .

În industria alimentară

Soluțiile de peroxid de hidrogen sunt folosite pentru dezinfectarea suprafețelor tehnologice ale echipamentelor care sunt în contact direct cu produsele. În plus, la întreprinderile pentru producția de produse lactate și sucuri, soluțiile de peroxid de hidrogen sunt folosite pentru a dezinfecta ambalajele ( tehnologia Tetra Pak ). În scopuri tehnice, peroxidul de hidrogen este utilizat în producția de echipamente electronice.

Acasă

De asemenea, se folosește pentru îndepărtarea petelor de MnO 2 formate în timpul interacțiunii permanganatului de potasiu („permanganat de potasiu”) cu obiectele (datorită proprietăților sale reducătoare).

O soluție de peroxid de hidrogen de 3% este folosită în comerțul acvariului pentru a revigora peștii sufocați, precum și pentru a curăța acvariile și a controla flora și fauna nedorite din acvariu [14] .

Pentru a demonstra o reacție chimică

Peroxidul de hidrogen este folosit într-un experiment binecunoscut care demonstrează o creștere multiplă a volumului unei substanțe ca urmare a unei reacții chimice [15] .

Formulare de eliberare

Disponibil sub formă de soluții apoase, concentrație standard 1-6%, 30, 38, 50, 60, 85, 90 și 98% . O soluție apoasă 30% de peroxid de hidrogen stabilizată prin adăugarea de fosfați de sodiu se numește perhidrol. Produs sub formă de tablete solide de clatrat de uree, peroxidul de hidrogen se numește hidroperit .

Pericol de aplicare

Soluțiile concentrate de peroxid de hidrogen provoacă arsuri la contactul cu pielea, mucoasele și tractul respirator . În concentrații mari, peroxidul de hidrogen insuficient pur poate fi exploziv. Este periculos atunci când ingerați soluții concentrate. Provoacă modificări distructive pronunțate similare cu acțiunea alcalinelor. Doza letală a unei soluții 30% de peroxid de hidrogen (perhidrol) este de 50-100 ml [16] .

Note

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
↑ 1 2 3 Chimie generală: manual / N. L. Glinka . - Ed. sters — M.: KNORUS, 2012. — 752 p. — ISBN 978-5-406-02149-1
↑ H. Riedl și G. Pfleiderer, brevetul SUA 2.158.525 (2 octombrie 1936 în SUA și 10 octombrie 1935 în Germania) către IG Farbenindustrie, Germania
↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose LG Fierro; Blanco Brieva; Fierro. Sinteza peroxidului de hidrogen: o perspectivă dincolo de procesul de antrachinonă // Angewandte Chemie International Edition : jurnal . - 2006. - Vol. 45 , nr. 42 . - P. 6962-6984 . - doi : 10.1002/anie.200503779 . — PMID 17039551 .
↑ Burgess, A.R.; Cullis, C.F.; Newitt, EJ 365. Oxidarea gazoasă a alcoolului izopropilic. Partea 1. Influența temperaturii, presiunii și compoziției amestecului asupra formării peroxidului de hidrogen și a altor produse // Journal of the Chemical Society : jurnal. - Societatea de Chimie , 1961. - 1 ianuarie ( nr. 0 ). - P. 1884-1893 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/JR9610001884 .
↑ Akhmetov N.S. Chimie generală și anorganică. - Ed. a II-a. - M.: Şcoala superioară, 1988. - p. 304.
↑ Razygraev A.V. Activitatea homocisteinei peroxidazei din plasma sanguină de șobolan. Stoichiometria și natura enzimatică a reacției (rusă) // Biomedical Chemistry. — 2013-11-12. - T. 59 , nr. 6 . — S. 636–643 . - doi : 10.18097/pbmc20135906636 . Arhivat din original pe 11 decembrie 2021.
↑ Cosmonautica, enciclopedie. M., 1985.
↑ O'Connor, Anahd . Într-adevăr? Afirmația: peroxidul de hidrogen este un tratament bun pentru rănile mici , New York Times (19 iunie 2007). Arhivat din original pe 10 noiembrie 2011. Preluat la 13 iulie 2011.
↑ Carroll, Aaron E. , Rachel C. Vreeman. Miturile medicale nu mor ușor , CNN (12 iulie 2011). Arhivat din original pe 10 noiembrie 2012. Preluat la 13 iulie 2011.
↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Disinfectant and Antiseptics , CRC Press, 1996, ISBN 0824795245 , pagina 161.
↑ Wilgus TA, Bergdall VK, Dipietro LA, Oberyszyn TM Peroxidul de hidrogen perturbă repararea plăgii fetale fără cicatrici (neopr.) // Wound Repair Regen. - 2005. - T. 13 , nr 5 . - S. 513-519 . doi : 10.1111 / j.1067-1927.2005.00072.x . — PMID 16176460 .
↑ Mijloace pentru decolorarea părului . Data accesului: 4 ianuarie 2011. Arhivat din original pe 9 februarie 2011. (nedefinit)
↑ M. Bailey, P. Burggress. Cartea de Aur a Vărsătorului. Ghidul complet pentru îngrijirea peștilor tropicali de apă dulce. - M. : Aquarium LTD, 2004.
↑ Pasta de dinți pentru elefant (link descendent) . Demonstrații de chimie la Universitatea din Utah . Universitatea din Utah. Data accesului: 21 martie 2014. Arhivat din original pe 23 decembrie 2014. (nedefinit)
↑ Contraindicații la utilizarea peroxidului de hidrogen în scopuri medicinale Arhivat 25 august 2011 la Wayback Machine

Literatură

Akhmetov N. S. Chimie generală și anorganică. - M . : Școala superioară, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Chimie generală și anorganică. - M .: Chimie, 1994.

Link -uri

Cartea web de chimie NIST

Compuși binari ai hidrogenului

Hidruri de metale alcaline

Hidruri de metale alcalino-pământoase

Fi	BeH2 _
Mn	MnH 2
Ca	CaH2 _
Sr	SrH 2
Ba	BaH2 _

Subgrupul hidruri de bor

B	B2H6 _ _ _
Al	AlH 3
Ga	Ga2H6 _ _ _
În	InH 3
Tl	TlH 3

Hidruri din subgrupa de carbon

C	Alcani CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H14 _ _ _ Alchenele C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ Alchinele C2H2 _ _ _ C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silani SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si3H8 _ _ _ Silene Si2H4 _ _ _
GE	GeH 4 Ge2H6 _ _ _
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Hidrogeni pnictogeni

N	Azans NH3 _ N2H4 _ _ _ Azene N2H2 _ _ _ N3H3 _ _ _ N4H4 _ _ _
P	PH 3
La fel de	Frasină 3
Sb	SbH 3
Bi	BiH 3

Hidrogeni calcogen

O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H2S _ _ H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H 2 Se
Te	H 2 Te
Po	H2Po _ _

Halogenuri de hidrogen

Hidruri de metal de tranziție

Vezi si:

acizi anorganici
hidrocarburi

Preparate dentare ( cod ATC A01A )

Preparate pentru prevenirea cariilor	Fluorură de sodiu Monofluorofosfat de sodiu * Olaflur * Fluorura de staniu * Fluorura de sodiu în combinație cu alte medicamente

Preparate pentru tratamentul local al bolilor cavității bucale

- antimicrobiene	Apă oxigenată Clorhexidină Amfotericina B Polinoxilina * domifen * Oxichinolina * Neomicina Miconazol Natamicină Hexetidină Tetraciclina Clorura de benzoxoniu * iodură de tibesoniu * Meparttricin * Metronidazol ** clotrimazol perborat de sodiu * Clortetraciclina * Doxiciclina Minociclina
- glucocorticosteroizi	Triamcinolon Dexametazonă Hidrocortizon **
- alte medicamente	Epinefrină Benzidamină Acid acetilsalicilic adrenalina * Amlexanox * Becaplermin *

* — medicamentul nu este înregistrat în Rusia
** — medicamentul este înregistrat, dar nu există forme de dozare corespunzătoare

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare norvegian Rusă mare Brockhaus și Efron Brockhaus și Efron in jurul lumii Micul Brockhaus și Efron Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	BNF : 119510333 GND : 4189281-1 J9U : 987007533739505171 LCCN : sh85063431 NDL : 00565090