ВОДОНИК ПЕРОКСИД (Х2О2): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБА, ДОБИЈАЊЕ - ХЕМИЈА - 2026

Водоник пероксид је неорганско једињење са хемијском формулом Х ₂ О ₂ . Од свега, то је најједноставнији пероксид ове породице хемијских једињења. Његова структурна формула је ХООХ, овај унутрашњи мост кисеоник је карактеристичан за све пероксиде.

У 1818., Х ₂ О ₂ је идентификован помоћу Лоуиес Јацкуес Тхенард која је припремила хемијско једињење које је потом назван водоник пероксид. То је нестабилно једињење, разлаже се излагањем светлости, топлоти и неким металима.

Хемијска формула водоник пероксида

Веома је корисно једињење које се користи у дезинфекцији мањих рана, избељивању косе, третману воде итд. Иако може имати штетна дејства за људе, он се налази у свим еукариотским ћелијама живих бића, где он обавља неколико корисних функција.

Водоник пероксид ствара оксидацију отровних супстанци као што су феноли, етанол, формалдехид, итд., Производе које елиминише јетра и бубрези. Уз то, доприноси уништавању бактерија фагоцитозираних неутрофилним леукоцитима и макрофагама.

Структура

Молецуле

Молекул водоник пероксида представљен моделом куглице и палице. Извор: Бењах-бмм27 путем Википедије.

Горња слика приказује структуру Х ₂ О ₂ (Хоох) молекула, са црвеним сфера одговарају атома кисеоника, и белих водоникових атома. Имајте на уму да молекул није раван и да Х-атоми нису помрачени у простору (насупрот једни другима).

Занимљиво, Х ₂ О ₂ је тешко да ротира своју централну ОО једноставна обвезницама, па позицијама ових Х да се не може заменити; један се неће спустити док други иде горе.

Зашто? Јер у два атома кисеоника постоје два слободна пара електрона што даје укупно осам врло блиских електрона и који се одбијају један због другог због негативних наелектрисања.

Ротације

Ипак, веза ОО подложна је лаганој ротацији због интеракције са њеном околином.

На пример, спајањем два палца, испруженим прстима испруженим, а остали затвореним, као да вучете суд, а затим окретањем палца тако да један од кажипрста буде усмерен према напријед, а други назад, имаћете приближан приказ Х ₂ О ₂ .

Ако тело додирне било који кажипрст, палчеви ће се ротирати као одговор на ту интеракцију; међутим, они ће се одмах вратити у првобитни положај због горе наведених електронских одбијања. Ове ротације тако уоквирују динамичке аспекте овог молекула.

Интермолекуларне интеракције

У течном стању, Х ₂ О ₂ успева да успостави водоничне везе (ХООХ-О ₂ Х ₂ ), јер у супротном његова тачка кључања (150 ° Ц) у поређењу са водом не би била објашњена.

Једном када прелази у гасне фазе, Х ₂ О ₂ молекула вероватно више не може формирати такве мостове, не само због већег интермолекулску даљине, али и атоми водоника би били први додирне у случају судара (тхис цан поново се визуелизује помоћу модела прста).

У међувремену, у чврстој фази, угао равнина које Х поставља 90 је (ставите кажипрст окомито). Сада водоничне везе постају још важније и Х ₂ О ₂ молекула су распоређени у кристала са тетрагоналној структуром.

Својства

с боца са хидроген пероксидом. У апотекама се постиже концентрацијом од 3% м / в. Извор: Пикнио.

Имена

-Водоник пероксид

-Диоксидан

-Оксиданол

-Перхидроксична киселина

-О-хидроксиол

-Пероксид

Моларна маса

34.0147 г / мол

Физичка присутност

Бледо плава (концентрована) или безбојна течност. Мало је вискознији и густији од воде. Дестилира се ради сигурности на ниским температурама и сниженом притиску, јер се распада грејањем у експлозивном облику.

Мирис

Оштар или озонски мирис.

Укус

Горко

Густина

Чврста 1,71 г / цм ³

Густина његових водених раствора зависи од њихове концентрације; на пример, при 27% има густину 1,10 г / цм ³ , док је на 50%, 1,13 г / цм ³

Тачка топљења

- 0,43 ºЦ

Тачка кључања

150.2 ° Ц. Ова вредност је добијена екстраполацијом, јер се водоник пероксид распада на високим температурама.

Растворљивост у води

Може се мешати са ≥ 100 мг / мЛ на 25 ° Ц

Растворљивост

Топив је у етру и алкохолима, али нерастворљив у петролеј етру. Разграђује се у воду и кисеоник у многим органским растварачима.

Коефицијент раздвајања октанол / вода

Лог П = - 0,43

Притисак паре

5 ммХг на 30 ° Ц.

Константа дисоцијације

пКа = 11,72

пХ

Раствори водоник-пероксида су благо кисели. На пример, 35% има пХ од 4,6; али када се концентрише на 90%, пХ постаје мање кисео: 5.1.

Индекс лома (н.)

1,4061

Вискозност

1.245 цПоисе на 20 ° Ц.

Топлотни капацитет

1,267 Ј / гК (гас)

2.619 Ј / гК (течно)

Топлина испаравања

1,519 Ј / г К

Стабилност

Стабилан у препорученим условима. Даље се стабилише додавањем ацетанилида и соли калаја.

Корозија

Корозивно

Декомпозиција

Разлаже се на излагању светлости или у присуству оксидационих и редукционих материја. Такође се распада и при загревању. Када се распада, ослобађа воду и кисеоник, а погодује му пораст пХ и температуре, као и присуство ензима каталазе.

Површински напон

80,4 дин / цм на 20 ° Ц

Реактивност

Х ₂ О ₂ делује као оксидационим средством у киселим растворима гвожђа (Фе ²⁺ ) до фери гвожђе (Ф ³⁺ ); такође оксидира сулфитни јон (СО ₃ ^2- ) до сулфатног јона (СО ₄ ^2- ).

Такође може да делује као редукционо средство у присуству базичних раствора, смањујући натријум хипохлорит (НаОЦл) и калијум перманганат (КМнО ₄ ) уз ослобађање кисеоника.

Апликације

Избељивање

Водоник пероксид се користи у индустрији папира у производњи целулозе и папира, чиме се троши највећи део годишње производње.

Дезинфицијенс

Водоник пероксид је благи антисептик за спречавање инфекције малих рана, огреботина и опекотина. Такође се користи као средство за испирање уста и за ублажавање благе иритације уста због присуства ракова или гингивитиса.

Такође се користи за дезинфекцију површина, унутрашњости фрижидера, воде и борбу против прекомерног раста бактерија у водним системима и расхладним торњевима. Водоник пероксид ослобађа слободне радикале кисеоника, који разграђују загађиваче.

Детерџент

Водиков пероксид користи се у производњи детерџената за избјељивање рубља, укључујући натријум-перкарбонат. Ово једињење је комплекс натријум-карбоната и хидроген пероксида који се, растворен у води, одваја на своје компоненте.

Козметичка примена

Разблажени водоник пероксид користи се у избјељивању косе прије бојења. Такође се користи за избељивање зуба, као и део домаће пасте за зубе.

Погонско гориво

Водоник пероксид се користи као монопропелант или оксидирајућа компонента двопрополентне ракете. Разграђује ослобађајући кисеоник и воду, што је карактеристика која је омогућила његову употребу као погонско гориво.

Пумпа се у реакциону ћелију са присуством катализатора који убрзава поменуту разградњу. Током тога се ствара водена пара високе температуре.

Када се пара избаци кроз јаз, ствара се импулс. Подморница В-80, изграђена 1940. године, користила је кисеоник генерисан од водоник пероксида у својим турбинама; који се назива Валтеров систем турбина.

Прибављање

У почетку, водоник пероксид добијена индустријски хидролизом амонијум персулфат или електролизом амонијум бисулфат, НХ ₄ хсо ₄ .

Водоник пероксид се тренутно индустријски добија употребом антракинона. Процес се изводи у четири фазе: хидрогенацији, филтрацији, оксидацији, екстракцији и пречишћавању.

Хидрогенација

Алкилантрокинон се хидрогенише пропуштањем гасова водоника кроз хидрогенатор напуњен глиницом и малом количином катализатора (паладија). Температура се одржава на 45 ° Ц уз стално мешање.

Алкилдроквинон се претвара у алкилантрахидрокинон и тетрахидроалкилантрахидрокинон, а последњи је изабран ради практичности за следеће поступке.

Филтрација

Раствор који садржи хидрогенирани антракинон је филтриран да се уклоне трагови катализатора који може да садржи.

Оксидација

Филтрирани раствор се оксидује пропуштањем ваздуха кроз њега, формирајући водоник пероксид слабе чистоће.

Екстракција и пречишћавање

Раствор водоник-пероксида пролази кроз колону за екстракцију течност-течност. Вода тече кроз колону, док се кроз њу пумпа раствор водоник-пероксида.

Вода допире до дна екстрактора са концентрацијом водоник-пероксида између 25 и 35% в / в. Затим се пречисти вакуум дестилацијом, до концентрације водоник-пероксида од 30%. Коначно се стабилише и складишти.

Ризици

Сагорева водоник пероксид. Извор: Бобјгалиндо

Водоник пероксид је корозивно средство, па при контакту са кожом ствара и озбиљну иритацију, поред привременог избељивања (горња слика). Такође може изазвати оштећење ока, свраб, осип, црвенило и стварање пликова.

Удисање изазива иритацију носа, грла и плућа. У међувремену, опетовано излагање може да изазове бронхитис, кашаљ, исцједак и недостатак даха. И као да то није довољно, такође ствара главобољу, вртоглавицу, мучнину и повраћање.

Јако излагање хидроген пероксиду може довести до накупљања течности у плућима, познатог као плућни едем - озбиљно стање које захтева брзу лекарску помоћ.

Управа за заштиту на раду (ОСХА) утврдила је максималну дозволу за водоник пероксид од 1 ппм у радном окружењу у 8-сатној смени. Међутим, како је то мутагено једињење, изложеност би требала бити сведена на минимум.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2019). Водоник пероксид. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Виллиам Р. Бусинг и Хенри А. Леви. (2004). Кристална и молекуларна структура водоник пероксида: Студија неутронске - дифракције. дои.орг/10.1063/1.1696379
4. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Водоник пероксид. ПубЦхем база података. ЦИД = 784. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
5. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (27. новембра 2018.) Водоник пероксид. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
6. Њу Џерси Министарство здравља. (2016). Водоник пероксид. . Опоравак од: њ.гов
7. Матхевс, ЦК, Ван Холде, КЕ, Ахерн, КГ (2002). Биохемија. Треће издање. Издавач Пеарсон Аддисон Веслеи
8. Веб МД. (2019). Водоник пероксид. Опоравак од: вебмд.цом