Hidrogén-peroxid

A hidrogén-peroxid ( hidrogén - peroxid , kémiai képlet -H 2 O 2 ) a hidrogén és az oxigén szervetlen kémiai vegyülete , amely a peroxidok osztályának legegyszerűbb képviselője .

Fizikai tulajdonságok

Az aszimmetria miatt a H 2 O 2 molekula erősen poláris (μ = 0,7⋅10 −29 C m). A folyékony hidrogén-peroxid viszonylag magas viszkozitása a fejlett hidrogénkötési rendszernek köszönhető . Hidrogén index - 4,75. Mivel az oxigénatomok nem megosztott elektronpárokkal rendelkeznek , a H 2 O 2 molekula is képes donor-akceptor kötések kialakítására .

Normál körülmények között a hidrogén-peroxid színtelen szirupos [2] nehéz poláris folyadék, "fémes" ízzel , vízben , alkoholban és dietil-éterben korlátlanul oldódik .

Jó oldószer is. A vízből instabil kristályos H 2 O 2 ∙ 2H 2 O hidrát formájában szabadul fel.

A hidrogén-peroxid tömény vizes oldatai robbanásveszélyesek .

Kémiai tulajdonságok

A hidrogén-peroxid molekula erősen poláris, ami hidrogénkötések kialakulásához vezet a molekulák között. Az O-O kötés törékeny, ezért a H 2 O 2 instabil vegyület, könnyen lebomlik. Az átmenetifém- ionok jelenléte is hozzájárulhat ehhez . A tiszta anyag rendkívül instabil, hőkibocsátással bomlik, ezért erősen koncentrált oldataiban és a perhidrolban stabilizáló adalékok vannak jelen. Híg vizes oldatokban azonban a hidrogén-peroxid viszonylag stabil [2] . Az aránytalanítási reakciót átmeneti fémionok, egyes fehérjék katalizálják:

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

Bomlási katalizátorok jelenlétében oxigénes környezetben ózon jelenhet meg :

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

A hidrogén-peroxid gyenge savas tulajdonságokat mutat (K = 1,4⋅10 -12 ), ezért két lépésben disszociál:

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

Egyes hidroxidok tömény H 2 O 2 oldatának hatására bizonyos esetekben fém-peroxidok izolálhatók, amelyek hidrogén-peroxid sóinak tekinthetők ( Li 2 O 2 , MgO 2 stb.):

{\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)).

A peroxidcsoport [—O—O—] számos anyag alkotóeleme. Az ilyen anyagokat peroxidoknak vagy peroxidvegyületeknek nevezik. Ide tartoznak a fém-peroxidok ( Na 2 O 2 , BaO 2 és mások). A peroxidcsoportot tartalmazó savakat peroxosavaknak nevezzük , például peroxomonofoszforsav H 3 PO 5 , peroxo - kénsav H 2 S 2 O 8 és peroxonitric HNO 4 savak.

Redox tulajdonságok

A hidrogén-peroxid oxidáló és redukáló tulajdonságokkal rendelkezik. A nitriteket nitráttá oxidálja , a fémjodidokból jódot szabadít fel , a kettős kötések helyén lebontja a telítetlen vegyületeket . A hidrogén-peroxid savas közegben kálium-permanganát vizes oldatával reagálva redukálja az arany- és ezüstsókat , valamint a mangánt .

Ha a H 2 O 2 redukálódik , H2O vagy OH- képződik , például :

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

Erős oxidálószerek hatására a H 2 O 2 redukáló tulajdonságokat mutat, szabad oxigént szabadít fel:

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

például:

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

A KMnO 4 és H 2 O 2 reakcióját a kémiai elemzésben használják a H 2 O 2 tartalom meghatározására :

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

A szerves vegyületek (például szulfidok és tiolok ) hidrogén-peroxiddal történő oxidációját ecetsavas közegben célszerű elvégezni .

Biológiai tulajdonságok

A hidrogén-peroxid az oxigén reaktív formái közé tartozik, és a sejtben fokozott képződéssel oxidatív stresszt okoz . Egyes enzimek , például a glükóz-oxidáz , a redox reakció során hidrogén-peroxidot képeznek, amely baktériumölő szerként védő szerepet tölthet be. Az emlőssejtekben nincsenek olyan enzimek, amelyek az oxigént hidrogén-peroxiddá redukálnák. Számos enzimrendszer ( xantin-oxidáz , NADP-H-oxidáz , ciklooxigenáz , stb.) azonban szuperoxidot termel , amely spontán vagy szuperoxid-diszmutáz hatására hidrogén-peroxiddá alakul.

Getting

Történelmileg a hidrogén-peroxid szintézisének első ipari módszere a kénsav vagy ammónium-szulfát kénsavas oldatának elektrolízise volt, amely során peroxodi- kénsav képződik , majd az utóbbi hidrolízise peroxiddá és kénsavvá történt:

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

A 20. század közepe óta a hidrogén-peroxid szintézisére szolgáló perszulfátos eljárást felváltotta a BASF által az 1930-as években kifejlesztett antrakinon eljárás [3] . Ebben a folyamatban a hidrogén formálisan oxidálódik légköri oxigénnel, amelyet antrakinon -alkil-származékok katalizálnak :

Az eljárás az alkil-antrahidrokinonok (általában 2-etil-, 2-terc-butil- és 2-pentilantrahidrokinonok) légköri oxigénnel történő autooxidációján alapul, antrakinonok és hidrogén-peroxid keletkezése céljából. A reakciót alkil-antrahidrokinonok benzolos oldatában , szekunder alkoholok hozzáadásával hajtjuk végre, az eljárás befejeztével a szerves fázisból vízzel extraháljuk a hidrogén-peroxidot. Az eredeti antrahidrokinonok regenerálásához az antrakinonok benzolos oldatát hidrogénnel redukálják katalitikus mennyiségű palládium jelenlétében [4] .

A hidrogén-peroxid izopropil-alkohol katalitikus oxidációjával is előállítható [5] :

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

az aceton azonban ennek a reakciónak értékes mellékterméke , de ezt a módszert jelenleg nem alkalmazzák nagy mennyiségben az iparban.

Laboratóriumi körülmények között a hidrogén-peroxid előállításához híg kénsav és bárium-peroxid reakcióját használják :

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

A hidrogén-peroxid sűrítése és tisztítása kíméletes desztillációval történik .

A hidroperit vízben való feloldásakor hidrogén-peroxid és karbamid képződik.

Nemrég (a XX. század végén) lehetőség nyílt H 2 O 3 és H 2 O 4 szintetizálására . Ezek a vegyületek nagyon instabilak. Közönséges hőmérsékleten ( N.C. ) a másodperc töredéke alatt lebomlanak, de alacsony, -70 °C-os nagyságrendű hőmérsékleten órákig léteznek. A spektrokémiai vizsgálatok azt mutatják, hogy molekuláik cikk-cakk láncszerkezettel rendelkeznek (hasonlóan a szulfánokhoz ): H—O—O—O—H, H—O—O—O—O—H [6] .

A hidrogén égésének egyik köztes terméke, de azonnal vízzé és oxigénné bomlik. De ha a lángot a jégre irányítják, hidrogén-peroxid nyomai láthatók [2] .

A koncentráció meghatározásának módszerei

A 10-20 mM nagyságrendű hidrogén-peroxid koncentrációjú híg vizes oldatokban az ultraibolya hullámhossz-tartományban spektrofotometriával pontos koncentrációértékek határozhatók meg. 240 nm-en a hidrogén-peroxid 20 mM koncentrációjú vizes oldatának abszorbancia értéke 0,872 desztillált vízhez viszonyítva. [7]

Alkalmazás

Erős oxidáló tulajdonságainak köszönhetően a hidrogén-peroxidot széles körben alkalmazzák a mindennapi életben és az iparban, ahol például fehérítőként használják a textilgyártásban és a papírgyártásban. Használják rakétahajtóanyagként , oxidálószerként vagy egykomponensűként (katalizátoron bomlik), beleértve a turbószivattyús egységek meghajtását is . [8] Az analitikai kémiában , habosítószerként porózus anyagok, fertőtlenítőszerek és fehérítők gyártásában használják. Az iparban a hidrogén-peroxidot katalizátorként, hidrogénezőszerként és epoxidálószerként is használják olefinek epoxidálásakor.

Az orvostudományban és a higiéniában

Bár kis felületes sebekre hígított hidrogén-peroxid oldatokat használnak, a vizsgálatok kimutatták, hogy ez a módszer, miközben antiszeptikus hatást és tisztító hatást biztosít, a gyógyulási időt is meghosszabbítja [9] [10] . Noha jó tisztító tulajdonságokkal rendelkezik, a hidrogén-peroxid valójában nem gyorsítja fel a sebgyógyulást. A kellően magas, fertőtlenítő hatású koncentrációk a seb melletti sejtek károsodása miatt a gyógyulási időt is meghosszabbíthatják [11] . Ezenkívül a hidrogén-peroxid megzavarhatja a gyógyulást és elősegítheti az újonnan képződött bőrsejtek pusztulása miatti hegesedést [12] .

Az összetett profilú mély sebek, gennyes csíkok , flegmon és más gennyes sebek tisztítására szolgáló eszközként azonban, amelyek tisztálkodása nehézkes, a hidrogén-peroxid továbbra is az előnyben részesített gyógyszer, mivel nemcsak fertőtlenítő hatású, hanem gyulladást is hoz létre. nagy mennyiségű hab a kataláz enzimmel való kölcsönhatás során . Ez viszont lehetővé teszi a nekrotikus területek, vérrögök, gennyek lágyítását és elválasztását a szövetekből, amelyek könnyen lemoshatók az antiszeptikus oldat későbbi bejuttatásával a sebüregbe. Előzetes hidrogén-peroxidos kezelés nélkül az antiszeptikus oldat nem tudja eltávolítani ezeket a kóros formációkat, ami jelentősen megnöveli a sebgyógyulás idejét és rontja a beteg állapotát.

A hidrogén-peroxidot a hallójáratok dugóinak feloldására használják . Az oldat reagál a fülzsírral , és feloldja a dugót.

Kozmetikai célokra

A hidrogén-peroxidot a haj szőkítésére is használják [13] .

Az élelmiszeriparban

A hidrogén-peroxid oldatokat a termékekkel közvetlenül érintkező berendezések technológiai felületeinek fertőtlenítésére használják. Ezenkívül a tejtermékeket és gyümölcsleveket gyártó vállalkozásoknál hidrogén-peroxid oldatokat használnak a csomagolás fertőtlenítésére ( Tetra Pak technológia ). Technikai célokra a hidrogén-peroxidot elektronikus berendezések gyártása során használják.

Otthon

A kálium-permanganát („kálium-permanganát”) tárgyakkal való kölcsönhatása során keletkező MnO 2 -foltok eltávolítására is szolgál (redukáló tulajdonságai miatt).

Az akváriumkereskedelemben 3%-os hidrogén-peroxid oldatot használnak a megfulladt halak felélesztésére, valamint az akváriumok tisztítására és a nem kívánt növény- és állatvilág megfékezésére [14] .

Kémiai reakció bemutatásához

A hidrogén-peroxidot egy jól ismert kísérletben használják, amely egy kémiai reakció eredményeként egy anyag térfogatának többszörös növekedését mutatja [15] .

Kiadási űrlapok

Vizes oldatok formájában kapható, standard koncentráció 1-6%, 30, 38, 50, 60, 85, 90 és 98% . A nátrium-foszfát hozzáadásával stabilizált 30%-os vizes hidrogén-peroxid oldatot perhidrolnak nevezzük. A szilárd karbamid- klatrát tabletták formájában előállított hidrogén-peroxidot hidroperitnek nevezik .

Alkalmazási veszély

A tömény hidrogén-peroxid oldatok bőrrel, nyálkahártyákkal és légutakkal érintkezve égési sérüléseket okoznak . Magas koncentrációban a nem kellően tiszta hidrogén-peroxid robbanásveszélyes lehet. Tömény oldatok lenyelése veszélyes. A lúgokhoz hasonlóan kifejezett destruktív változásokat okoz. A 30%-os hidrogén-peroxid (perhidrol) oldat halálos dózisa 50-100 ml [16] .

Jegyzetek

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
↑ 1 2 3 Általános kémia: tankönyv / N. L. Glinka . - Szerk. törölve — M.: KNORUS, 2012. — 752 p. — ISBN 978-5-406-02149-1
↑ H. Riedl és G. Pfleiderer, 2 158 525 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom (1936. október 2-án az Egyesült Államokban és 1935. október 10-én Németországban), az IG Farbenindustrie, Németország
↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose LG Fierro; Blanco Brieva; Fierro. Hidrogén-peroxid szintézis: Kitekintés az antrakinon folyamaton túl // Angewandte Chemie International Edition : folyóirat . - 2006. - Vol. 45 , sz. 42 . - P. 6962-6984 . - doi : 10.1002/anie.200503779 . — PMID 17039551 .
↑ Burgess, A.R.; Cullis, C. F.; Newitt, EJ 365. Az izopropil-alkohol gáznemű oxidációja. 1. rész. A hőmérséklet, a nyomás és a keverék összetételének hatása a hidrogén-peroxid és más termékek képződésére // Journal of the Chemical Society : folyóirat. - Chemical Society , 1961. - január 1. ( 0. sz.). - P. 1884-1893 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/JR9610001884 .
↑ Akhmetov N.S. Általános és szervetlen kémia. - 2. kiadás - M.: Felsőiskola, 1988. - p. 304.
↑ Razygraev A.V. A patkányvérplazma homocisztein-peroxidáz aktivitása. Sztöchiometria és a reakció enzimatikus jellege (orosz) // Orvosbiológiai kémia. — 2013-11-12. - T. 59 , sz. 6 . – S. 636–643 . - doi : 10.18097/pbmc20135906636 . Az eredetiből archiválva : 2021. december 11.
↑ Kozmonautika, enciklopédia. M., 1985.
↑ O'Connor, Anahd . Igazán? Az állítás: A hidrogén-peroxid jó kezelés kis sebekre , New York Times (2007. június 19.). Az eredetiből archiválva: 2011. november 10. Letöltve: 2011. július 13.
↑ Carroll, Aaron E. , Rachel C. Vreeman. Az orvosi mítoszok nem halnak meg könnyen , CNN (2011. július 12.). Az eredetiből archiválva: 2012. november 10. Letöltve: 2011. július 13.
↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Deinfectant and Antiseptics , CRC Press, 1996, ISBN 0824795245 , 161. oldal.
↑ Wilgus TA, Bergdall VK, Dipietro LA, Oberyszyn TM A hidrogén-peroxid megzavarja a hegmentes magzati sebgyógyulást (neopr.) // Wound Repair Regen. - 2005. - T. 13 , 5. sz . - S. 513-519 . doi : 10.1111 / j.1067-1927.2005.00072.x . — PMID 16176460 .
↑ Hajvilágosító szerek . Hozzáférés dátuma: 2011. január 4. Az eredetiből archiválva : 2011. február 9.. (határozatlan)
↑ M. Bailey, P. Burgress. Akvarista aranykönyve. Teljes útmutató az édesvízi trópusi halak gondozásához. - M . : Akvárium LTD, 2004.
↑ Elefánt fogkrém (lefelé hivatkozás) . A Utah Egyetem kémiai bemutatói . Utah Egyetem. Hozzáférés dátuma: 2014. március 21. Az eredetiből archiválva : 2014. december 23. (határozatlan)
↑ Ellenjavallatok a hidrogén-peroxid gyógyászati célú használatához Archivált 2011. augusztus 25. a Wayback Machine -nél

Irodalom

Akhmetov N. S. Általános és szervetlen kémia. - M . : Felsőiskola, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Általános és szervetlen kémia. - M . : Kémia, 1994.

Linkek

NIST Chemistry WebBook

A hidrogén bináris vegyületei

Alkálifém-hidridek

Alkáliföldfém
-hidridek

Lenni	BeH2_ _
Mn	MnH 2
kb	CaH2_ _
Sr	SrH 2
Ba	BaH2_ _

A bór alcsoport hidridjei

B	B2H6 _ _ _
Al	AlH 3
Ga	Ga2H6 _ _ _
Ban ben	InH 3
Tl	TlH 3

A szén alcsoport hidridjei

C	Alkánok CH 4 C 2 H 6 C 32 H 8 C 4 H 10 C5H12 _ _ _ C6H14 _ _ _ Alkének C 2 H 4 C3H6 _ _ _ Alkinok C 2 H 2 C 3 H 4 C 4 H 6
Si	Szilánok SiH4_ _ Si2H6 _ _ _ Si 3 H 8 Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2 H 6
sn	S&H 4
Pb	PbH4_ _

Pniktogén hidrogének

N	Azans NH3_ _ N 2 H 4 Azene N 2 H 2 N 3 H 3 N 4 H 4
P	PH 3
Mint	Hamu 3
Sb	SbH 3
Kettős	BiH 3

Kalkogén hidrogének

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

Hidrogén-halogenidek

Átmeneti fém-hidridek

Lásd még:

szervetlen savak
szénhidrogének

Fogászati készítmények ( ATC kód A01A )

Készítmények a fogszuvasodás megelőzésére	nátrium fluorid Nátrium-monofluor-foszfát * Olaflur * ón-fluorid * Nátrium-fluorid más gyógyszerekkel kombinálva

Készítmények a szájüreg betegségeinek helyi kezelésére

- antimikrobiális szerek	Hidrogén-peroxid Klórhexidin Amfotericin B polinoxilin * Domifén * oxikinolin * neomicin mikonazol Natamycin Hexetidin Tetraciklin benzoxónium-klorid * tibezónium-jodid * mepartricin * Metronidazol ** klotrimazol Nátrium-perborát * klórtetraciklin * doxiciklin Minociklin
- glükokortikoszteroidok	Triamcinolon Dexametazon Hidrokortizon **
- egyéb gyógyszerek	Epinefrin Benzidamin Acetilszalicilsav adrenalin * Amlexanox * Bekaplermin *

* — a gyógyszer nincs bejegyezve Oroszországban
** — a gyógyszer regisztrálva van, de nincsenek megfelelő adagolási formák

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Brockhaus és Efron Brockhaus és Efron a világ körül Kis Brockhaus és Efron Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 119510333 GND : 4189281-1 J9U : 987007533739505171 LCCN : sh85063431 NDL : 00565090