Пероксид водорода
Пероксид водорода | |||
---|---|---|---|
| |||
Общие | |||
Систематическое наименование |
Пероксид водорода | ||
Традиционные названия | Перекись водорода | ||
Хим. формула | H2O2 | ||
Физические свойства | |||
Состояние | Жидкость | ||
Молярная масса | 34,01 г/моль | ||
Плотность | 1.4 г/см³ | ||
Кинематическая вязкость |
1,245 см²/с (при 20 °C) |
||
Энергия ионизации | 10,54 ± 0,01 эВ[1][2] | ||
Термические свойства | |||
Температура | |||
• плавления | −0,432 °C | ||
• кипения | 150,2 °C | ||
Энтальпия | |||
• образования | -136.11 кДж/моль | ||
Давление пара | 5 ± 1 мм рт.ст.[1] | ||
Химические свойства | |||
Константа диссоциации кислоты | 11.65 | ||
Растворимость | |||
• в воде | Неограниченная | ||
Структура | |||
Дипольный момент | 5,2E−30 Кл·м[2] | ||
Классификация | |||
Рег. номер CAS | 7722-84-1 | ||
PubChem | 784 и 22326046 | ||
Рег. номер EINECS |
231-765-0 | ||
SMILES | |||
InChI | |||
RTECS | MX0900000 | ||
ChEBI | 16240 | ||
ChemSpider | 763 | ||
Безопасность | |||
Пиктограммы СГС | |||
NFPA 704 | |||
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
Медиафайлы на Викискладе |
Перокси́д водоро́да (пе́рекись водоро́да, химическая формула — H2O2) — неорганическое химическое соединение водорода и кислорода, являющееся простейшим представителем класса пероксидов.
Физические свойства
Вследствие несимметричности молекула H2O2 сильно
При стандартных условиях пероксид водорода — это бесцветная сиропообразная[3] тяжёлая полярная жидкость с «металлическим» вкусом, неограниченно растворимая в воде, спирте и диэтиловом эфире.
Также он является хорошим растворителем. Из воды выделяется в виде неустойчивого
Концентрированные водные растворы пероксида водорода взрывоопасны.
Химические свойства
Молекула пероксида водорода сильно полярна, что приводит к возникновению водородных связей между молекулами. Связь O—O непрочна, поэтому H2O2 — неустойчивое соединение, легко разлагается. Также этому может поспособствовать присутствие ионов переходных металлов. Чистое вещество крайне неустойчиво и разлагается с выделением теплоты, поэтому в высококонцентрированных его растворах и в пергидроле присутствуют стабилизирующие добавки. Однако в разбавленных водных растворах пероксид водорода сравнительно устойчив[3]. Реакция диспропорционирования катализируется ионами переходных металлов, некоторыми белками:
В присутствии катализаторов разложения в среде кислорода может появляться озон:
Пероксид водорода проявляет слабые
При действии концентрированного раствора Н2O2 на некоторые гидроксиды в ряде случаев можно выделить пероксиды металлов, которые можно рассматривать как соли пероксида водорода (Li2O2, MgO2 и др.):
Пероксидная группа [—O—O—] входит в состав многих веществ. Такие вещества называют пероксидами, или пероксидными соединениями. К ним относятся пероксиды металлов (Na2O2, BaO2 и др.). Кислоты, содержащие пероксидную группу, называют пероксокислотами, например, пероксомонофосфорная H3PO5, пероксодисерная H2S2O8 и пероксоазотная HNO4 кислоты.
Окислительно-восстановительные свойства
Пероксид водорода обладает
При восстановлении Н2O2 образуется Н2O или ОН, например:
При действии сильных окислителей H2O2 проявляет восстановительные свойства, выделяя свободный кислород:
например:
Реакцию KMnO4 с Н2O2 используют в химическом анализе для определения содержания Н2O2:
Окисление органических соединений пероксидом водорода (например,
Биологические свойства
Пероксид водорода относится к
Получение
Исторически первым промышленным методом синтеза пероксида водорода был электролиз серной кислоты или раствора сульфата аммония в серной кислоте, в ходе которого образуется пероксодисерная кислота, с последующим гидролизом последней до пероксида и серной кислоты:
С середины XX века персульфатный процесс синтеза пероксида водорода был вытеснен антрахиноновым процессом, разработанным компанией BASF в 1930-х[4]. В этом процессе формально идет окисление водорода кислородом воздуха с катализом алкилпроизводными антрахинона:
Процесс основан на автоокислении алкилантрагидрохинонов (обычно 2-этил-, 2-трет-бутил- и 2-пентилантрагидрохинонов) кислородом воздуха с образованием антрахинонов и пероксида водорода. Реакция проводится в растворе алкилантрагидрохинонов в бензоле с добавлением вторичных спиртов, по завершении процесса пероксид водорода экстрагируют из органической фазы водой. Для регенерации исходных антрагидрохинонов бензольный раствор антрахинонов восстанавливают водородом в присутствии каталитических количеств палладия[5].
Пероксид водорода также может быть получен
при этом ценным побочным продуктом этой реакции является ацетон, однако в широких масштабах в промышленности этот метод в настоящее время не используется.
В лабораторных условиях для получения пероксида водорода используют реакцию разбавленной серной кислоты с пероксидом бария:
Концентрирование и очистку пероксида водорода проводят осторожной
При растворении гидроперита в воде образуется пероксид водорода и мочевина.
В последнее время (кон. XX в.) удалось синтезировать
Является одним из промежуточных продуктов сгорания водорода, однако сразу же разлагается на воду и кислород. Но при направлении пламени на лёд можно увидеть следы перекиси водорода[3].
Методы определения концентрации
В разбавленных водных растворах с концентрацией пероксида водорода порядка 10-20 мМ точные значения концентрации могут быть определены спектрофотометрически в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. При 240 нм водный раствор пероксида водорода с концентрацией 20 мМ имеет величину поглощения 0,872 при измерении против дистиллированной воды.[8]
Применение
Благодаря своим сильным окислительным свойствам пероксид водорода нашёл широкое применение в быту и в промышленности, где используется, например, как
В медицине и гигиене
Хотя разбавленные растворы перекиси водорода применяются для небольших поверхностных ран, исследования показали, что этот метод, обеспечивая антисептический эффект и очищение, также увеличивает время заживления[10][11]. Обладая хорошими очищающими и определёнными кровоостанавливающими свойствами, пероксид водорода на самом деле не ускоряет заживления ран. Достаточно высокие концентрации, обеспечивающие антисептический эффект, могут также увеличивать время заживления из-за повреждения прилегающих к ране клеток[12]. Более того, пероксид водорода может мешать заживлению и способствовать образованию рубцов из-за разрушения новообразующихся клеток кожи[13].
Однако в качестве средства для очистки глубоких ран сложного профиля, гнойных затёков, флегмон и других гнойных ран, санация которых затруднена, пероксид водорода остаётся предпочтительным препаратом, так как он обладает не только антисептическим эффектом, но и создаёт большое количество пены при взаимодействии с ферментом каталазой. Это в свою очередь позволяет размягчить и отделить от тканей некротизированные участки, сгустки крови, гноя, которые будут легко смыты последующим введением в полость раны антисептического раствора. Без предварительной обработки пероксидом водорода антисептический раствор не сможет удалить эти патологические образования, что приведет к значительному увеличению времени заживления раны и ухудшит состояние больного.
Перекись водорода применяют для растворения пробок в слуховых каналах. Раствор вступает в реакцию с ушной серой и растворяет пробку.
В косметических целях
Пероксид водорода применяется также для обесцвечивания волос[14].
В пищевой промышленности
Растворы пероксида водорода применяются для дезинфекции технологических поверхностей оборудования, непосредственно соприкасающихся с продукцией. Кроме того, на предприятиях по производству молочной продукции и соков, растворы перекиси водорода используются для дезинфекции упаковки (технология «
В быту
Применяется также для выведения пятен MnO2, образовавшихся при взаимодействии перманганата калия («марганцовки») с предметами (ввиду его восстановительных свойств), удаления пятен крови с одежды и др.
3%-й раствор пероксида водорода используется в аквариумистике для оживления задохнувшейся рыбы, а также для очистки аквариумов и борьбы с нежелательной флорой и фауной в аквариуме[15].
Для демонстрации химической реакции
Перекись водорода используется в известном опыте, демонстрирующем многократное увеличение объёма вещества в результате химической реакции[16].
Формы выпуска
Выпускается в виде водных растворов, стандартная концентрация 1—6 %, 30, 38, 50, 60, 85, 90 и 98 %[
Опасность применения
Концентрированные растворы пероксида водорода при попадании на кожу, слизистые оболочки и в дыхательные пути вызывают ожоги. В больших концентрациях недостаточно чистый пероксид водорода может быть взрывоопасен. Опасен при приёме внутрь концентрированных растворов. Вызывает выраженные деструктивные изменения, сходные с действиями щелочей. Летальная доза 30%-го раствора пероксида водорода (пергидроля) — 50—100 мл[17].
Пероксид водорода в повреждённой торпеде называется
Примечания
- ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
- ↑ 1 2 David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ 1 2 3 Общая химия: учебное пособие/Н. Л. Глинка. — Изд. стер. — М.: КНОРУС, 2012. — 752 с. — ISBN 978-5-406-02149-1
- ↑ H. Riedl and G. Pfleiderer, U.S. Patent 2,158,525 (2 October 1936 in USA, and 10 October 1935 in Germany) to I. G. Farbenindustrie, Germany
- ↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose L. G. Fierro; Blanco-Brieva; Fierro. Hydrogen Peroxide Synthesis: An Outlook beyond the Anthraquinone Process (англ.) // .
- 2 апреля 2015 года.
- ↑ Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — 2-е изд. — М.:Высшая школа, 1988. — с. 304.
- 11 декабря 2021 года.
- ↑ Космонавтика, энциклопедия. М., 1985.
- New York Times. Архивировано10 ноября 2011. Дата обращения: 13 июля 2011.
- ↑ Carroll, Aaron E. (2011-07-12). "Medical myths don't die easily". CNN. Архивировано 10 ноября 2012. Дата обращения: 13 июля 2011.
{{cite news}}
: Неизвестный параметр|coauthors=
игнорируется (|author=
предлагается) (справка) - ↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Disinfectant and Antiseptics, CRC Press, 1996, ISBN 0824795245, page 161.
- .
- ↑ Средства для осветления волос . Дата обращения: 4 января 2011. Архивировано 9 февраля 2011 года.
- ↑ М. Бейли, П. Бергресс. Золотая книга аквариумиста. Полный справочник по уходу за пресноводными тропическими рыбами. — М.: Аквариум ЛТД, 2004.
- ↑ Elephant's Toothpaste . University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. Дата обращения: 21 марта 2014. Архивировано из оригинала 23 декабря 2014 года.
- ↑ Противопоказания к применению перекиси водорода в лечебных целях Архивная копия от 25 августа 2011 на Wayback Machine[неавторитетный источник]
Литература
- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
- Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1994.