Vetyperoksidi

Epäsymmetrian vuoksi H 2 O 2 -molekyyli on vahvasti polaarinen (μ = 0,7⋅10 −29 C m). Nestemäisen vetyperoksidin suhteellisen korkea viskositeetti johtuu kehittyneestä vetysidosjärjestelmästä . Vetyindeksi - 4,75. Koska happiatomeilla on jakamattomia elektronipareja , H2O2 - molekyyli pystyy myös muodostamaan luovuttaja-akseptori-sidoksia .

Vakioolosuhteissa vetyperoksidi on väritön siirappimainen [2] raskas polaarinen neste, jolla on "metallinen" maku ja joka liukenee rajattomasti veteen , alkoholiin ja dietyylieetteriin .

Se on myös hyvä liuotin. Se vapautuu vedestä epästabiilina kiteisenä hydraatin H 2 O 2 ∙ 2H 2 O muodossa.

Vetyperoksidin tiivistetyt vesiliuokset ovat räjähtäviä .

Kemialliset ominaisuudet

Vetyperoksidimolekyyli on erittäin polaarinen, mikä johtaa vetysidosten muodostumiseen molekyylien välille. O-O-sidos on hauras, joten H2O2 on epästabiili yhdiste, joka hajoaa helposti. Myös siirtymämetalli - ionien läsnäolo voi myötävaikuttaa tähän . Puhdas aine on äärimmäisen epästabiili ja hajoaa lämmön vapautuessa, joten sen erittäin väkevöidyissä liuoksissa ja perhydrolissa on stabiloivia lisäaineita. Laimeissa vesiliuoksissa vetyperoksidi on kuitenkin suhteellisen stabiili [2] . Disproportionaatioreaktiota katalysoivat siirtymämetalli-ionit, jotkut proteiinit:

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

Hajoamiskatalyyttien läsnä ollessa otsonia voi esiintyä happiympäristössä :

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

Vetyperoksidilla on heikkoja happamia ominaisuuksia (K = 1,4⋅10 -12 ), ja siksi se dissosioituu kahdessa vaiheessa:

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

Väkevän H 2 O 2 -liuoksen vaikutuksesta joihinkin hydroksideihin voidaan joissakin tapauksissa eristää metalliperoksideja, joita voidaan pitää vetyperoksidin suoloina ( Li 2 O 2 , MgO 2 jne.):

{\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)).

Peroksidiryhmä [—O—O—] on monien aineiden ainesosa. Tällaisia aineita kutsutaan peroksideiksi tai peroksidiyhdisteiksi. Näitä ovat metalliperoksidit ( Na 2 O 2 , BaO 2 ja muut). Peroksidiryhmän sisältäviä happoja kutsutaan peroksohapoiksi , esimerkiksi peroksomonofosfori H 3 PO 5 , peroksodirikki H 2 S 2 O 8 ja peroksonitrihappo HNO 4 hapot.

Redox-ominaisuudet

Vetyperoksidilla on sekä hapettavia että pelkistäviä ominaisuuksia. Se hapettaa nitriitit nitraateiksi , vapauttaa jodia metallijodideista , hajottaa tyydyttymättömät yhdisteet kaksoissidoskohdissa . Vetyperoksidi pelkistää kulta- ja hopeasuoloja sekä mangaania , kun se saatetaan reagoimaan kaliumpermanganaatin vesiliuoksen kanssa happamassa väliaineessa.

Kun H 2 O 2 pelkistetään , muodostuu H 2 O tai OH- , esimerkiksi :

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

Voimakkaiden hapettimien vaikutuksesta H 2 O 2 :lla on pelkistäviä ominaisuuksia, jotka vapauttavat vapaata happea:

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

esimerkiksi:

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

KMnO 4 : n reaktiota H 2 O 2 :n kanssa käytetään kemiallisessa analyysissä H 2 O 2 -pitoisuuden määrittämiseen :

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

Orgaanisten yhdisteiden hapetus vetyperoksidilla (esim. sulfidit ja tiolit ) on suositeltavaa suorittaa etikkahappoväliaineessa .

Biologiset ominaisuudet

Vetyperoksidi kuuluu hapen reaktiivisiin muotoihin ja lisääntynyt muodostuminen solussa aiheuttaa oksidatiivista stressiä . Jotkut entsyymit , kuten glukoosioksidaasi , muodostavat redox-reaktion aikana vetyperoksidia , jolla voi olla suojaava rooli bakteereja tappavana aineena. Nisäkässoluissa ei ole entsyymejä, jotka pelkistävät hapen vetyperoksidiksi. Useat entsyymijärjestelmät ( ksantiinioksidaasi , NADP-H-oksidaasi , syklo- oksigenaasi jne.) tuottavat kuitenkin superoksidia , joka spontaanisti tai superoksididismutaasin vaikutuksesta muuttuu vetyperoksidiksi.

Haetaan

Historiallisesti ensimmäinen teollinen menetelmä vetyperoksidin synteesiin oli rikkihapon elektrolyysi tai ammoniumsulfaatin rikkihapossa oleva liuos, jonka aikana muodostuu peroksodirikkihappoa , jota seurasi jälkimmäisen hydrolyysi peroksidiksi ja rikkihapoksi:

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

1900-luvun puolivälistä lähtien persulfaattiprosessi vetyperoksidin synteesiä varten on korvattu BASF :n 1930-luvulla kehittämällä antrakinoniprosessilla [3] . Tässä prosessissa vety hapetetaan muodollisesti ilmakehän hapella, jota katalysoivat antrakinonialkyylijohdannaiset :

Prosessi perustuu alkyyliantrahydrokinonien (yleensä 2-etyyli-, 2-tert-butyyli- ja 2-pentyyliantrahydrokinonit) autohapettumiseen ilmakehän hapen kanssa antrakinoneja ja vetyperoksidia muodostaen. Reaktio suoritetaan alkyyliantrahydrokinonien liuoksessa bentseenissä lisäämällä sekundäärisiä alkoholeja; prosessin päätyttyä vetyperoksidi uutetaan orgaanisesta faasista vedellä. Alkuperäisten antrahydrokinonien regeneroimiseksi antrakinonien bentseeniliuos pelkistetään vedyllä katalyyttisten määrien palladiumia läsnä ollessa [4] .

Vetyperoksidia voidaan saada myös isopropyylialkoholin katalyyttisellä hapetuksella [5] :

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

asetoni on kuitenkin tämän reaktion arvokas sivutuote , mutta tätä menetelmää ei tällä hetkellä käytetä laajassa mittakaavassa teollisuudessa.

Laboratorio-olosuhteissa vetyperoksidin saamiseksi käytetään laimean rikkihapon reaktiota bariumperoksidin kanssa :

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

Vetyperoksidin väkevöinti ja puhdistus suoritetaan hellävaraisella tislauksella .

Kun hydroperiitti liuotetaan veteen, muodostuu vetyperoksidia ja ureaa.

Äskettäin (1900-luvun lopulla) oli mahdollista syntetisoida H 2 O 3 ja H 2 O 4 . Nämä yhdisteet ovat erittäin epästabiileja. Tavallisissa lämpötiloissa ( N.C. ) ne hajoavat sekunnin murto-osassa, mutta matalissa lämpötiloissa, luokkaa -70 °C, ne ovat olemassa tunteja. Spektrokemiallinen tutkimus osoittaa, että niiden molekyyleillä on siksak- ketjurakenne (samanlainen kuin sulfaanit ): H—O—O—O—H, H—O—O—O—O—H [6] .

Se on yksi vedyn palamisen välituotteista, mutta se hajoaa välittömästi vedeksi ja hapeksi. Mutta kun liekki suunnataan jäätä kohti, näkyy vetyperoksidin jälkiä [2] .

Konsentraation määritysmenetelmät

Laimeissa vesiliuoksissa, joiden vetyperoksidipitoisuudet ovat luokkaa 10-20 mM, tarkat pitoisuusarvot voidaan määrittää spektrofotometrisesti ultraviolettiaallonpituusalueella. Aallonpituudella 240 nm vetyperoksidin vesiliuoksen pitoisuudella 20 mM absorbanssiarvo on 0,872 mitattuna tislattua vettä vastaan. [7]

Sovellus

Voimakkaiden hapettavien ominaisuuksiensa ansiosta vetyperoksidia on käytetty laajasti jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa, jossa sitä käytetään esimerkiksi valkaisuaineena tekstiilituotannossa ja paperin valmistuksessa. Sitä käytetään rakettipolttoaineena , hapettavana aineena tai yksikomponenttisena (hajoaa katalysaattorilla), mukaan lukien turbopumppuyksiköiden käyttämiseen . [8] Käytetään analyyttisessä kemiassa , vaahdotusaineena huokoisten materiaalien tuotannossa, desinfiointi- ja valkaisuaineiden tuotannossa. Teollisuudessa vetyperoksidia käytetään myös katalyyttinä, hydrausaineena ja epoksidoivana aineena olefiinien epoksidaatiossa.

Lääketieteessä ja hygieniassa

Vaikka pieniin pinnallisiin haavoihin käytetään laimennettuja vetyperoksidiliuoksia, tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä menetelmä tarjoaa antiseptisen vaikutuksen ja puhdistamisen, mutta myös pidentää paranemisaikaa [9] [10] . Vaikka vetyperoksidilla on hyvät puhdistusominaisuudet, se ei itse asiassa nopeuta haavan paranemista. Riittävän korkeat pitoisuudet, jotka antavat antiseptisen vaikutuksen, voivat myös pidentää paranemisaikaa haavan vieressä olevien solujen vaurioitumisen vuoksi [11] . Lisäksi vetyperoksidi voi häiritä paranemista ja edistää arpeutumista johtuen vasta muodostuneiden ihosolujen tuhoutumisesta [12] .

Kuitenkin keinona puhdistaa monimutkaisen profiilin syviä haavoja, märkiviä raitoja , limaa ja muita märkiviä haavoja, joiden puhdistaminen on vaikeaa, vetyperoksidi on edelleen suositeltava lääke, koska sillä ei ole vain antiseptistä vaikutusta, vaan se myös luo suuri määrä vaahtoa vuorovaikutuksessa katalaasientsyymin kanssa . Tämä puolestaan mahdollistaa pehmentää ja erottaa nekroottisia alueita, verihyytymiä, mätä kudoksista, jotka pestään helposti pois lisäämällä myöhemmin antiseptistä liuosta haavaonteloon. Ilman esikäsittelyä vetyperoksidilla antiseptinen liuos ei pysty poistamaan näitä patologisia muodostumia, mikä lisää haavan paranemisaikaa merkittävästi ja pahentaa potilaan tilaa.

Vetyperoksidia käytetään kuulokäytävien tulppien liuottamiseen . Liuos reagoi korvavahan kanssa ja liuottaa tulpan.

Kosmeettisiin tarkoituksiin

Vetyperoksidia käytetään myös hiusten valkaisuun [13] .

Elintarviketeollisuudessa

Vetyperoksidiliuoksia käytetään tuotteiden kanssa suorassa kosketuksessa olevien laitteiden teknisten pintojen desinfiointiin. Lisäksi maitotuotteita ja mehuja valmistavissa yrityksissä käytetään vetyperoksidiliuoksia pakkausten desinfiointiin ( Tetra Pak -tekniikka ). Vetyperoksidia käytetään teknisiin tarkoituksiin elektroniikkalaitteiden valmistuksessa.

Kotona

Sitä käytetään myös poistamaan MnO 2 -tahroja , jotka ovat muodostuneet kaliumpermanganaatin ("kaliumpermanganaatin") vuorovaikutuksessa esineiden kanssa (pelkistysominaisuuksiensa vuoksi).

3-prosenttista vetyperoksidiliuosta käytetään akvaariokaupassa tukehtuneiden kalojen elvyttämiseen sekä akvaarion puhdistamiseen ja ei-toivotun kasviston ja eläimistön hallintaan akvaariossa [14] .

Kemiallisen reaktion osoittaminen

Vetyperoksidia käytetään hyvin tunnetussa kokeessa , joka osoittaa aineen tilavuuden moninkertaisen lisääntymisen kemiallisen reaktion seurauksena [15] .

Julkaisulomakkeet

Saatavana vesiliuosten muodossa, standardipitoisuudet 1-6%, 30, 38, 50, 60, 85, 90 ja 98% . 30-prosenttista vetyperoksidin vesiliuosta, joka on stabiloitu lisäämällä natriumfosfaatteja, kutsutaan perhydroliksi. Vetyperoksidia, joka on valmistettu tablettien muodossa kiinteästä klatraattista urean kanssa, kutsutaan hydroperiittiksi .

Sovelluksen vaara

Vetyperoksiditiivisteet aiheuttavat palovammoja joutuessaan kosketuksiin ihon, limakalvojen ja hengitysteiden kanssa . Suurina pitoisuuksina riittämättömän puhdas vetyperoksidi voi olla räjähtävää. Se on vaarallista nieltäessä tiivistettyjä liuoksia. Aiheuttaa voimakkaita tuhoisia muutoksia, jotka ovat samankaltaisia kuin alkalien vaikutus. Vetyperoksidin (perhydrolin) 30-prosenttisen liuoksen tappava annos on 50–100 ml [16] .

Muistiinpanot

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
↑ 1 2 3 Yleinen kemia: oppikirja / N. L. Glinka . - Toim. poistettu — M.: KNORUS, 2012. — 752 s. — ISBN 978-5-406-02149-1
↑ H. Riedl ja G. Pfleiderer, US-patentti 2 158 525 (2. lokakuuta 1936 Yhdysvalloissa ja 10. lokakuuta 1935 Saksassa) IG Farbenindustrielle, Saksalle
↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose LG Fierro; Blanco Brieva; Fierro. Vetyperoksidisynteesi: Antrakinoniprosessin ulkopuolella oleva näkökulma // Angewandte Chemie International Edition : aikakauslehti . - 2006. - Voi. 45 , no. 42 . - P. 6962-6984 . - doi : 10.1002/anie.200503779 . — PMID 17039551 .
↑ Burgess, A.R.; Cullis, C.F.; Newitt, EJ 365. Isopropyylialkoholin kaasumainen hapetus. Osa 1. Lämpötilan, paineen ja seoksen koostumuksen vaikutus vetyperoksidin ja muiden tuotteiden muodostumiseen // Journal of the Chemical Society : päiväkirja. - Chemical Society , 1961. - 1. tammikuuta ( nro 0 ). - P. 1884-1893 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/JR9610001884 .
↑ Akhmetov N.S. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - 2. painos - M.: Korkeakoulu, 1988. - s. 304.
↑ Razygraev A.V. Rotan veriplasman homokysteiiniperoksidaasiaktiivisuus. Reaktion stoikiometria ja entsymaattinen luonne (venäjä) // Biolääketieteellinen kemia. – 12.11.2013. - T. 59 , no. 6 . — S. 636–643 . - doi : 10.18097/pbmc20135906636 . Arkistoitu alkuperäisestä 11. joulukuuta 2021.
↑ Kosmonautiikka, tietosanakirja. M., 1985.
↑ O'Connor, Anahd . Todella? Väite: Vetyperoksidi on hyvä hoito pienille haavoille , New York Times (19. kesäkuuta 2007). Arkistoitu alkuperäisestä 10. marraskuuta 2011. Haettu 13. heinäkuuta 2011.
↑ Carroll, Aaron E. , Rachel C. Vreeman. Lääketieteelliset myytit eivät kuole helposti , CNN (12. heinäkuuta 2011). Arkistoitu alkuperäisestä 10. marraskuuta 2012. Haettu 13. heinäkuuta 2011.
↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Disinfectant and Antiseptics , CRC Press, 1996, ISBN 0824795245 , sivu 161.
↑ Wilgus TA, Bergdall VK, Dipietro LA, Oberyszyn TM Vetyperoksidi häiritsee arpeutettua sikiön haavan korjausta (neopr.) // Wound Repair Regen. - 2005. - T. 13 , nro 5 . - S. 513-519 . doi : 10.1111 / j.1067-1927.2005.00072.x . — PMID 16176460 .
↑ Keinot hiusten vaalentoon . Käyttöpäivä: 4. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 9. helmikuuta 2011. (määrätön)
↑ M. Bailey, P. Burgress. Aquaristin kultainen kirja. Täydellinen opas makean veden trooppisten kalojen hoitoon. - M . : Aquarium LTD, 2004.
↑ Elephant's Tooth Paste (downlink) . Utahin yliopiston kemian demonstraatiot . Utahin yliopisto. Käyttöpäivä: 21. maaliskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 23. joulukuuta 2014. (määrätön)
↑ Vasta-aiheet vetyperoksidin käytölle lääkinnällisiin tarkoituksiin Arkistoitu 25. elokuuta 2011 Wayback Machinessa

Kirjallisuus

Akhmetov N. S. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - M . : Korkeakoulu, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - M .: Kemia, 1994.

Linkit

NIST Chemistry WebBook

Vedyn binääriset yhdisteet

Alkalimetallihydridit

Maa -
alkalimetallihydridit

Olla	BeH2_ _
Mn	MnH 2
Ca	CaH2_ _
Sr	SrH 2
Ba	BaH2_ _

Boorialaryhmän hydridit

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

Hiilen alaryhmän hydridit

C	Alkaanit CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H14 _ _ _ Alkeenit C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ Alkynes C 2 H 2 C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silaanit SiH4_ _ Si2H6 _ _ _ Si 3 H 8 Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2 H 6
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Pniktogeeniset vedyt

N	Azans NH3_ _ N 2 H 4 Azene N 2 H 2 N 3 H 3 N 4 H 4
P	PH 3
Kuten	Tuhka 3
Sb	SbH 3
Bi	BiH 3

Kalkogeeni vedyt

O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H2S _ _ H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H2Se _ _
Te	H 2 Te
Po	H 2 Po

Vetyhalogenidit

Siirtymämetallihydridit

Katso myös:

epäorgaaniset hapot
hiilivedyt

Hammasvalmisteet ( ATC - koodi A01A )

Valmisteet karieksen ehkäisyyn	natriumfluoridi Natriummonofluorifosfaatti * Olaflur * Tinafluoridi * Natriumfluoridi yhdessä muiden lääkkeiden kanssa

Valmisteet suuontelon sairauksien paikalliseen hoitoon

- mikrobilääkkeet	Vetyperoksidi Klooriheksidiini Amfoterisiini B polynoksiliini * Domifene * Oksikinoliini * Neomysiini mikonatsoli Natamysiini Heksetidiini Tetrasykliini Bentsoksoniumkloridi * Tibesoniumjodidi * mepartrisiini * Metronidatsoli ** klotrimatsoli Natriumperboraatti * Klooritetrasykliini * Doksisykliini Minosykliini
- glukokortikosteroidit	Triamcinoloni Deksametasoni Hydrokortisoni **
- muut huumeet	Epinefriini Bentsidamiini Asetyylisalisyylihappo adrenaliini * Amlexanox * Bekaplermiini *

* — lääkettä ei ole rekisteröity Venäjällä
** — lääke on rekisteröity, mutta vastaavia annosmuotoja ei ole

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Hienoa norjalaista Iso venäläinen Brockhaus ja Efron Brockhaus ja Efron maailman ympäri Pieni Brockhaus ja Efron Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	BNF : 119510333 GND : 4189281-1 J9U : 987007533739505171 LCCN : sh85063431 NDL : 00565090