HIDROJEN PEROKSIT (H2O2): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, ELDE EDILMESI - KIMYA - 2025

Hidrojen peroksit , kimyasal formül, H ile bir inorganik bileşiktir ₂ O ₂ . Hepsinden öte, bu kimyasal bileşikler ailesinin en basit peroksitidir. Yapısal formülü HOOH'dir, bu dahili oksijenli köprü tüm peroksitler için karakteristiktir.

1818'de H ₂ O ₂ , daha sonra hidrojen peroksit adını verdiği kimyasal bir bileşik hazırlayan Louies Jacques Thénard tarafından tanımlandı. Kararsız bir bileşiktir, ışığa, ısıya ve bazı metallere maruz kaldığında ayrışır.

Hidrojen peroksitin kimyasal formülü

Küçük yaraların dezenfeksiyonunda, saç beyazlatmasında, su tedavisinde vb. Kullanılan oldukça faydalı bir bileşiktir. İnsanlar için zararlı etkileri olabilmesine rağmen, birçok yararlı işlevi yerine getirdiği canlıların tüm ökaryotik hücrelerinde bulunur.

Hidrojen peroksit, karaciğer ve böbrekler tarafından elimine edilen fenoller, etanol, formaldehit vb. Gibi toksik maddelerin oksidasyonunu üretir. Ayrıca nötrofilik lökositler ve makrofajlar tarafından fagositozlanan bakterilerin yok edilmesine katkıda bulunur.

yapı

Molekül

Top ve çubuk modeliyle temsil edilen hidrojen peroksit molekülü. Kaynak: Benjah-bmm27, Wikipedia.

Üstteki resimde kırmızı küreler oksijen atomlarına ve beyaz olanlar hidrojen atomlarına karşılık gelen H ₂ O ₂ (HOOH) molekülünün yapısını göstermektedir . Molekülün düz olmadığına ve H atomlarının uzayda tutulmadığına (karşılıklı) dikkat edin.

İlginç bir şekilde, H ₂ O ₂ , merkezi basit bağını OO döndürmeyi zor bulur, bu nedenle bu H'lerin pozisyonları birbiriyle değiştirilemez; diğeri yukarı çıkarken biri aşağı inmeyecek.

Neden? Çünkü iki oksijen atomunda, toplamda sekiz çok yakın elektron veren ve negatif yüklerinden dolayı birbirini iten iki serbest elektron çifti vardır.

Rotasyonlar

Yine de OO bağlantısı, çevresi ile etkileşimler nedeniyle hafif dönüşe duyarlıdır.

Örneğin, iki başparmağı bir araya getirerek, işaret parmakları uzatılmış ve diğerleri kapalıyken bir kort çiziyormuş gibi başparmağınızı işaret parmaklarından biri öne, diğeri arkaya bakacak şekilde döndürerek, H ₂ O _2'nin yaklaşık temsili .

Bir vücut işaret parmağından herhangi birine dokunursa, bu etkileşime yanıt olarak baş parmaklar döner; ancak, yukarıda bahsedilen elektronik geri itmeler nedeniyle hemen orijinal konumlarına döneceklerdir. Bu rotasyonlar böylece bu molekülün dinamik yönlerini çerçeveler.

Moleküller arası etkileşimler

Sıvı haldeyken, H ₂ O ₂ hidrojen bağları (HOOH-O ₂ H ₂ ) kurmayı başarır , aksi takdirde yüksek kaynama noktası (150 ºC) suya kıyasla açıklanamaz.

Gaz fazına geçtikten sonra, H ₂ O ₂ molekülleri muhtemelen sadece moleküller arası mesafenin daha büyük olması nedeniyle bu tür köprüler oluşturamaz, aynı zamanda çarpışma durumunda hidrojen atomları da ilk temas edeceklerdir (bu olabilir parmak modeli kullanılarak yeniden görselleştirilmiştir).

Bu arada katı fazda, H tarafından oluşturulan düzlemlerin açısı 90º'dir (işaret parmaklarını dik olarak koyun). Şimdi hidrojen bağları daha da önemli hale geliyor ve H ₂ O ₂ molekülleri tetragonal bir yapıya sahip bir kristal halinde düzenleniyor.

Özellikleri

Hidrojen peroksit içeren şişe. Eczanelerde% 3 m / v konsantrasyonla elde edilir. Kaynak: Pixnio.

İsimler

-Hidrojen peroksit

Dioksidan

Oksidanol

-Perhidroksik asit

-O-hidroksiol

-Peroksit

Molar kütle

34.0147 g / mol

Fiziksel görünüş

Soluk mavi (konsantre) veya renksiz sıvı. Sudan biraz daha yapışkan ve yoğundur. Isıtıldığında patlayarak ayrıştığı için düşük sıcaklıklarda ve düşük basınçta güvenlik için damıtılır.

Koku

Keskin veya ozon benzeri koku.

Damak zevki

Acı

Yoğunluk

Katı 1,71 g / cm ³

Sulu çözeltilerinin yoğunlukları, konsantrasyonlarına bağlıdır; örneğin,% 27 o g / cc 1.10 bir yoğunluğa sahip ³ iken,% 50, 1.13 g / cc ^3.

Erime noktası

- 0.43ºC

Kaynama noktası

150.2 ° C Hidrojen peroksit yüksek sıcaklıklarda ayrıştığı için bu değer ekstrapolasyon ile elde edilmiştir.

Su çözünürlüğü

25 ºC'de karışabilir ≥ 100 mg / mL

Çözünürlük

Eter ve alkollerde çözünür, ancak petrol eterinde çözünmez. Birçok organik çözücüde su ve oksijene ayrışır.

Oktanol / su bölme katsayısı

Günlük P = - 0.43

Buhar basıncı

30 ° C'de 5 mmHg

Ayrışma sabiti

pKa = 11,72

pH

Hidrojen peroksit çözeltileri hafif asidiktir. Örneğin,% 35'inin pH'ı 4,6'dır; ancak% 90 konsantre edildiğinde, pH daha az asidik hale gelir: 5.1.

Kırılma indisi (n

1.4061

Viskozite

20 ° C'de 1.245 cPoise

Isı kapasitesi

1.267 J / gK (gaz)

2.619 J / gK (sıvı)

Buharlaşma ısısı

1.519 J / g K

istikrar

Önerilen koşullar altında kararlıdır. Asetanilid ve kalay tuzlarının eklenmesiyle daha da stabilize edilir.

Aşınma

Aşındırıcı

ayrışma

Işığa maruz kaldığında veya oksitleyici ve indirgeyici maddelerin varlığında bozunur. Ayrıca ısındığında ayrışır. Ayrıştığı zaman, su ve oksijeni açığa çıkarır ve pH ve sıcaklıkta bir artış ile enzim katalazın varlığı tarafından tercih edilir.

Yüzey gerilimi

20 ° C'de 80,4 din / cm

Reaktivite

H ₂ O ₂ , demir içeren demirin (Fe ²⁺ ) ferrik demire (F ³⁺ ) asit çözeltilerinde oksitleyici bir madde olarak işlev görür ; ayrıca sülfit iyonlarını (SO okside ₃ ^2- sülfat iyonu (SO için) ₄ ^2- ).

Ayrıca, bazik solüsyonların varlığında indirgeyici bir ajan olarak hareket ederek, oksijen salınımı ile sodyum hipoklorit (NaOCl) ve potasyum permanganatı (KMnO ₄ ) azaltır .

Uygulamalar

Beyazlatma

Hidrojen peroksit, kağıt endüstrisinde yıllık üretiminin çoğunu tüketen selüloz ve kağıt ağartmada kullanılmaktadır.

Dezenfektan

Hidrojen peroksit, küçük yaraların, sıyrıkların ve yanıkların enfeksiyonunu önlemek için hafif bir antiseptiktir. Ayrıca ağız gargarası olarak ve pamukçuk veya diş eti iltihabının varlığından dolayı ağızda oluşan hafif tahrişi gidermek için kullanılır.

Ayrıca yüzeyleri, buzdolaplarının içini, suyu dezenfekte etmek ve su sistemleri ve soğutma kulelerinde aşırı bakteri üremesi ile mücadele etmek için kullanılır. Hidrojen peroksit, kirleticileri parçalayan serbest oksijen radikallerini serbest bırakır.

Deterjan

Hidrojen peroksit, sodyum perkarbonat dahil olmak üzere çamaşır ağartma deterjanlarının imalatında kullanılır. Bu bileşik, suda çözündüğünde bileşenlerine ayrılan bir sodyum karbonat ve hidrojen peroksit kompleksidir.

Kozmetik uygulama

Saç ağartmada boyama öncesinde seyreltilmiş hidrojen peroksit kullanılır. Aynı zamanda dişleri beyazlatmak için ve ev yapımı diş macununun bir parçası olarak kullanılır.

İtici

Hidrojen peroksit, iki kutuplu bir roketin monopropellant veya oksitleyici bileşeni olarak kullanılır. İtici olarak kullanılmasına izin veren bir özellik olan oksijen ve suyu serbest bırakarak ayrıştırır.

Söz konusu ayrışmayı hızlandıran bir katalizör varlığında bir reaksiyon hücresine pompalanır. Bu sırada yüksek sıcaklıkta su buharı üretilir.

Buhar bir boşluktan dışarı atıldığında bir dürtü üretir. 1940 yılında inşa edilen V-80 denizaltısı, türbinlerinde hidrojen peroksitten üretilen oksijeni kullandı; Walter'ın türbin sistemi denir.

edinme

Başlangıçta, hidrojen peroksit, amonyum persülfat veya amonyum bisülfat, NH elektrolizi hidrolizi ile endüstriyel olarak elde edildi ₄ Hso ₄ .

Hidrojen peroksit şu anda endüstriyel olarak antrakinon kullanılarak elde edilmektedir. İşlem dört aşamada gerçekleştirilir: hidrojenasyon, filtrasyon, oksidasyon, ekstraksiyon ve saflaştırma.

Hidrojenasyon

Alkilantrokinon, hidrojen gazının alümina ve az miktarda katalizör (paladyum) ile yüklü bir hidrojeneratörden geçirilmesiyle hidrojene edilir. Sıcaklık sürekli karıştırılarak 45ºC'de tutulur.

Alkildrokinon, alkilantrahidrokinon ve tetrahidroalkilantrahidrokinona dönüştürülür, ikincisi aşağıdaki prosedürler için uygunluk açısından seçilir.

süzme

Hidrojenlenmiş antrakinon içeren çözelti, içerebileceği katalizör kalıntılarını gidermek için süzülür.

Oksidasyon

Filtrelenen çözelti, içinden hava geçirilerek oksitlenir ve düşük saflıkta hidrojen peroksit oluşturur.

Ekstraksiyon ve saflaştırma

Hidrojen peroksit solüsyonu bir sıvı-sıvı ekstraksiyon kolonundan geçer. Hidrojen peroksit çözeltisi içinden pompalanırken su, kolondan akar.

Su,% 25 ile% 35 w / w arasında bir hidrojen peroksit konsantrasyonu ile ekstraktörün tabanına ulaşır. Ardından,% 30 hidrojen peroksit konsantrasyonuna kadar vakumla damıtma ile saflaştırılır. Sonunda stabilize olur ve saklanır.

Riskler

Hidrojen peroksit yanıyor. Kaynak: Bobjgalindo

Hidrojen peroksit aşındırıcı bir ajandır, bu nedenle ciltle temas ettiğinde geçici beyazlamaya ek olarak ciddi tahrişe neden olur (üstteki resim). Ayrıca göz hasarı, kaşıntı, kızarıklık, kızarıklık ve su toplamasına neden olabilir.

Solunması burun, boğaz ve akciğerlerde tahrişe neden olur. Bu arada, tekrarlanan maruz kalma bronşit, öksürük, balgam ve nefes darlığına neden olabilir. Ve yeterli değilmiş gibi baş ağrısı, baş dönmesi, mide bulantısı ve kusmaya da neden olur.

Hidrojen peroksite şiddetli maruz kalma, akciğerlerde sıvı birikmesine neden olabilir ve bu, akciğer ödemi olarak bilinir - acil tıbbi müdahale gerektiren ciddi bir durumdur.

Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), 8 saatlik bir vardiyada bir çalışma ortamında 1 ppm hidrojen peroksit için izin verilen maksimum değeri belirledi. Ancak, mutajenik bir bileşik olduğu için maruziyet minimumda tutulmalıdır.

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Vikipedi. (2019). Hidrojen peroksit. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. William R. Busing ve Henri A. Levy. (2004). Hidrojen Peroksitin Kristal ve Moleküler Yapısı: Bir Nötron - Kırınım Çalışması. doi.org/10.1063/1.1696379
4. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Hidrojen peroksit. PubChem Veritabanı. CID = 784. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Encyclopaedia Britannica'nın Editörleri. (27 Kasım 2018). Hidrojen peroksit. Encyclopædia Britannica. Britannica.com'dan kurtarıldı
6. New Jersey Sağlık Bakanlığı. (2016). Hidrojen peroksit. . Kurtarıldı: nj.gov
7. Mathews, CK, Van Holde, KE, Ahern, KG (2002). Biyokimya. Üçüncü baskı. Yayıncı Pearson Addison Wesley
8. Web MD. (2019). Hidrojen peroksit. Webmd.com adresinden kurtarıldı