Перекись водорода
-
Описание перекиси водорода
- Перекись водорода (H2O2) — химическое соединение с формулой H2O2.
- В чистом виде это бледно-голубая жидкость, немного более вязкая, чем вода.
- Используется как окислитель, отбеливатель и антисептик.
-
Свойства и структура
- Температура кипения H2O2 составляет 150,2 °C.
- При нагревании до 150 °C разлагается на воду и кислород.
- Молекула имеет неплоскостную структуру с симметрией C2.
- Обладает высоким барьером вращения и хиральностью.
-
Водные растворы
- В водных растворах образует эвтектическую смесь с температурой замерзания -56 °C.
- Температура кипения смесей на 14 °C выше, чем у чистой воды.
- Плотность водного раствора H2O2 зависит от концентрации.
-
Сравнение с аналогами
- Перекись водорода имеет высокую температуру кипения и плавления.
- Обладает прочными водородными связями.
- Дифосфан и дисульфид водорода имеют слабые водородные связи.
-
Естественное явление
- Образуется в биологических системах и в окружающей среде.
- Обнаружена в поверхностных водах, грунтовых водах и атмосфере.
- Количество перекиси водорода в биологических системах можно определить с помощью флуорометрического анализа.
-
Открытие и производство
- Александр фон Гумбольдт сообщил о пероксиде бария в 1799 году.
- Луи Жак Тенар описал перекись водорода в 1820 году.
- Первый завод по производству перекиси водорода построен в 1873 году.
- В 1930-х годах разработан процесс получения антрахинона.
- Мировое производство H2O2 в 2006 году составило 2,2 млн тонн.
- Сегодня перекись водорода производится почти исключительно по технологии получения антрахинона.
-
Промышленные процессы окисления
- Окисление осуществляется путем пропускания сжатого воздуха через раствор антрагидрохинона.
- Перекись водорода извлекается из раствора, антрахинон рециркулируется.
- Экономическая эффективность зависит от утилизации растворителей и катализатора.
-
Исторические методы
- Перекись водорода ранее получали гидролизом персульфата аммония.
- Другие методы включают электролиз, фотохимию и электрическую дугу.
-
Реакции перекиси водорода
- Перекись водорода как кислота в 1000 раз сильнее воды.
- Диспропорционирует с образованием воды и кислорода.
- В кислых растворах является мощным окислителем, в щелочных — восстановителем.
-
Органические реакции
- Используется как окислитель для окисления тиоэфиров и эпоксидирования алкенов.
- Является основным реагентом в процессе окисления Дакина.
-
Биохимия
- Образуется при аэробном окислении глюкозы и в пероксисомах.
- Каталаза и глутатионпероксидаза катализируют диспропорционирование перекиси водорода.
- Реакция Фентона объясняет токсичность перекиси водорода.
-
Функции и использование
- Используется для отбеливания целлюлозы и бумаги, производства перкарбоната и пербората натрия.
- Применяется в производстве органических и неорганических пероксидов.
- Используется для очистки сточных вод и дезинфекции поверхностей.
- Перекись водорода рассматривается как экологически безопасная альтернатива отбеливателям на основе хлора.
-
Использование HTP в ракетных двигателях
- HTP используется как монотопливное топливо и окислитель в двухтопливных ракетах.
- Монотопливо HTP создает максимальный удельный импульс 161 с.
- Гидразин заменил HTP из-за увеличения удельного импульса.
- HTP использовался в ракетах Bell, X-1, X-15, Centaur, Mercury, Little Joe и других.
-
Использование HTP в качестве окислителя
- HTP разлагается для окисления горящего топлива, достигая удельных импульсов до 350 с.
- HTP легче использовать для газовых турбин и регенеративного охлаждения.
- HTP успешно использовался в немецких ракетных двигателях Второй мировой войны.
-
Бытовое использование HTP
- HTP используется как чистящее и дезинфицирующее средство.
- Разбавленный HTP отбеливает волосы и зубы.
- HTP может быть использована для лечения угревой сыпи и гингивита.
-
Нишевое использование HTP
- HTP используется для полива растений и борьбы с вредителями.
- HTP одобрен для борьбы с микробами в аквакультуре.
- HTP удаляет пожелтение с акрилонитрилбутадиенстирольных пластиков.
-
Безопасность HTP
- Низкие концентрации HTP безопасны для медицинского использования.
- Высокие концентрации опасны и требуют осторожного обращения.
- HTP образует взрывоопасные смеси и вызывает коррозию.
- Вдыхание паров HTP опасно для легких.
-
Заживление ран
- HTP использовалась для дезинфекции ран, но данные противоречивы.
- 1,5-3%-ная HTP используется в стоматологии для дезинфекции.
- 1-1,5%-ная HTP полезна для лечения воспаления третьих моляров.
-
Использование перекиси водорода в альтернативной медицине
- Перекись водорода используется при различных заболеваниях, включая эмфизему, грипп, СПИД и рак.
- Эффективность и безопасность терапии перекисью водорода сомнительны.
-
Механизм действия перекиси водорода
- Перекись водорода вырабатывается иммунной системой и используется для уничтожения патогенов.
- Свободная перекись водорода повреждает ткани, вызывая окислительный стресс.
-
Побочные эффекты и риски
- Пероральный прием больших доз перекиси водорода может вызвать раздражение и образование пузырей.
- Внутривенное введение перекиси водорода связано с летальными случаями.
-
Исторические происшествия
- В 1934 году в Германии произошел взрыв топливного бака с перекисью водорода, погибли три человека.
- Во время Второй мировой войны врачи использовали перекись водорода для умерщвления людей.
- В 1955 году подводная лодка HMS Sidon затонула из-за утечки перекиси водорода, погибли двенадцать членов экипажа.
- В 1992 году на заводе в Жарри произошел взрыв, погиб один человек, завод был разрушен.
- В 2000 году на подводной лодке «Курск» произошел взрыв из-за утечки перекиси водорода, судно погибло вместе с экипажем.
- В 2010 году в Нью-Йорке произошел разлив перекиси водорода, сообщений о травмах не поступало.
-
Рекомендации и источники
- Перекись водорода не одобрена в США и не имеет научных доказательств эффективности.
- Перекись водорода используется в различных процессах, таких как отбеливание и восстановление пластика.