Brintoverilte

Hydrogenperoxid ( brintoverilte , kemisk formel - H 2 O 2 ) er en uorganisk kemisk forbindelse af brint og oxygen , som er den enkleste repræsentant for klassen af peroxider .

Fysiske egenskaber

På grund af asymmetrien er H 2 O 2 molekylet stærkt polært (μ = 0,7⋅10 −29 C m). Den relativt høje viskositet af flydende hydrogenperoxid skyldes det udviklede system af hydrogenbindinger . Brintindeks - 4,75. Da oxygenatomer har udelte elektronpar , er H2O2- molekylet også i stand til at danne donor - acceptorbindinger .

Under standardbetingelser er hydrogenperoxid en farveløs sirupsagtig [2] tung polær væske med en "metallisk" smag , ubegrænset opløselig i vand , alkohol og diethylether .

Det er også et godt opløsningsmiddel. Det frigives fra vand i form af et ustabilt krystallinsk hydrat H 2 O 2 ∙ 2H 2 O.

Koncentrerede vandige opløsninger af hydrogenperoxid er eksplosive .

Kemiske egenskaber

Hydrogenperoxidmolekylet er meget polært, hvilket fører til dannelsen af brintbindinger mellem molekylerne. O-O-bindingen er skrøbelig, derfor er H 2 O 2 en ustabil forbindelse, der let nedbrydes. Også tilstedeværelsen af overgangsmetalioner kan bidrage til dette . Et rent stof er ekstremt ustabilt og nedbrydes ved frigivelse af varme; derfor er stabiliserende tilsætningsstoffer til stede i dets højkoncentrerede opløsninger og i perhydrol. Men i fortyndede vandige opløsninger er hydrogenperoxid relativt stabilt [2] . Disproportioneringsreaktionen katalyseres af overgangsmetalioner, nogle proteiner:

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

I nærvær af nedbrydningskatalysatorer kan ozon forekomme i et iltmiljø :

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

Hydrogenperoxid udviser svage sure egenskaber (K = 1,4⋅10 −12 ), og dissocierer derfor i to trin:

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

Under påvirkning af en koncentreret opløsning af H 2 O 2 på nogle hydroxider kan der i nogle tilfælde isoleres metalperoxider, som kan betragtes som salte af hydrogenperoxid ( Li 2 O 2 , MgO 2 osv.):

{\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)).

Peroxidgruppen [—O—O—] er en bestanddel af mange stoffer. Sådanne stoffer kaldes peroxider eller peroxidforbindelser. Disse omfatter metalperoxider ( Na 2 O 2 , BaO 2 og andre). Syrer indeholdende en peroxidgruppe kaldes peroxosyrer , for eksempel peroxomonophosphorsyre H 3 PO 5 , peroxodisvovlsyre H 2 S 2 O 8 og peroxonitrisk HNO 4 syrer.

Redox-egenskaber

Hydrogenperoxid har både oxiderende og reducerende egenskaber. Det oxiderer nitritter til nitrater , frigiver jod fra metaljodider , nedbryder umættede forbindelser på stedet for dobbeltbindinger . Hydrogenperoxid reducerer guld- og sølvsalte såvel som mangan , når det reageres med en vandig opløsning af kaliumpermanganat i et surt medium.

Når H 2 O 2 reduceres , dannes H 2 O eller OH- , f.eks .

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

Under påvirkning af stærke oxidationsmidler udviser H 2 O 2 reducerende egenskaber og frigiver fri oxygen:

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

for eksempel:

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

Reaktionen af KMnO 4 med H 2 O 2 bruges i kemisk analyse til at bestemme indholdet af H 2 O 2 :

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

Oxidation af organiske forbindelser med hydrogenperoxid (for eksempel sulfider og thioler ) er tilrådeligt at udføre i et eddikesyremedium .

Biologiske egenskaber

Hydrogenperoxid hører til de reaktive former for ilt og forårsager med øget dannelse i cellen oxidativt stress . Nogle enzymer , såsom glucoseoxidase , danner hydrogenperoxid under redoxreaktionen , som kan spille en beskyttende rolle som et bakteriedræbende middel. Pattedyrceller har ikke enzymer, der kan reducere ilt til hydrogenperoxid. Imidlertid producerer adskillige enzymsystemer ( xanthinoxidase , NADP-H-oxidase , cyclooxygenase osv.) superoxid , som spontant eller under påvirkning af superoxiddismutase omdannes til hydrogenperoxid.

Henter

Historisk set var den første industrielle metode til syntese af hydrogenperoxid elektrolyse af svovlsyre eller en opløsning af ammoniumsulfat i svovlsyre, hvorunder peroxodisvovlsyre dannes , efterfulgt af hydrolyse af sidstnævnte til peroxid og svovlsyre:

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

Siden midten af det 20. århundrede er persulfatprocessen til syntese af hydrogenperoxid blevet afløst af antraquinonprocessen udviklet af BASF i 1930'erne [3] . I denne proces oxideres hydrogen formelt med atmosfærisk oxygen katalyseret af anthraquinonalkylderivater :

Processen er baseret på autooxidation af alkylanthrahydroquinoner (sædvanligvis 2-ethyl-, 2-tert-butyl- og 2-pentylanthrahydroquinoner) med atmosfærisk oxygen til dannelse af anthraquinoner og hydrogenperoxid. Reaktionen udføres i en opløsning af alkylanthrahydroquinoner i benzen med tilsætning af sekundære alkoholer; efter afslutning af processen ekstraheres hydrogenperoxid fra den organiske fase med vand. For at regenerere de oprindelige anthrahydroquinoner reduceres en benzenopløsning af anthraquinoner med hydrogen i nærvær af katalytiske mængder palladium [4] .

Hydrogenperoxid kan også opnås ved katalytisk oxidation af isopropylalkohol [5] :

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

dog er acetone et værdifuldt biprodukt af denne reaktion , men denne metode bruges i øjeblikket ikke i stor skala i industrien.

Under laboratorieforhold anvendes reaktionen af fortyndet svovlsyre med bariumperoxid for at opnå hydrogenperoxid :

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

Koncentrering og rensning af hydrogenperoxid udføres ved skånsom destillation .

Når hydroperit opløses i vand, dannes hydrogenperoxid og urinstof.

For nylig (slutningen af det 20. århundrede) var det muligt at syntetisere H 2 O 3 og H 2 O 4 . Disse forbindelser er meget ustabile. Ved almindelige temperaturer ( N.C. ) nedbrydes de på en brøkdel af et sekund, men ved lave temperaturer i størrelsesordenen -70 ° C eksisterer de i timer. Spektrokemisk undersøgelse viser, at deres molekyler har en zigzag-kædestruktur (svarende til sulfaner ): H—O—O—O—H, H—O—O—O—O—H [6] .

Det er et af mellemprodukterne ved brintforbrænding, men det nedbrydes straks til vand og ilt. Men når flammen rettes mod isen, kan man se spor af brintoverilte [2] .

Metoder til bestemmelse af koncentration

I fortyndede vandige opløsninger med hydrogenperoxidkoncentrationer i størrelsesordenen 10-20 mM kan præcise koncentrationsværdier bestemmes spektrofotometrisk i det ultraviolette bølgelængdeområde. Ved 240 nm har en vandig opløsning af hydrogenperoxid i en koncentration på 20 mM en absorbansværdi på 0,872 målt mod destilleret vand. [7]

Ansøgning

På grund af dets stærke oxiderende egenskaber har brintoverilte fundet bred anvendelse i hverdagen og i industrien, hvor det for eksempel bruges som blegemiddel i tekstilproduktion og til fremstilling af papir. Det bruges som raketdrivmiddel , som et oxidationsmiddel eller som en enkomponent (med nedbrydning på en katalysator), herunder til at drive turbopumpeenheder . [8] Anvendes i analytisk kemi , som skummiddel til fremstilling af porøse materialer, til fremstilling af desinfektionsmidler og blegemidler. I industrien finder hydrogenperoxid også sin anvendelse som en katalysator, et hydrogeneringsmiddel og som et epoxideringsmiddel ved epoxidering af olefiner.

I medicin og hygiejne

Selvom fortyndede hydrogenperoxidopløsninger bruges til små overfladiske sår, har undersøgelser vist, at denne metode, mens den giver en antiseptisk effekt og udrensning, også forlænger helingstiden [9] [10] . Selvom det har gode rensende egenskaber, fremskynder brintoverilte faktisk ikke sårheling. Tilstrækkeligt høje koncentrationer, der giver en antiseptisk effekt, kan også forlænge helingstiden på grund af beskadigelse af cellerne ved siden af såret [11] . Desuden kan hydrogenperoxid forstyrre helingen og fremme ardannelse på grund af ødelæggelsen af nydannede hudceller [12] .

Men som et middel til at rense dybe sår med en kompleks profil, purulente striber , phlegmon og andre purulente sår, hvis sanitet er vanskeligt, forbliver hydrogenperoxid det foretrukne lægemiddel, da det ikke kun har en antiseptisk virkning, men også skaber en stor mængde skum ved interaktion med enzymet katalase . Dette gør det igen muligt at blødgøre og adskille nekrotiske områder, blodpropper, pus fra vævene, som let vil blive vasket væk ved den efterfølgende indføring af en antiseptisk opløsning i sårhulen. Uden foreløbig behandling med hydrogenperoxid vil den antiseptiske opløsning ikke være i stand til at fjerne disse patologiske formationer, hvilket vil føre til en betydelig stigning i sårhelingstiden og forværre patientens tilstand.

Hydrogenperoxid bruges til at opløse propper i øregangene . Opløsningen reagerer med ørevoksen og opløser proppen.

Til kosmetiske formål

Hydrogenperoxid bruges også til at blege hår [13] .

I fødevareindustrien

Hydrogenperoxidopløsninger bruges til at desinficere teknologiske overflader på udstyr, der er i direkte kontakt med produkter. Derudover bruges hydrogenperoxidopløsninger i virksomheder til produktion af mejeriprodukter og juice til at desinficere emballage ( Tetra Pak -teknologi ). Til tekniske formål bruges brintoverilte til fremstilling af elektronisk udstyr.

Hjemme

Det bruges også til at fjerne MnO 2 -pletter dannet under interaktionen mellem kaliumpermanganat (“kaliumpermanganat”) med genstande (på grund af dets reducerende egenskaber).

En 3% brintoverilteopløsning bruges i akvariehandlen til at genoplive kvalt fisk, samt til at rense akvarier og kontrollere uønsket flora og fauna i akvariet [14] .

For at demonstrere en kemisk reaktion

Hydrogenperoxid bruges i et velkendt eksperiment , der viser en multipel stigning i volumen af et stof som følge af en kemisk reaktion [15] .

Frigivelsesformularer

Tilgængelig i form af vandige opløsninger, standardkoncentration 1-6 %, 30, 38, 50, 60, 85, 90 og 98 % . En 30% vandig opløsning af hydrogenperoxid stabiliseret ved tilsætning af natriumphosphater kaldes perhydrol. Fremstillet i form af faste urinstofclathrat -tabletter kaldes hydrogenperoxid hydroperit .

Fare for anvendelse

Koncentrerede opløsninger af hydrogenperoxid forårsager forbrændinger ved kontakt med hud, slimhinder og luftveje . I høje koncentrationer kan utilstrækkeligt rent brintoverilte være eksplosivt. Det er farligt, når man indtager koncentrerede opløsninger. Forårsager udtalte destruktive ændringer svarende til virkningen af alkalier. Den dødelige dosis af en 30% opløsning af hydrogenperoxid (perhydrol) er 50-100 ml [16] .

Noter

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
↑ 1 2 3 Generel kemi: lærebog / N. L. Glinka . - Ed. slettet — M.: KNORUS, 2012. — 752 s. — ISBN 978-5-406-02149-1
↑ H. Riedl og G. Pfleiderer, US Patent 2.158.525 (2. oktober 1936 i USA og 10. oktober 1935 i Tyskland) til IG Farbenindustrie, Tyskland
↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose LG Fierro; Blanco Brieva; Fierro. Hydrogen Peroxide Synthesis: An Outlook beyond the Anthraquinone Process // Angewandte Chemie International Edition : tidsskrift . - 2006. - Bd. 45 , nr. 42 . - P. 6962-6984 . - doi : 10.1002/anie.200503779 . — PMID 17039551 .
↑ Burgess, A.R.; Cullis, C.F.; Newitt, EJ 365. Den gasformige oxidation af isopropylalkohol. Del 1. Indflydelsen af temperatur, tryk og blandingssammensætning på dannelsen af hydrogenperoxid og andre produkter // Journal of the Chemical Society : journal. - Chemical Society , 1961. - 1. januar ( nr. 0 ). - S. 1884-1893 . — ISSN 0368-1769 . - doi : 10.1039/JR9610001884 .
↑ Akhmetov N.S. Generel og uorganisk kemi. - 2. udg. - M.: Højere skole, 1988. - s. 304.
↑ Razygraev A.V. Homocysteinperoxidaseaktivitet af rotteblodplasma. Støkiometri og reaktionens enzymatik (russisk) // Biomedicinsk kemi. — 2013-11-12. - T. 59 , no. 6 . — S. 636–643 . - doi : 10.18097/pbmc20135906636 . Arkiveret fra originalen den 11. december 2021.
↑ Kosmonautik, encyklopædi. M., 1985.
↑ O'Connor, Anahd . Virkelig? Påstanden: Hydrogenperoxid er en god behandling for små sår , New York Times (19. juni 2007). Arkiveret fra originalen den 10. november 2011. Hentet 13. juli 2011.
↑ Carroll, Aaron E. , Rachel C. Vreeman. Medicinske myter dør ikke let , CNN (12. juli 2011). Arkiveret fra originalen den 10. november 2012. Hentet 13. juli 2011.
↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Disinfectant and Antiseptics , CRC Press, 1996, ISBN 0824795245 , side 161.
↑ Wilgus TA, Bergdall VK, Dipietro LA, Oberyszyn TM Hydrogenperoxid forstyrrer arløs føtal sårreparation (neopr.) // Wound Repair Regen. - 2005. - T. 13 , nr. 5 . - S. 513-519 . doi : 10.1111 / j.1067-1927.2005.00072.x . — PMID 16176460 .
↑ Midler til at lysne hår . Dato for adgang: 4. januar 2011. Arkiveret fra originalen 9. februar 2011. (ubestemt)
↑ M. Bailey, P. Burgress. Aquarists gyldne bog. Den komplette guide til pleje af tropiske ferskvandsfisk. - M . : Aquarium LTD, 2004.
↑ Elefantens tandpasta (downlink) . University of Utah Kemi-demonstrationer . University of Utah. Dato for adgang: 21. marts 2014. Arkiveret fra originalen 23. december 2014. (ubestemt)
↑ Kontraindikationer til brugen af hydrogenperoxid til medicinske formål Arkiveret 25. august 2011 på Wayback Machine

Litteratur

Akhmetov N. S. Generel og uorganisk kemi. - M . : Højere skole, 2001.
Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Generel og uorganisk kemi. - M . : Kemi, 1994.

Links

NIST Kemi WebBook

Binære forbindelser af brint

Alkali metalhydrider

Jordalkalimetalhydrider
_

Være	BeH2 _
Mn	MnH 2
Ca	CaH2 _
Sr	SrH 2
Ba	BaH2 _

Bor undergruppe hydrider

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

Hydrider af kulstofundergruppen

C	Alkaner CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H 14 _ _ Alkenes C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ Alkyner C2H2 _ _ _ C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silaner SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si3H8 _ _ _ Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2H 6 _
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Pnictogen hydrogener

N	Azans NH3 _ N2H4 _ _ _ Azene N2H2 _ _ _ N3H3 _ _ _ N4H4 _ _ _
P	PH 3
Som	Ask 3
Sb	SbH 3
Bi	BiH 3

Chalcogen hydrogener

O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H2S _ _ H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H2Se _ _
Te	H2Te _ _
Po	H 2 Po

Hydrogenhalogenider

Overgangsmetalhydrider

se også:

uorganiske syrer
kulbrinter

Tandpræparater ( ATC -kode A01A )

Forberedelser til forebyggelse af caries	natriumfluorid Natriummonofluorfosfat * Olaflur * Tinfluorid * Natriumfluorid i kombination med andre lægemidler

Præparater til lokal behandling af sygdomme i mundhulen

- antimikrobielle stoffer	Brintoverilte Klorhexidin Amphotericin B Polynoxylin * Domiphene * Oxyquinolin * Neomycin Miconazol Natamycin Hexetidin Tetracyklin Benzoxoniumchlorid * Tibesoniumiodid * Mepartricin * Metronidazol ** clotrimazol Natriumperborat * Klortetracyklin * Doxycyclin Minocyklin
- glukokortikosteroider	Triamcinolon Dexamethason Hydrocortison **
- andre stoffer	Adrenalin Benzydamin Acetylsalicylsyre adrenalin * Amlexanox * Becaplermin *

* — lægemidlet er ikke registreret i Rusland
** — lægemidlet er registreret, men der er ingen tilsvarende doseringsformer

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron Brockhaus og Efron jorden rundt Lille Brockhaus og Efron Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	BNF : 119510333 GND : 4189281-1 J9U : 987007533739505171 LCCN : sh85063431 NDL : 00565090