Hidrogén-peroxid
Hidrogén-peroxid
A legtöbb ember ismeri a hidrogén-peroxidot, mint a hajfehérítéshez használt vegyületet. Vízfertőtlenítésre is használható.
Louis Jacque Thenard 1818-ban fedezte fel a hidrogén-peroxidot. A hidrogén-peroxid oxigén- és hidrogénatomokból áll. Megtalálható az egész földön. A hidrogén-peroxid két hidrogénatom és két oxigénatom kombinációját tartalmazza.
A környezetben a hidrogén-peroxid nagyon alacsony koncentrációban található meg. A hidrogén-peroxid-gáz fotokémiai reakciók révén keletkezik a Földet körülvevő légkörben. Kis mennyiségben megtalálható a vízben is.
A peroxid egy kémiai vegyület, amely a peroxid-iont (O2 2-) tartalmazza.
A peroxidion egyetlen kötésből áll két oxigénatom között: (O-O) 2-. Erős oxidálószer.
A hidrogén-peroxid kémiai képlete H2O2 és a következő szerkezeti képlet:
H-O-O-H
A hidrogén-peroxid-molekula extra oxigénatomot tartalmaz a stabilabb vízmolekulához képest. A két oxigénatom közötti kötés, más néven peroxidkötés, megszakad, amikor két H-O gyök képződik. Ezek a gyökök gyorsan reagálnak más anyagokkal, amikor új gyökök képződnek, és ezután reakciólánc zajlik le. A hidrogén-peroxid-oldat vízszerűnek tűnik, és vízben korlátozás nélkül feloldható. Nagy koncentrációk esetén ezek az oldatok irritálóak és savas szagot árasztanak. A hidrogén-peroxid gyúlékony. Alacsony hőmérsékleten szilárdtá válik. Az oldatban lévő hidrogén-peroxid mennyiségét tömegszázalékban fejezzük ki. A vízkezeléshez általában 30-50% -os hidrogén-peroxid-koncentrációt alkalmaznak.
A hidrogén-peroxidot különféle alkalmazásokhoz használják, mivel nagyon szelektív. A reakciókörülmények (hőmérséklet, pH, dózis, reakcióidő és katalizátor hozzáadása) megváltoztatásával a peroxid különböző szennyezéseket fog megtámadni.
Hidrogén-peroxid okozta korrózió
A víztisztító rendszer hidrogén-peroxid okozta korróziója a képződött oldott oxigén mennyiségétől függ. Az oxigén a vasat tartalmazó fémek korrózióját okozza. A vas mennyisége és a pH nagyobb mértékben befolyásolja a peroxid maró erejét, mint a saját koncentrációja.
Hidrogén-peroxid megsemmisítése
A hidrogén-peroxid szállítás közben széteshet. Ezután oxigén és hő szabadul fel. A hidrogén-peroxid öngyullad, de az oxigén növelheti más anyagok meggyulladásának kockázatát is. Híg oldatokban a hőt a víz elnyeli. Koncentrált oldatokban az oldatok hőmérséklete megnő, felgyorsítva a hidrogén-peroxid pusztulását. A roncsolási sebességet megszorozzuk 2,2-vel minden 10 ° C-os hőmérséklet-emelkedés esetén. A lúgosság és a szennyezés jelenléte szintén felgyorsítja a hidrogén-peroxid pusztulását.
A hidrogén-peroxid előállításához speciális katalizátorokat használnak annak biztosítására, hogy a vízben lévő szennyező anyagok ne tönkretegyék a hidrogén-peroxidot.
1880 óta a hidrogén-peroxid kereskedelmi termék. Először az Egyesült Királyságban állították elő bárium-só (Ba) elégetésével, amely bárium-peroxidot (BaO2) termelt. Ezt követően a bárium-peroxidot vízben oldjuk és hidrogén-peroxidot állítunk elő. A XIX. Század óta a hidrogén-peroxid termelése nagymértékben megnőtt. Napjainkban félmilliárd kilót termelnek évente.
A hidrogén-peroxid polietilén, rozsdamentes acél vagy alumínium tartályokban szállítható. Ha a hidrogén-peroxid gyúlékony anyagokkal érintkezik, mint például fa, papír, olaj, pamut, spontán gyulladás léphet fel. Ha a hidrogén-peroxidot szerves anyagokkal, például alkoholokkal, acetonnal vagy más ketonokkal, aldehidekkel és glicerinnel keverjük, erős robbanások léphetnek fel.
Ha a hidrogén-peroxid olyan anyagokkal érintkezik, mint a vas, réz, króm, ólom, ezüst, mangán, nátrium, kálium, magnézium, nikkel, arany, platina, metalloidok, fém-oxidok vagy fémsók, ez szintén robbanást okozhat. Ezért a hidrogén-peroxidot gyakran hígított formában szállítják.
A hidrogén-peroxid legrégebbi alkalmazása a szalmakalapos fehérítés, ez a 20. század elején nagyon népszerű gyakorlat. 1920 és 1950 között hidrogén-peroxidot termeltek elektrolízissel. Ez a módszer lehetővé tette tiszta hidrogén-peroxid előállítását. Manapság az auto-oxidációs eljárást használják hidrogén-peroxid előállítására. E folyamat során a hidrogén a nyersanyag.
A hidrogén-peroxid sokoldalúsága
A hidrogén-peroxid sokoldalú vegyület, sok alkalmazáshoz felhasználható. Használható levegőhöz, vízhez, szennyvízhez vagy talajhoz. Néha más szerekkel kombinálják a folyamatok javítása és felgyorsítása érdekében. A hidrogén-peroxidot gyakrabban használják a szennyező anyagok vízből és levegőből történő eltávolítására. Kihívja a növekedést (pl. A biológiai szennyeződés a vízrendszerekben), és oxigén hozzáadásával elősegítheti a baktériumok szaporodását (pl. Biológiai gyógymódok a szennyezett talajban és a talajvízben). Könnyen oxidálható szennyező anyagok (pl. Vas esetében) kezelésére is alkalmazható, mint nehezen oxidálható szennyezőkre (pl. Oldott szilárd anyagok vagy peszticidek).
Végül felhasználható papír, textíliák, fogak és haj fehérítésére vagy élelmiszer, ásványi anyagok, petrolkémiai termékek és mosópor előállítására. Tiszta formában a hidrogén-peroxidot oxigénszállítóként használják az orosz tengeralattjárók vezetésére.
A hidrogén-peroxid erős oxidálószer. Hatásosabb, mint a klór (Cl2), a klór-dioxid (ClO2) és a kálium-permanganát (KMnO4). Katalízissel a hidrogén-peroxid hidroxiradikálissá (OH) alakítható. A hidrogén-peroxid oxidációs potenciálja éppen alacsonyabb, mint az ózoné.