آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن با فرمول H2O2 مایعی به رنگ آبی کم رنگ است که دارای چگالی بیشتری از آب می باشد و نوعی اسید ضعیف به حساب می آید. پراکسید هیدروژن یک اکسید کننده قوی محسوب می شود و به همین دلیل از آن به عنوان یک ماده سفید کننده استفاده می شود. پراکسید هیدروژن به عنوان ساده ترین پراکسید، یعنی ترکیبی با یک پیوند اکسیژن-اکسیژن شناخته می شود. این ماده علاوه بر مصارف ذکر شده به عنوان ضدعفونی کننده نیز کاربرد دارد. لازم به ذکر است که از محلول های غلیظ پراکسید هیدروژن به نام «High-test peroxide» به عنوان سوخت موشک استفاده می شود.
خواص پراکسید هیدروژن
نقطه جوش آب اکسیژنه به کمک برون یابی حدود 2.150 درجه سانتیگراد ذکر شده است. این مقدار حدود 50 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه جوش آب است. البته در عمل وقتی پراکسید هیدروژن را گرم می کنیم، قبل از رسیدن به این دما، تحت تجزیه حرارتی و به صورت انفجاری تجزیه می شود. پراکسید هیدروژن به طور ایمن در فشار کاهش یافته تقطیر می شود.
محلول های آبی رنگ آب اکسیژنه
در محلول های آبی، پراکسید هیدروژن با شکل خالص آن متفاوت است. دلیل این تفاوت را باید به دلیل وجود پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آب و پراکسید هیدروژن دانست. آب اکسیژنه و آب خالص یک مخلوط «یوتکتیک» ایجاد می کنند. نقطه انجماد چنین مخلوطی برابر با −56C∘ است. نقطه انجماد مخلوط حاصل کمتر از نقطه انجماد هر یک از اجزای آن است. در واقع نقطه انجماد آب خالص صفر درجه سانتیگراد و نقطه انجماد پراکسید هیدروژن 0.43- درجه سانتیگراد است. این مخلوط دارای نقطه جوشی برابر با 114 درجه سانتیگراد است که کمتر از نقطه جوش پراکسید هیدروژن – برابر با 1.125 درجه سانتیگراد – و بالاتر از نقطه جوش آب است.
ساختار پراکسید هیدروژن
پراکسید هیدروژن یک مولکول “غیر مسطح” است و اگرچه پیوند اکسیژن-اکسیژن دارای یک پیوند واحد است، اما این پیوند یک مانع انرژی برای چرخه است 29.45 kJ/molا این امر نشان می دهد. اگر بخواهیم مقایسه ای انجام دهیم، باید گفت که «موانع چرخشی» برای اتان حدود 12.5 kJ/molاست. این مقدار بالا به دلیل جذب الکترون های غیر پیوندی دو اتم اکسیژن ذکر شده است.
ساختار مولکولی کریستال و گاز پراکسید هیدروژن با یکدیگر متفاوت است. این تفاوت در ساختار به دلیل عدم وجود پیوند هیدروژنی در حالت گازی ذکر شده است. در تصویر زیر تفاوت این دو سازه را مشاهده می کنید.
تولید پراکسید هیدروژن
در گذشته آب اکسیژنه به صورت صنعتی با کمک هیدرولیز پرسولفات آمونیوم با فرمول (NH4)2S2O8 تولید می شد.
پرسولفات آمونیوم نیز از طریق الکترولیز محلول بی سولفات آمونیوم در اسید سولفوریک تهیه شد. امروزه این ماده با واکنش های کاتالیزوری تولید می شود. تصویر زیر یک طرح کلی از فرآیند تولید آب اکسیژنه را نشان می دهد.
واکنش های پراکسید هیدروژن
در ادامه قصد داریم به بررسی انواع واکنش ها در پراکسید هیدروژن بپردازیم.
واکنش تجزیه
پراکسید هیدروژن از نظر ترمودینامیکی ناپایدار و دارای آنتالپی است −2884.5kJ/kg و آنتروپی 70.5 J/(mol⋅K) به آب و اکسیژن تجزیه می شود.
سرعت این تجزیه با افزایش دما، غلظت و pH افزایش می یابد. به همین دلیل محلول های اسیدی خنک و رقیق بیشترین پایداری را از خود نشان می دهند. واکنش های تجزیه را می توان با کمک ترکیبات مختلف از جمله فلزات واسطه و ترکیبات آنها کاتالیز کرد.
واکنش های ردوکس
بسته به سطح pH ، پراکسید هیدروژن خواص اکسید کننده و کاهش دهنده را از خود نشان می دهد. در محلول اسیدی،
به عنوان یکی از قوی ترین اکسیدان ها شناخته می شود که از کلر، دی اکسید کلر و پرمنگنات پتاسیم قوی تر است. مخلوطی از اسید سولفوریک و پراکسید هیدروژن برای از بین بردن لکه ها در ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شود. همچنین از طریق واکنش های کاتالیزوری، پراکسید هیدروژن به رادیکال های هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر تبدیل می شود.
در یک محلول قلیایی، پراکسید هیدروژن می تواند بسیاری از یون های معدنی را کاهش دهد. هنگامی که این ماده به عنوان یک عامل کاهنده استفاده می شود، گاز اکسیژن تولید می کند. به عنوان مثال وقتی هیپوکلریت سدیم و پرمنگنات پتاسیم احیا می شوند، گاز اکسیژن تولید می شود که یکی از روش های آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن است.
واکنش های غیر آلی
به طور معمول، پراکسید هیدروژن به عنوان یک عامل اکسید کننده استفاده می شود. از نمونه های آن می توان به اکسیداسیون تیوآت ها به سولفوکسید اشاره کرد.
کاربردهای پراکسید هیدروژن
در این قسمت به بررسی سایر کاربردهای پراکسید هیدروژن می پردازیم.
سفید کننده
حدود 60 درصد از تولید پراکسید هیدروژن در جهان به استفاده در صنایع چوب و کاغذ به عنوان ماده سفید کننده اختصاص دارد. دومین کاربرد این ماده در تولید بی کربنات سدیم و پربورات سدیم است که به عنوان سفید کننده ملایم در شستشوی لباس ها استفاده می شود. البته این مواد فقط در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد استفاده می شوند اما با استفاده از فعال کننده ها می توان در دمای پایین تری نیز از آنها استفاده کرد.
تولید ترکیبات آلی
پراکسید هیدروژن برای تولید پراکسیدهای آلی مانند بنزوئیل پراکسید با فرمول C14H10O4 برای درمان موثر آکنه استفاده می شود. علاوه بر این، پراکسید هیدروژن در تولید پراکسی اسیدهایی مانند اسید پراستیک و متا کلروپروکسی بنزوئیک اسید استفاده می شود.
ضد عفونی کننده ها
از دیگر کاربردهای پراکسید هیدروژن استفاده از آن در تصفیه فاضلاب برای حذف ناخالصی های آلی است. این کار با آزادسازی رادیکال آزاد هیدروکسیل انجام می شود و باعث از بین رفتن ترکیبات آلی مانند آروماتیک و ترکیبات هالوژنه می شود. علاوه بر این، پراکسید هیدروژن توانایی اکسید شدن ترکیباتی از جمله گوگرد را دارد و از این طریق بوی بد فاضلاب را کاهش می دهد.
از این ماده در ضدعفونی کردن وسایل جراحی نیز استفاده می شود. این ماده همچنین در از بین بردن ویروس ها و باکتری ها تاثیر زیادی دارد. پراکسید هیدروژن جایگزین مناسبی برای ضدعفونی کننده های حاوی کلر در نظر گرفته می شود زیرا در نتیجه واکنش اکسیژن و آب آزاد می کند.
اثر مخرب بر زخم ها
در گذشته از این ماده به دلیل در دسترس بودن زیاد و هزینه کم برای ضدعفونی زخم ها استفاده می شد. از آنجایی که این ماده سلول های جدید پوست را از بین می برد و باعث ایجاد «اسکار» (Scar ) می شود، استفاده از آن در ضدعفونی زخم ها منسوخ شده است.
نور اضطراری
واکنش پراکسید هیدروژن و استر فنیل اگزالات باعث ایجاد خاصیت “شیمی لومینسانس” می شود که در لامپ های میله ای استفاده می شود.
خرید پراکسید هیدروژن یا آب اکسیژنه
پویش شیمی رسام البرز به عنوان یکی بزرگترین مجموعه های فروش در زمینه تجهیزات آزمایشگاهی در کرج و کل کشور در زمینه واردات و فروش کلیه مواد شیمیایی از برندهای مرک آلمان، سیگما و برترین برندهای جهانی در حال فعالیت می باشد. جهت خرید و کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در پویش شیمی رسام البرز تماس حاصل فرمایید .
