OXI – hydrogen peroxide (có công thức hóa học H2O2) là một chất oxy hóa dạng lỏng trong suốt, đặc tính nhớt, có các thuộc tính oxy hóa mạnh
Oxy già 50% Hàn Quốc
là một chất oxy hóa dạng lỏng trong suốt, đặc tính nhớt, có các thuộc tính oxy hóa mạnh,
là chất tẩy trắng mạnh được sử dụng như
là chất tẩy uế, cũng như làm chất oxy hóa, và (đặc biệt ở nồng độ cao như HTP) làm tác nhân đẩy trong các tên lửa.
Sử dụng
Trong gia đình
Khi ở nồng độ thấp (dưới 5%) được sử dụng phổ biến để tẩy rửa tóc hay vết thương trên người
Với nồng độ cao hơn nó có thể làm cháy da khi tiếp xúc.
Ở nồng độ rất thấp (3%),được sử dụng trong y học để rửa vết thương và loại bỏ các mô chết.
Họ cho rằng sự phân hủy tự nhiên của nó giải phóng oxy cho cây trồng mà nó có thể làm tăng sự phát triển của rễ cũng như giúp xử lý các rễ đã thối rữa, là các tế bào chết do thiếu oxy.
Peroxide thương mại, như các dung dịch 3%,sử dụng để tẩy các vết máu khỏi quần áo và thảm.
Lưu trữ
Do hydro peroxide phân hủy khi có ánh sáng nên nó cần phải bảo quản trong điều kiện mát và tránh chiếu nắng trực tiếp.
Nó cũng cần được bảo quản trong chai lọ có dán nhãn rõ ràng, xa tầm với của trẻ em
Các dung dịch đậm đặc hơn, chẳng hạn 35% sẽ gây ra chết người khi uống.
Ứng dụng công nghiệp OXI – hydrogen peroxide
hydro peroxide được sử dụng để tẩy trắng giấy và bột giấy.
hydro peroxide được coi là chất thay thế tốt hơn về mặt môi trường so với các chất tẩy gốc clo.
như là các chất tẩy rửa nhẹ trong các loại bột giặt để giặt là (ủi).
Nó còn được sử dụng trong sản xuất các hợp chất peroxide hữu cơ nào đó như dibenzoyl peroxide,
được sử dụng như là chất mồi gốc tự do trong các phản ứng trùng hợp và các phản ứng hóa học khác.
Nó cũng được sử dụng để sản xuất các epoxit chẳng hạn như propylen oxit.
Phản ứng với các axit cacboxylic tạo ra các “acid per-” tương ứng;
ví dụ acid peacetic sử dụng công nghiệp được điều chế theo cách này từ axit acetic..
Tác nhân đẩy OXI – hydrogen peroxide
Sử dụng H2O2 như là tác nhân đẩy có một số ưu thế như sự phân hủy của nó tạo ra nước và oxy.
So sánh với hydrazin, peroxide ít độc hại hơn nhưng nó cũng không mạnh bằng.
Nó cũng có thể sử dụng để làm mát tái sinh các động cơ tên lửa.
Sử dụng trong y tế
Nước oxy già được sử dụng như là chất khử trùng và chất khử khuẩn trong nhiều năm.
OXI – hydrogen peroxide 35% cấp thực phẩm được gọi là “nước oxy già”,
Các thuộc tính vật lý
Hydro peroxide có hình dạng “xiên lệch”, do lực đẩy giữa các cặp đơn trên các nguyên tử oxy..
Các thuộc tính hóa học
OXI – hydrogen peroxide có thể phân hủy tự nhiên thành nước và oxy.
Thông thường nó phản ứng như là một chất oxy hóa,
nhưng có nhiều phản ứng trong đó nó phản ứng như là chất khử,
giải phóng ra oxy như là phụ phẩm.
Nó cũng rất nhanh chóng tạo ra các peroxide vô cơ và hữu cơ.
Phân hủy
Hydro peroxide thông thường phân hủy theo phản ứng tỏa nhiệt thành nước và khí oxy một cách tự nhiên:
2H2O2 → 2H2O + O2 + Nhiệt lượng
Phản ứng này là thuận; nó có ΔH° -98,2 kJ/mol và ΔG° -119,2 kJ/mol.
Tỷ lệ phân hủy phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ của peroxide, cũng như là độ pH và sự có mặt của các chất ổn định hay tạp chất.
OXI – hydrogen peroxide kỵ với nhiều chất gây ra sự xúc tác quá trình phân hủy nó, bao gồm phần lớn các kim loại chuyển tiếp và hợp chất của chúng. Các chất xúc tác phổ biến nhất là mangan dioxide, kali pemanganat và bạc.
Phản ứng y như vậy cũng được xúc tác bằng enzym catalase, tìm thấy trong gan, mà chức năng chính của nó trong cơ thể là thải loại các sản phẩm phụ độc hại trong quá trình trao đổi chất và khử oxidative stress.
Sự phân hủy diễn ra nhanh hơn trong chất kiềm, vì thế acid thường được thêm vào như là chất ổn định.
Việc đổ OXI – hydrogen peroxide nồng độ cao vào các chất dễ cháy có thể sinh ra sự cháy tức thì do oxy được giải phóng từ sự phân hủy hydro peroxide. Hydro peroxide nồng độ cao cần phải lưu trữ trong các thùng chứa thông thoáng khí để ngăn ngừa việc tích lũy khí oxy nếu không sẽ dẫn tới sự phá hỏng thùng chứa.
Thùng chứa phải được làm từ các vật liệu tương thích như PTFE, polyetylen hay nhôm (không sử dụng thép không gỉ tức inox) và phải trải qua quá trình làm sạch (thụ động hóa) để loại bỏ tất cả các chất ô nhiễm trước khi đưa peroxide vào.
Khi có mặt một chất xúc tác nào đó, như Fe2+ hay Ti3+, sự phân hủy có thể diễn ra theo cách khác, với các gốc tự do như HO· (hydroxyl) và HOO· được tạo ra.
Tổ hợp của H2O2 và Fe2+ được biết đến như là thuốc thử Fenton.
Phản ứng oxy hóa-khử
Trong dung dịch nước, hydro peroxide có thể oxy hóa hay khử nhiều loại ion vô cơ.
Khi nó như là một chất khử thì khí oxy được tạo ra.
Trong dung dịch axit ion sắt(II) Fe2+ bị oxy hóa thành ion sắt Fe3+,
2Fe2+ (dung dịch) + H2O2 + 2H+ (dung dịch) → 2Fe3+ (dung dịch) + 2H2O (lỏng)
và sunfit (SO32−) bị oxy hóa thành sunfat (SO42−).
Tuy nhiên kali pemanganat bị khử thành mangan(II) Mn2+ bởi tính axit của H2O2.
Thú vị là dưới các điều kiện môi trường kiềm thì một số trong các phản ứng này là ngược lại
Mn2+ bị oxy hóa thành Mn4+ (trong dạng MnO2), và Fe3+ bị khử thành Fe2+.
2Fe3+ + H2O2 + 2OH− → 2Fe2+ + 2H2O + O2↑
Hydro peroxide thường xuyên được sử dụng làm chất khử trong hóa hữu cơ.
Một ứng dụng là để oxy hóa các thioete thành các sunfoxit.
Ví dụ metyl phenyl sunfit bị oxy hóa thành metyl phenyl sunfoxit với hiệu suất 99% trong metanol,
thời gian 18 giờ (hay 20 phút với xúc tác TiCl3):
Ph-S-CH3 + H2O2 → Ph-S(O)-CH3 + H2O
OXI – hydrogen peroxide kiềm hóa được sử dụng để epoxit hóa các alken thiếu hụt điện tử như axit acrylic, cũng như để oxy hóa các alkylboran thành rượu, bước thứ hai của quá trình hydroborua hóa-oxy hóa.
Tạo thành các hợp chất peroxide
Hydro peroxide là một axit yếu (pH = 4,5)
nó có thể tạo ra các muối hydro peroxide hay peroxide hay các dẫn xuất của nhiều kim loại.
Ví dụ, với dung dịch axit cromic (CrO3) nó có thể tạo ra peroxide màu xanh lam không ổn định CrO(O2)2.
Nó cũng có thể tạo ra các peoxoanion theo phản ứng với các anion;
ví dụ phản ứng với borax tạo ra natri peborat, là một chất tẩy sử dụng trong các bột giặt:
Na2B4O7 + 4H2O2 + 2NaOH → 2Na2B2O4(OH)4 + H2O
H2O2 chuyển hóa các axit cacboxylic (RCOOH) thành các axit peroxy (RCOOOH),
mà tự chúng lại được sử dụng như là các chất oxy hóa.
Hydro peroxide phản ứng với aceton để tạo ra aceton peroxide
Phản ứng với urê tạo ra cacbamua peroxide, được sử dụng để làm trắng răng.
Cân bằng axit-base với triphenylphotphin oxit là “người vận chuyển” hữu ích của H2O2 trong một số phản ứng.
Tính base OXI – hydrogen peroxide
Hydro peroxide là một base yếu hơn cả nước, nhưng nó có thể tạo ra một số sản phẩm với các axit rất mạnh.
Siêu axit HF/SbF5 tạo ra các hợp chất không ổn định chứa ion (H3O2)+.
Sản xuất OXI – hydrogen peroxide
Ngày nay hydro peroxide được sản xuất gần như duy nhất chỉ bằng sự tự oxy hóa của 2-etyl-9,10-đihydroxyanthracen thành 2-etylanthraquinon và hydro peroxide sử dụng oxy từ không khí.
Dẫn xuất anthraquinon sau đó được chiết ra khỏi hỗn hợp và được khử ngược trở lại thành hợp chất đihydroxy bằng khí hydro với chất xúc tác kim loại.
Phương trình tổng quan của quá trình này được đơn giản hóa như sau (dễ nhầm lẫn):
H2 + O2 → H2O2
Tuy nhiên tính kinh tế của công nghệ này phụ thuộc vào tính hiệu quả của quá trình tái chế quinon cũng như quá trình chiết dung dịch và của chất xúc tác cho quá trình hydro hóa.
Trước đây các công nghệ vô cơ đã được sử dụng,
bằng cách điện phân dung dịch axit sunfuric hay amoni bisunfat (NH4HSO4),
tiếp theo là sự thủy phân của peoxyđisunfat ((SO4)2)2− được tạo ra sau khi điện phân.
Các nguy hiểm OXI – hydrogen peroxide
Hơi hydro peroxide có thể kích nổ trên 70 ℃
Việc chưng cất hydro peroxide ở áp suất thường cũng rất nguy hiểm.
Hơi hydro peroxide có thể tạo ra các chất nhạy nổ do tiếp xúc với các hydrocarbon như dầu mỡ.
Các phản ứng nguy hiểm dao động từ bắt cháy tới nổ đã được thông báo là xuất hiện cùng với rượu, các keton, axit cacboxylic (cụ thể là axit acetic), các amin và phosphor.
Hydro peroxide, nếu đổ vào vải (hay các chất dễ cháy khác) sẽ làm bay hơi nước cho đến khi nồng độ đạt đến mức đủ lớn thì vật liệu sẽ tự động bắt cháy.
Sản phẩm da nói chung chứa sắt kim loại từ quá trình thuộc da và thông thường bắt lửa rất nhanh.
Hydro peroxide đặc (> 50%) là một chất ăn mòn, và thậm chí các dung dịch mạnh để sử dụng trong gia đình cũng có thể kích thích mắt, các màng nhầy và da.
Việc uống dung dịch hydro peroxide là nguy hiểm, do sự phân hủy trong dạ dày giải phóng ra một lượng khí lớn
