Какие свойства может проявлять пероксид водорода
ПЕРОКСИД ВОДОРОДА
или перекись водорода – соединение состава , в котором присутствует пероксидная группа ОО. Формально у каждого атома кислорода в этом соединении степень окисления -1, поэтому обычно степени окисления в молекуле расставляют следующим образом: .
Строение и физические свойства
Строение молекулы следующее:
Вследствие своей несимметричности молекула является полярной, неограниченно растворяется в воде, спирте и эфире. Имеет высокую вязкость, так как способна образовывать развитую систему водородных связей.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА пероксида водорода
Пероксид водорода представляет собой почти бесцветную (бледно-голубую) вязкую жидкость. Чистый пероксид водорода крайне неустойчив, он обладает способностью к самопроизвольному разложению со взрывом. Неограниченно смешивается с водой, в продажу поступает в виде 30-40%-ного раствора, который называется “пергидроль”. Для медицинского применения реализуется раствор с массовой долей пероксида водорода 3%.
В таблице представлены некоторые характеристики пероксида водорода:
| плав | −0,432 °C |
| кип | 150,2 °C |
| Плотность | 1,448 г/см |
| Цвет | нет |
| Запах | специфический |
| Вкус | “металлический” |
ПОЛУЧЕНИЕ пероксида водорода
В промышленности пероксид водорода изначально получали электролизом серной кислоты или раствора сульфата аммония в серной кислоте. В результате этого процесса образуется надсерная кислота , гидролиз которой приводит к образованию пероксида и серной кислоты:
Впоследствии был разработан так называемый “антрахиноновый процесс”; в этом процессе формально идет окисление водорода кислородом воздуха с катализом алкилпроизводными антрахинона.
2-этилантрахинон растворяют в смеси эфира и углеводорода (или спирта и углеводорода) и восстанавливают водородом на катализаторе (никеле Ренея или палладии). В результате происходит образование хинола, массовое содержание пероксида водорода в смеси продуктов достигает порядка 1%. По окончании процесса катализатор отделяют, производят разделение продуктов. Хинол снова окисляют до 2-этилантрахинона, а концентрируют перегонкой при пониженном давлении.
Пероксид водорода также может быть получен каталитическим окислением изопропилового спирта:
В лаборатории для получения пероксида водорода используют реакцию взаимодействия пероксида бария с соляной кислотой:
Образующийся хлорид бария осаждают в виде сульфата:
Часто в различных источниках можно обнаружить информацию о том, что получение пероксида водорода в лаборатории проводят путём обработки пероксида бария серной кислотой:
Однако на практике данный метод не используется. Причина состоит в том, что осадок сульфата бария образуется прямо на зёрнах пероксида бария, в результате реагент как бы покрывается “коркой” из нерастворимого продукта, что сильно замедляет реакцию и существенно снижает выход продукта.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА
а) Кислотно-основные свойства
Пероксид водорода проявляет слабые кислотные свойства () и диссоциирует по двум ступеням:
Пероксид водорода является чуть более сильной кислотой, чем вода. Пероксиды металлов и аммония можно рассматривать как “соли” этой слабой кислоты. В присутствии щёлочи кислотно-основное равновесие в растворе смещается в сторону образования гидропероксид-ионов .
Так как в водных растворах ведет себя как очень слабая кислота, реакцию взаимодействия, например, гидроксида бария с пероксидом водорода, приводящую к образованию пероксида бария , можно рассматривать как реакцию нейтрализации:
б) Окислительно-восстановительные свойства
В окислительно-восстановительных реакциях пероксид водорода может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, в зависимости от условий. Это связано с тем, что оба атома кислорода в молекуле находятся в промежуточной степени окисления -1. Стоит отметить, однако, что наиболее характерными для пероксида водорода являются окислительные свойства. Восстановителем пероксид водорода может быть только в реакциях с сильными окислителями.
Принимая электрон на внешний уровень (выступая в качестве окислителя), кислород переходит в степень окисления -2:
Отдавая электрон, переходит в степень окисления 0, превращаясь в молекулярный кислород и проявляя восстановительные свойства, например:
Полезно сравнить потенциалы полуреакций с участием пероксида водорода в кислой и щелочной среде:
| Окислитель | Восстановитель | ||
| Полуреакция | , В | Полуреакция | , В |
| +1,776 | +0,695 | ||
| +0,88 | -0,146 | ||
Из приведённых в таблице данных можно сделать вывод о том, что как окислитель пероксид водорода сильнее в кислой среде, а как восстановитель – в щелочной.
УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ
Пероксид водорода хранят вдали от солнечного света в закрытой тёмной посуде (преимущественно пластиковой) с добавлением ингибиторов разложения, при транспортировке избегают встряхиваний и других механических воздействий, поскольку все эти факторы приводят к разложению перекиси водорода.
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Работая в лаборатории с концентрированным раствором пероксида водорода, соблюдайте меры предосторожности по работе с сильными окислителями. Перекись водорода при попадании на кожу и слизистые вызывает сильные ожоги. В высоких концентрациях недостаточно чистый пероксид водорода может быть взрывоопасен.
Реакция разложения пероксида водорода:
катализируется некоторыми металлами (), диоксидом марганца , добавлением следовых количеств щёлочи или пыли. Особую осторожность следует проявлять при работе с очень концентрированными растворами пероксида водорода или с чистым : все операции проводят в “беспылевых” условиях и в отсутствие ионов металлов.
ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА
Пероксид водорода находит широкое применение во многих областях.
В промышленности его используют в качестве отбеливателя в текстильном и кожевенном производстве и при изготовлении бумаги, в качестве пенообразователя при производстве пористых материалов, в производстве дезинфицирующих и отбеливающих средств. Благодаря окислительным свойствам перекись водорода используется как ракетное топливо.
Применяется в аналитической химии и в катализе, а также для синтеза высокоэффективных отбеливающих агентов (пероксоборатов, пероксокарбонатов). В органическом синтезе пероксид водорода применяют для получения эпоксидов, пропиленоксида и капролактонов для стабилизаторов поливинилхлорида и полиуретанов. Органические пероксосоединения, применяемые в качестве вулканизаторов, отвердителей, инициаторов процессов полимеризации, также получают с использованием пероксида водорода. В качестве эффективного окислителя выступает в синтезе особо чистых реактивов – гидрохинона, фармацевтических препаратов и пищевых продуктов.
Разбавленные растворы пероксида водорода применяются в медицине для обеззараживания небольших поверхностных ран, поскольку он обеспечивает очищение и обладает антисептическими свойствами. В пищевой промышленности он используется для дезинфекции технологических поверхностей оборудования и упаковки. Кроме того, его применяют для обесцвечивания волос, отбеливания зубов. 3%-ный раствор пероксида водорода используется в аквариумистике для оживления задохнувшихся рыб, очистки аквариумов от нежелательной флоры.
Источник
- Что такое перекись водорода: химическая формула и свойства
- Химическая формула
- Химические свойства
- Основные лечебные свойства
- Способы применения
- В традиционной медицине
- В косметологии
- Применение в быту
- Перекись водорода в народной медицине
- Польза или вред?
- Метод Неумывакина: что это?
Перекись водорода была впервые получена химиком Луисом Тенеро в 1818 году и уже очень скоро стала применяться в промышленности. Сейчас ее повсеместно используют в хозяйстве и быту.
1Что такое перекись водорода: химическая формула и свойства
Перекись водорода это простейший представитель пероксидов. Он представляет собой прозрачную жидкость со своеобразным металлическим вкусом и слабым запахом, способную неограниченно растворяться в спирте, воде и эфире.
Химическая формула
Химическая формула перекиси водорода – Н2O2. Это означает, что она содержит 2 молекулы водорода и 2 молекулы кислорода.
Химические свойства
- Соединение может распадаться под влиянием некоторых факторов:
- Нагревание;
- Солнечный свет;
- Взаимодействие с окислителями или восстановителями, щелочью.
При взаимодействии с определенными металлами, такими например, как Mn или Fe, происходит активная химическая реакция
Распад вещества быстрее происходит в щелочной среде, кислотная же среда наоборот замедляют процесс. Именно поэтому в раствор часто добавляют фосфорную кислоту. В термических условиях H2O2 быстро разлагается, поэтому не рекомендуется хранить его на свету.
Пероксид водорода хорошо смешивается с C2H5OH (спиртом) и H2O (водой) в любых пропорциях.
Перекись водорода и вода имеют схожий состав, однако температура замерзания гораздо ниже при их взаимодействии, чем если использовать их по отдельности. Смеси, содержащие от 45% пероксида водорода могут значительно переохлаждаться, так есть растворы, температура замерзания которых ниже -55℃.
H2O2- сильный окислитель, отдающий при реакции один атом кислорода. Воздействие крепкого раствора H2O2 на легковоспламеняющиеся вещества, такие как древесина, хлопок, бумага . происходит реакция горения.
Реакция распада перокисда водорода
Кислотная среда более подходящаая среда для распада. Щелочная же более подходит для восстановления
Пример реакции восстановления мы можем наблюдать при взаимодействии H2O2 с серебром
Аналогично, по существу, протекает его взаимодействие с озоном (О3 + Н2О2 = 2 Н2О + 2 О2) и с перманганатом калия в кислой среде:
Последняя реакция применяется для количественного определения пероксида водорода.
Перекись водорода – слабый окислитель, который взаимодействуя с гидроксидами определенных металлов образуют соли H2O2. Например, если рассматривать реакцию с гидроксидом бария:
2 Основные лечебные свойства
Перекись водорода – важное звено в химических процессах живого организма.
- Участвует в процессе метаболизма;
- Выступает в роли антиоксиданта: имеет разрушительное действие на токсины, а также уничтожает любой патологический микроорганизм;
- Обладает восстанавливающим свойством на состав крови и ее кислородное насыщение;
- Нормализует кислотно-щелочной баланс;
- Участвует в регуляции гормонального уровня в щитовидной железе, репродуктивной системе и надпочечниках;
- Не имеет токсического влияния на организм, так как не скапливается при длительном применении;
- Оказывает расширяющее воздействие на сосуды;
- Улучшает функцию желудочно-кишечного тракта;
- Способствует ускорению регенерации в тканях.
3 Способы применения
Уже многие годы перекись водорода используется в различных областях применения благодаря своей эффективности и доступности. Его применение основывается в первую очередь на его окисляющих свойствах.
В традиционной медицине
Соединение назначается при многих заболеваниях. Самыми частыми показаниями к его рекомендации являются:
- Смазывание небольших повреждений кожного покрова: антисептик применяют на раны, царапины и ссадины. К нему чувствительны все инфекционные микробы: вирусы, бактерии, грибки и простейшие.
- Обработка операционного поля перед введением основного антисептика: используют на глубокой гнойной ране, флегмоне. Во время контакта с пероксидазой возникает пена в большом количестве, размягчающая патологические образования. После него вводят лечебный антисептический препарат, с которым легко вымываются некротизированные ткани, гной и кровяные сгустки.
- Очищение слухового прохода от серы: закапывают несколько капель лекарства и ждут около 3 минут. Затем вводят облепиховое масло и засекают 1 минуту. Сера размягчается, и ее нетрудно удалить ватными палочками.
- Полоскание полости рта и горла: при различных воспалениях специалисты рекомендуют готовить раствор из 100 мл дистиллированной воды и 15 мл 3% перекиси водорода. Он устраняет неприятный запах, растворяет пищевые остатки и предупреждает образование налета на зубах и языке.
- Использование при кожных болезнях: в качестве комплексной терапии врач может назначить лекарство для лечения псориаза, экземы, грибка ногтей и бородавок.
В косметологии
Препарат используется на коже, склонной к излишней жирности и появлению акне, черных точек, благодаря способности уничтожать возбудителей инфекции. Для этого 5 капель 3% раствора добавляют к 50 мл тоника. Косметологи советуют его наносить не более 2 раз в неделю.
Людям с веснушками и пигментными пятнами вещество также подойдет за счет его отбеливающего свойства. Чтобы провести процедуру, применяют специальные маски. Взять ст. л. 20% творога, сырой желток и 5 капель перекиси. Все ингредиенты перемешиваются до однородной структуры, а затем кисточкой наносятся на кожный покров. Слегка массируют, оставляя маску на 15 мин. По истечении времени масса смывается, а на лицо накладывают увлажняющий крем.
Применение в быту
Благодаря полезным свойствам Н2О2 можно не только устранить желтые пятна, разводы с белой материи и удалить налет на кафельной плитке, но и избавиться от грибка и плесени.
Чтобы почистить плитку в ванной комнате, взять 40 мл пероксида, ч. л. жидкого мыла и полстакана пищевой соды. Компоненты хорошо перемешать и нанести на влажную губку, которой оттереть проблемные участки. Если загрязнений много, нужно оставить массу на 10 минут, чтобы они растворились.
Для очистки материала берут 3% раствор, который вливают на пятна. Оставляют на 20-30 минут, а затем смывают с поверхности.
Перекись водорода в народной медицине
Перед тем как приготавливать рецепты на основе этого вещества, рекомендуется проконсультироваться с доктором.
- Во время насморка или гайморита берут ст. л. кипяченой воды, в которой разводят 15 капель перекиси. Получившимся лекарством промывают каждый носовой ход пипеткой.
- В период обострения остеохондроза прикладывают компрессы Н2О2. Марлевую салфетку обильно смачивают в веществе и накладывают на проблемную зону позвоночника, оставляя поверх полиэтилен. Не желательно держать компресс свыше 15 минут во избежание образования ожогов.
- При тонзиллите или выраженной зубной боли ч. л. Н2О2 смешивают с четвертью стакана теплой питьевой воды. Полоскают рот до 5-6 раз в сутки.
- Для остановки кровотечения из носа требуется смочить ватный шарик в перекиси и вставить его в ноздрю на 10 минут.
- Чтобы прекратить кровотечение из раны кусок ткани смачивается в Н2О2 и прикладывается на повреждение.
- Для очищения пяток изготавливают ванночки с перекисью водорода. Разогревают 4 л воды, после чего в нее добавляют 3 ст. л. соли и 3 ст. л. препарата. Тщательно размешивают, а затем опускают ноги в таз. Держат около 6 минут, потом очищают пятки пемзой. В завершении смазать ноги кремом.
4 Польза или вред?
Если человек хорошо переносит пероксид и правильно им пользуется, он не должен вызвать каких-либо неблагоприятных последствий.
Попадание на человека крепкого раствора перекиси водорода оставляет на коже белые химические ожоги .
Нельзя употреблять вещество внутрь, это опасно появлением отравления. При полоскании рта иногда теряется чувствительность языка и могут гипертрофироваться его сосочки.
Также не стоит использовать при наличии у человека индивидуальной непереносимости. Это может повлечь за собой развитие аллергической реакции.
5 Форма выпуска и возможные противопоказания препарата
Изготавливается в виде 3% раствора для наружного местного нанесения.
Его крайне нежелательно использовать при следующих состояниях:
- Кровотечения из вен или артерий;
- Индивидуальная непереносимость;
- Период беременности для обработки ротовой полости;
- Детский возраст младше 12 лет.
6 Метод Неумывакина: что это?
Это лечение с успехом применяется в нетрадиционной медицине. Профессор Неумывакин считал перекись панецеей от всех заболеваний. Принцип действия он объяснял укрепляющим эффектом лекарства: при взаимодействии с кровью и ферментом каталазой оно распадается до воды и кислорода, который разжижает кровь, нормализует обменные процессы и улучшает деятельность органов и систем.
Если ожидаемый эффект не достигался, профессор считал, что организм чрезмерно зашлакован. Поэтому он рекомендовал проводить полную очистку.
Метод не признан официальной медициной, так как его противники утверждают, что перекись не только неэффективна, но и может причинить опасность при использовании не по назначению.
В нашей следующей статье мы поговорим об особенностях применения каустической соды.
Источник
Пероксид водорода
Пероксид водорода (перекись водорода), H2O2 – простейший представитель пероксидов. Бесцветная жидкость с «металлическим» вкусом, неограниченно растворимая в воде, спирте и эфире. Концентрированные водные растворы взрывоопасны. Пероксид водорода является хорошим растворителем. Из воды выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата H2O2 • 2H2O.
Строение молекулы
Молекула Н2O2 содержит в своем составе пероксидный анион O2-2 . Каждый атом кислорода образует 2 ковалентные связи, но имеет степень окисления, равную -1. В упрощенном виде строение молекулы отражает графическая формула:
H+1-O-1-O-1-H+1
Физические свойства
В чистом безводном виде Н2O2 – бесцв. сиропообразная жидкость с плотностью 1,45 г/см3 (т. пл. -0,41°С, т. кип. 150,2°С). Смешивается с водой в любых соотношениях, растворяется также в спирте, эфире. 30%-ный р-р Н2O2 называют пергидролем. Подобно воде, Н2O2 – хороший полярный растворитель, в котором вещества с ионной и полярной ковалентной связью диссоциируют на ионы.
Химические свойства
Разложение Н2O2 (диспропорционирование)
2Н2O2 = 2Н2O + O2↑
2O-1 – 2e- → O20
2O-1 +2e- → 2О-2
При Т > 90° С пероксид водорода разлагается практически полностью. Причиной непрочности молекул Н2O2 является неустойчивость атома кислорода в степепени окисления -1.
Н2O2 – слабая кислота
Молекулы Н2O2 в незначительной степени диссоциируют в водном растворе по схеме:
Н2O2 = Н+ + HO2-
(Кдисс = 1,5 * 10-12 при 20°С)
Кислотные свойства проявляются в реакциях со щелочами с образованием солей – средних (пероксидов) и кислых (гидропероксидов), например:
Н2O2 + Ва(ОН)2 = ВаO2 + 2Н2O
пероксид бария
Гидролиз пероксидов металлов
Хотя по составу пероксиды напоминают оксиды, они на самом деле обладают свойствами солей. В водных растворах полностью гидролизуются с выделением Н2O2:
К2O2 + 2Н2O = 2КОН + Н2O2
Получение Н2O2 из пероксидов металлов
Так как Н2O2 – очень слабая кислота, то она вытесняется из своих солей как сильными кислотами, так и слабыми, например:
ВаO2 + H2SO4 = Н2O2 + BaSO4↓
ВаO2 + СO2 + Н2O = Н2O2 + ВаСO3↓
Н2O2 сильный окислитель
Атомы кислорода, находящиеся в неустойчивой степени окисления -1, стремятся приобрести еще один электрон для перехода в устойчивое состояние. Поэтому пероксид водорода проявляет очень сильные окислительные свойства, особенно в кислой среде:
Н2O-2 + 2H+ + 2e- → 2Н2O-2
Окисление неорганических веществ
Примеры:
ЗН2O2 + 2NH3 = N2 + 6Н2O
4Н2O2 + H2S = H2SO4 + 4Н2O
Н2O2 + 2HI = I2 + 2Н2O
4Н2O2 + PbS = PbSO4 + 4Н2O
ЗН2O2 + 2СrСl3 + 10КОН = 2К2СrO4 + 6KCl + 8Н2O
Н2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2Н2O
Окисление органических веществ
Конц. водные растворы Н2O2 в смеси с органическими веществами способны к воспламенению и взрыву при ударе. Например, органические кислоты окисляются до СO2 и Н2О(как при горении в O2):
4Н2O2 + CH3COOH = 2CO2↑ + 6Н2O
Н2O2 + Н2С2O4 = 2СO2↑ + 2Н2O
Пероксиды щел. Me – очень сильные окислители
Окисляют многие неорганические и органические вещества, например:
4Na2O2 + СН3СООН = 2Na2CO3 + 4NaOH
Na2O2 + SO2 = Na2SO4
Важной реакцией является диспропорционирование пероксида Na при взаимодействии с углекислым газом:
2Na2O2 + 2СO2 = 2Na2CO3 + O2↑
На этой реакции основано использование Na2O2 в автономных дыхательных аппаратах и в замкнутых помещениях для поглощения СO2 и образования O2.
Н2O2 – слабый восстановитель (в реакциях с очень сильными окислителями)
Окисление пероксида водорода обычно протекает по схеме:
2Н2O-2 – 2e- → O02↑ + 2H+
Примеры реакций:
5Н2O2 + 2КМnO4 + 3H2SO4 = 5O2↑ + 2MnSO4 + K2SO4 + 8Н2O
ЗН2O2 + К2Сr2O7 + 4H2SO4 = 3O2↑ + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7Н2O
3Н2O2 + KClO3 = 3O2↑ + KCl + 3Н2O
3Н2O2 + 2AuCl3 = 3O2↑ + 2Au + 6HCl
Источник