Обзор пероксида водорода: свойства, формула и применение

Что такое перекись водорода?

Перекись водорода — это бесцветная вязкая жидкость со слегка резким запахом. Он относительно устойчив в тёмных условиях, но при воздействии тепла, света или определённых примесей легко разлагается с образованием кислорода и воды. Он смешивается с водой в любых соотношениях.
Поскольку степень окисления пероксида водорода равна −1, он может выступать в роли (сильного) окислителя, (слабого) восстановителя и отбеливающего агента. Он широко применяется в неорганическом синтезе (например, при получении пербората натрия), органическом синтезе (например, при производстве перуксусной кислоты), медицинской дезинфекции, клинической химии, отбеливании текстиля и анализе пищевых продуктов. Пероксид водорода обладает выраженными окислительными свойствами, причём его окислительная способность в кислых растворах значительно выше, чем в щелочных. При использовании в качестве окислителя основным побочным продуктом является вода, при этом токсичных отходов не образуется. Пероксид водорода также можно получать электролизом, как правило, в сильно кислых или сильно щелочных условиях; полученный продукт необходимо подвергнуть очистке.

Свойства перекиси водорода

Промышленный метод производства пероксида водорода: Стретфорд

В антрахиноновом методе антрахинон растворяют в органическом растворителе с образованием рабочего раствора. При определённом давлении и температуре, в присутствии такого катализатора, как палладий (Pd), антрахинон подвергают гидрированию водородом с образованием гидроантрахинона и тетрагидроантрахинона. Затем антрахинон и тетрагидроантрахинон подвергаются автоокислению кислородом при заданных температурных и давленных условиях с образованием перекиси водорода, антрахинона и тетрагидроантрахинона. Наконец, путём таких процессов, как экстракция, регенерация, очистка и концентрирование, получают 20–50%-ный водный раствор перекиси водорода.

Несмотря на то, что катализаторы, используемые в антрахинонном процессе, подвержены отравлению, слеживанию и фрагментации, а сам процесс сопровождается многочисленными побочными реакциями, усложняющими разделение и очистку, антрахиноновый катализатор может быть повторно использован и просто пополняться по мере необходимости. Кроме того, антрахинонный процесс получения H₂O₂ основывается на недорогих и легко доступных сырьевых ресурсах, поступающих из широкого круга источников. Поскольку водород и кислород не вступают в прямой контакт, риск взрыва практически исключён, что делает данный метод пригодным для крупносерийного производства.

Формула перекиси водорода

Для чего обычно используется перекись водорода?

Медицинская дезинфекция

Учитывая, что Перекись водорода Обладая свойствами низкой раздражающей активности, высокой эффективности, быстрого действия и нетоксичности, 3%-ный раствор перекиси водорода может использоваться в качестве окислительного дезинфицирующего средства. При контакте с органическими веществами он под действием каталазы расщепляется с выделением кислорода, что обеспечивает его стерилизующее, дезодорирующее, дезактивирующее и гемостатическое действие. Кроме того, он способен разрушать анаэробную среду, в которой развиваются бактерии столбняка, тем самым предотвращая развитие клинических проявлений столбняка. Также данный препарат может применяться для противовоспалительной терапии или очистки при воспалении наружного слухового прохода, тонзиллите, экстренной хирургической обработке ран при травмах и т. п.

Подготовка кислорода

Вследствие легкого разложения пероксида водорода кислород в лаборатории получают путём добавления к раствору пероксида водорода катализатора — диоксида марганца (MnO₂).

Применения в области отбеливания текстиля

В промышленности перекись водорода широко применяется для отбеливания таких материалов, как хлопчатобумажные ткани, сырой шёлк, шерсть, мех, перья, кости животных, слоновая кость, жир, целлюлоза и надгробия.

Часто задаваемые вопросы

1. Может ли перекись водорода истечь срок годности?

Да, перекись водорода имеет ограниченный срок годности, и после истечения срока её использование не рекомендуется, особенно в критически важных случаях, таких как дезинфекция ран. Срок хранения нераскрытой 3%-ной медицинской перекиси водорода обычно составляет 1–3 года, однако после вскрытия он сокращается, и в целом рекомендуется использовать её в течение одного месяца.

2. Убивает ли перекись водорода микробы?

Перекись водорода является сильным окислителем, который при определённых концентрациях и условиях эксплуатации эффективно уничтожает различные бактерии; однако её бактерицидное действие зависит от концентрации, продолжительности воздействия, температуры, значения рН и вида бактерий.

3. Уничтожает ли перекись водорода плесень?

Перекись водорода — это дезинфицирующее средство широкого спектра действия с высокой эффективностью, обладающее губительным воздействием на различные виды плесневых грибов (например, Aspergillus и Penicillium). Принцип её стерилизующего действия заключается в разложении с выделением активных форм кислорода, которые повреждают клеточную мембрану, белки и генетический материал плесневых грибов, тем самым подавляя их размножение.

4. Что менее токсично для человека — отбеливатель или перекись водорода?

Отбеливатели (например, реактивные кислородные отбеливатели, содержащие перекись водорода) при правильном использовании и в низких концентрациях обычно не представляют опасности для организма человека, однако при неправильном применении или при высоких концентрациях могут быть чрезвычайно токсичными и вызывать повреждение кожи, слизистых оболочек, дыхательных путей и пищеварительного тракта.

5. Является ли перекись водорода спиртом для протирки?

Не рекомендуется непосредственно смешивать или втирать перекись водорода и спирт (этанол или изопропанол), поскольку они могут вступать в химическую реакцию, что снижает эффективность дезинфекции и может вызвать раздражение кожи или создать опасность для безопасности.

6. Изопропиловый спирт против перекиси водорода

Изопропанол (C₃H₈O) и пероксид водорода (H₂O₂) — это два вещества с совершенно различными химическими свойствами и областями применения, однако при определённых условиях они могут вступать в реакцию.

Изопропанол: растворитель, дезинфицирующее средство, сырьё для синтеза ароматических веществ, разбавитель лакокрасочных материалов и т. д.

Перекись водорода: отбеливание, дезинфекция, окислительная реакция, получение кислорода и т. д.