Formuła podstawy życia - wody jest dobrze znana. Jego cząsteczka składa się z dwóch atomów wodoru i jednego tlenu, który jest zapisywany jako H2O. Jeśli będzie dwa razy więcej tlenu, okaże się zupełnie inna substancja - H2O2. Co to jest i jak otrzymana substancja będzie się różnić od „względnej” wody?
H2O2 - co to za substancja?
Rozważmy to bardziej szczegółowo. H2O2 to wzór na nadtlenek wodoru, tak, ten sam, który leczy zadrapania, biały. Nadtlenek wodoru H2O2 - naukowa nazwa substancji.
Do dezynfekcji używany jest 3% roztwór nadtlenku. W postaci czystej lub skoncentrowanej powoduje chemiczne oparzenia skóry. Trzydziestoprocentowy roztwór nadtlenku jest inaczej nazywany perhydrolem; wcześniej był używany w salonach fryzjerskich do rozjaśniania włosów. Skóra, którą spala również staje się biała.
Właściwości chemiczne H2O2
Nadtlenek wodoru to bezbarwna ciecz o „metalicznym” smaku. Jest dobrym rozpuszczalnikiem i łatwo rozpuszcza się w wodzie, eterze, alkoholach.
Trzy- i sześcioprocentowy roztwór nadtlenku jest zwykle przygotowywany przez rozcieńczenie trzydziestoprocentowego roztworu. Podczas przechowywania stężonego H2O2 substancja rozkłada się z uwolnieniem tlenu, dlatego jest szczelnie zamkniętaNie należy go przechowywać w pojemnikach, aby uniknąć wybuchu. Wraz ze spadkiem stężenia nadtlenku wzrasta jego stabilność. Ponadto, aby spowolnić rozkład H2O2, można do niego dodawać różne substancje, na przykład kwas fosforowy lub salicylowy. Do przechowywania roztworów o silnym stężeniu (powyżej 90 procent) do nadtlenku dodaje się pirofosforan sodu, który stabilizuje stan substancji, a także stosuje się naczynia aluminiowe.
H2O2 w reakcjach chemicznych może być zarówno środkiem utleniającym, jak i redukującym. Częściej jednak nadtlenek wykazuje właściwości utleniające. Uważa się, że nadtlenek jest kwasem, ale bardzo słabym; sole nadtlenku wodoru nazywane są nadtlenkami.
Reakcja rozkładu jako metoda wytwarzania tlenu
Reakcja rozkładu H2O2 zachodzi, gdy substancja jest wystawiona na działanie wysokiej temperatury (powyżej 150 stopni Celsjusza). Rezultatem jest woda i tlen.
Wzór reakcji - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2
Możesz obliczyć elektroniczny bilans H2O2 w równaniu:
Stan utleniania H do H2O2 i H2O=+ 1.
Stan utleniania O: w H2O2=-1, w H2O=-2, w O2=02 O
-1 - 2e -> O20
O-1 + e -> O-2
2 H2O2=2 H2O + O2
Rozkład nadtlenku wodoru może również zachodzić w temperaturze pokojowej, jeśli zostanie użyty katalizator (substancja chemiczna, która przyspiesza reakcję).
W laboratoriach jedna z metod pozyskiwania tlenu wraz z rozkłademSól Bertholleta lub nadmanganian potasu jest reakcją rozkładu nadtlenku. W tym przypadku jako katalizator stosuje się tlenek manganu (IV). Inne substancje przyspieszające rozkład H2O2 to miedź, platyna, wodorotlenek sodu.
Historia odkrycia nadtlenku
Pierwsze kroki w kierunku odkrycia nadtlenku zostały poczynione w 1790 roku przez niemieckiego Alexandra Humboldta, kiedy odkrył przemianę tlenku baru w nadtlenek po podgrzaniu. Procesowi temu towarzyszyła absorpcja tlenu z powietrza. Dwanaście lat później naukowcy Tenard i Gay-Lussac przeprowadzili eksperyment dotyczący spalania metali alkalicznych z nadmiarem tlenu, w wyniku czego powstaje nadtlenek sodu. Ale nadtlenek wodoru uzyskano później, dopiero w 1818 roku, kiedy Louis Tenard badał wpływ kwasów na metale; do ich stabilnej interakcji potrzebna była niewielka ilość tlenu. Przeprowadzając eksperyment potwierdzający z nadtlenkiem baru i kwasem siarkowym, naukowiec dodał do nich wodę, chlorowodór i lód. Po krótkim czasie Tenar znalazła na ściankach pojemnika małe zestalone krople z nadtlenkiem baru. Stało się jasne, że to H2O2. Następnie nadali powstałemu H2O2 nazwę „woda utleniona”. Był to nadtlenek wodoru - bezbarwna, bezwonna, trudno odparowująca ciecz, która dobrze rozpuszcza inne substancje. Wynikiem interakcji H2O2 i H2O2 jest reakcja dysocjacji, nadtlenek jest rozpuszczalny w wodzie.
Ciekawostka - szybko odkryto właściwości nowej substancji, pozwalające na wykorzystanie jej w pracach konserwatorskich. Sam Tenard odrestaurował obraz za pomocą nadtlenku. Rafael, pociemniały z wiekiem.
Nadtlenek wodoru w XX wieku
Po dokładnym zbadaniu powstałej substancji zaczęto ją produkować na skalę przemysłową. Na początku XX wieku wprowadzono elektrochemiczną technologię produkcji nadtlenku, opartą na procesie elektrolizy. Ale trwałość substancji otrzymanej tą metodą była niewielka, około kilku tygodni. Czysty nadtlenek jest niestabilny, a większość z niego została wyprodukowana w 30% do wybielania tkanin i 3% lub 6% do użytku domowego.
Naukowcy z nazistowskich Niemiec wykorzystali nadtlenek do stworzenia silnika rakietowego na paliwo płynne, który był używany do celów obronnych podczas II wojny światowej. W wyniku oddziaływania H2O2 i metanolu/hydrazyny uzyskano potężne paliwo, na którym samolot osiągnął prędkość ponad 950 km/h.
Gdzie jest teraz używane H2O2?
- w medycynie - do leczenia ran;
- właściwości wybielające substancji są wykorzystywane w przemyśle celulozowo-papierniczym;
- w przemyśle tekstylnym tkaniny naturalne i syntetyczne, futra, wełna są bielone nadtlenkiem;
- jako paliwo rakietowe lub jego utleniacz;
- w chemii - do produkcji tlenu, jako środek spieniający do produkcji materiałów porowatych, jako katalizator lub środek uwodorniający;
- do produkcji środków dezynfekujących lub czyszczących, wybielaczy;
- do rozjaśniania włosów (jest to metoda przestarzała, ponieważ włosy są bardzo zniszczone nadtlenkiem);
- niektórzy używają nadtlenku do wybielania zębów, ale powoduje on erozję ich szkliwa;
- Akwaryści i hodowle ryb stosują 3% roztwór H2O2 do ożywienia ryb uduszonych, do zabijania glonów i pasożytów w akwarium oraz do zwalczania niektórych chorób ryb;
- we wszystkich gałęziach przemysłu nadtlenek może być używany jako środek dezynfekujący do powierzchni, sprzętu, opakowań;
- do czyszczenia basenu;
- do wydobycia metali i ropy naftowej w górnictwie i przemyśle naftowym;
- do obróbki metali i stopów w obróbce metali.
Wykorzystanie H2O2 w życiu codziennym
Nadtlenek wodoru może być z powodzeniem stosowany do rozwiązywania różnych problemów domowych. Ale do tych celów można użyć tylko 3% nadtlenku wodoru. Oto kilka sposobów:
- Aby wyczyścić powierzchnie, wlej nadtlenek do naczynia za pomocą pistoletu natryskowego i spryskaj zanieczyszczone powierzchnie.
- Aby zdezynfekować przedmioty, przetrzyj je nierozcieńczonym roztworem H2O2. Pomoże to oczyścić je ze szkodliwych mikroorganizmów. Gąbki można nasączyć wodą z nadtlenkiem (w proporcji 1:1).
- Aby wybielić tkaniny podczas prania białych rzeczy, dodaj szklankę wody utlenionej. Białe tkaniny można również wypłukać w wodzie zmieszanej ze szklanką H2O2. Ta metoda przywraca biel, zapobiega żółknięciu tkanin i pomaga w usuwaniu uporczywych plam.
- Aby zwalczać pleśń i grzyby, wymieszaj wodę utlenioną i wodę w proporcji 1:2 w butelce ze spryskiwaczem. Rozpyl powstałą mieszaninę na zanieczyszczone powierzchnie ipo 10 minutach wyczyść je pędzelkiem lub gąbką.
- Przyciemnioną fugę w płytkach można odnowić, spryskując nadtlenkiem wybrane obszary. Po 30 minutach dokładnie rozetrzyj je sztywnym pędzlem.
- Aby umyć naczynia, dodaj pół szklanki H2O2 do pełnej miski z wodą (lub zlewu z zamkniętym odpływem). Umyte w tym roztworze kubki i talerze będą lśnić czystością.
- Aby wyczyścić szczoteczkę do zębów, zanurz ją w nierozcieńczonym 3% roztworze nadtlenku. Następnie spłucz pod silną bieżącą wodą. Ta metoda dobrze dezynfekuje artykuł higieniczny.
- Aby zdezynfekować zakupione warzywa i owoce, spryskaj je roztworem 1 części nadtlenku i 1 części wody, a następnie dokładnie spłucz wodą (może być zimna).
- W letnim domku, przy pomocy H2O2 możesz walczyć z chorobami roślin. Należy je spryskać roztworem wody utlenionej lub namoczyć nasiona na krótko przed sadzeniem w 4,5 litra wody zmieszanej z 30 ml czterdziestoprocentowego nadtlenku wodoru.
- Aby ożywić ryby akwariowe, jeśli są zatrute amoniakiem, uduszone przy wyłączonym napowietrzaniu lub z innego powodu, możesz spróbować umieścić je w wodzie z nadtlenkiem wodoru. Konieczne jest zmieszanie 3% nadtlenku z wodą w ilości 30 ml na 100 litrów i umieszczenie go w powstałej mieszaninie martwych ryb na 15-20 minut. Jeśli w tym czasie nie ożyją, to lekarstwo nie pomogło.
Nadtlenek wodoru w przyrodzie
Nadtlenek wodoru nie powinien być uważany za sztuczny związek otrzymywany wyłącznie w laboratoriach. W H2O2znaleźć w deszczu i śniegu, w górskim powietrzu. W górach można znaleźć źródła i rzeki z białą wodą z najmniejszych bąbelków tlenu, co słusznie uważane jest za przydatne. Mało kto wie, że kolor i bąbelki są spowodowane obecnością w wodzie H2O2, która powstaje dzięki dobremu napowietrzeniu. Tymczasem nie należy bać się pić takiej nieprzegotowanej wody, chyba że w pobliżu są oczywiście rośliny i fabryki. Nadtlenek wodoru, występujący naturalnie w wodzie, działa jako środek dezynfekujący przeciwko mikroorganizmom i pasożytom.
Nawet energiczne potrząsanie butelką z wodą wytwarza trochę nadtlenku, ponieważ woda jest nasycona tlenem.
Świeże owoce i warzywa zawierają również H2O2 do czasu ugotowania. Podczas ogrzewania, gotowania, pieczenia i innych procesów z towarzyszącą wysoką temperaturą dochodzi do zniszczenia dużej ilości tlenu. Dlatego gotowane potrawy są uważane za mało przydatne, chociaż pozostaje w nich pewna ilość witamin. Świeżo wyciskane soki czy koktajle tlenowe podawane w sanatoriach są przydatne z tego samego powodu - ze względu na nasycenie tlenem, które dodaje organizmowi sił i oczyszcza go.
Niebezpieczeństwo połknięcia nadtlenku
Po powyższym może się wydawać, że nadtlenek można przyjmować doustnie, co przyniesie korzyści organizmowi. Ale tak nie jest. W wodzie lub sokach związek występuje w minimalnych ilościach i jest blisko spokrewniony z innymi substancjami. Zabranie do środka „nienaturalnego” nadtlenku wodoru(a wszelki nadtlenek kupiony w sklepie lub wyprodukowany samodzielnie w wyniku eksperymentów chemicznych nie może być w żaden sposób uznany za naturalny, a poza tym ma zbyt wysokie stężenie w porównaniu z naturalnym) może prowadzić do zagrażających życiu i konsekwencji zdrowotnych. Aby zrozumieć dlaczego, musimy wrócić do chemii.
Jak już wspomniano, w pewnych warunkach nadtlenek wodoru ulega zniszczeniu i uwalnia tlen, który jest aktywnym utleniaczem. Na przykład reakcja rozkładu może wystąpić, gdy H2O2 zderza się z peroksydazą, enzymem wewnątrzkomórkowym. Zastosowanie nadtlenku do dezynfekcji opiera się na jego właściwościach utleniających. Tak więc, gdy rana jest leczona H2O2, uwolniony tlen niszczy żywe patogenne mikroorganizmy, które w nią wpadły. Ma taki sam wpływ na inne żywe komórki. Jeśli potraktujesz nieuszkodzoną skórę nadtlenkiem, a następnie przetrzesz ten obszar alkoholem, poczujesz pieczenie, co potwierdza obecność mikroskopijnych uszkodzeń po nadtlenku. Ale przy zewnętrznym stosowaniu nadtlenku w niskim stężeniu nie będzie zauważalnych szkód dla organizmu.
Kolejna rzecz, jeśli spróbujesz zabrać to do środka. Substancja ta, która jest zdolna uszkadzać od zewnątrz nawet stosunkowo grubą skórę, przedostaje się do błon śluzowych przewodu pokarmowego. Oznacza to, że pojawiają się mini-oparzenia chemiczne. Oczywiście uwolniony czynnik utleniający - tlen - może również zabijać szkodliwe drobnoustroje. Ale ten sam proces zajdzie w komórkach przewodu pokarmowego. Jeśli oparzenia w wyniku działaniaśrodek utleniający będzie się powtarzał, wtedy możliwa jest atrofia błon śluzowych i jest to pierwszy krok w kierunku raka. Śmierć komórek jelitowych prowadzi do niezdolności organizmu do wchłaniania składników odżywczych, co tłumaczy na przykład utratę wagi i zanikanie zaparć u niektórych osób, które stosują „leczenie” nadtlenkiem.
Osobno trzeba powiedzieć o takiej metodzie stosowania nadtlenku, jak iniekcje dożylne. Nawet jeśli z jakiegoś powodu zostały przepisane przez lekarza (można to uzasadnić tylko w przypadku zatrucia krwi, gdy nie ma innych odpowiednich leków), to pod nadzorem lekarza i przy ścisłym obliczeniu dawek nadal istnieje ryzyko. Ale w tak ekstremalnej sytuacji będzie szansa na powrót do zdrowia. W żadnym wypadku nie należy przepisywać sobie zastrzyków nadtlenku wodoru. H2O2 stanowi ogromne zagrożenie dla komórek krwi – erytrocytów i płytek krwi, gdyż niszczy je, gdy dostanie się do krwioobiegu. Ponadto może dojść do śmiertelnego zablokowania naczyń krwionośnych przez uwolniony tlen – zator gazowy.
Środki bezpieczeństwa przy obchodzeniu się z H2O2
- Trzymaj z dala od dzieci i osób niedołężnych. Brak zapachu i wyraźny smak sprawia, że nadtlenek jest dla nich szczególnie niebezpieczny, ponieważ można przyjmować duże dawki. Jeśli roztwór zostanie połknięty, konsekwencje użycia mogą być nieprzewidywalne. Natychmiast zasięgnij pomocy medycznej.
- Roztwory nadtlenków o stężeniu większym niż trzy procent powodują oparzenia w kontakcie ze skórą. Spalony obszar należy umyć dużą ilością wody.
- Nie pozwól, aby roztwór nadtlenku dostał się do oczu, ponieważ powstaje ich obrzęk, zaczerwienienie, podrażnienie, a czasem ból. Pierwsza pomoc przed pójściem do lekarza – przepłukanie oczu dużą ilością wody.
- Przechowuj substancję tak, aby było jasne, że jest to H2O2, czyli w pojemniku z naklejką, aby uniknąć przypadkowego niewłaściwego użycia.
- Warunki przechowywania przedłużające jego żywotność - ciemne, suche, chłodne miejsce.
- Nie mieszaj nadtlenku wodoru z płynami innymi niż czysta woda, w tym chlorowana woda z kranu.
- Wszystkie powyższe dotyczą nie tylko H2O2, ale wszystkich zawierających go preparatów.
