ANG HYDROGEN PEROXIDE (H2O2): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, GINAGAMIT, PAGKUHA - CHEMISTRY - 2025

Ang hydrogen peroxide ay isang inorganic compound na may formula na kemikal H ₂ O ₂ . Sa lahat, ito ay ang pinakasimpleng peroxide ng pamilya na ito ng mga kemikal na compound. Ang pormula ng istruktura nito ay HOOH, ang panloob na oxygenated na tulay na katangian para sa lahat ng mga peroksayd.

Noong 1818, ang H ₂ O _{2 ay} kinilala ni Louies Jacques Thénard, na naghanda ng isang compound ng kemikal na tinawag niyang hydrogen peroxide. Ito ay isang hindi matatag na tambalan, nabubulok ito sa pagkakalantad sa ilaw, init at ilang mga metal.

Chemical formula ng hydrogen peroxide

Ito ay isang napaka-kapaki-pakinabang na tambalan na ginagamit sa pagdidisimpekta ng mga menor de edad na sugat, pagpaputi ng buhok, paggamot ng tubig, atbp. Bagaman maaari itong magkaroon ng mapanganib na pagkilos para sa mga tao, matatagpuan ito sa lahat ng mga eukaryotic cells ng mga nabubuhay na nilalang, kung saan nagsasagawa ito ng maraming mga kapaki-pakinabang na pag-andar.

Ang hydrogen peroxide ay gumagawa ng oksihenasyon ng mga nakakalason na sangkap tulad ng mga phenol, ethanol, formaldehyde, atbp., Ang mga produktong tinanggal sa atay at bato. Bilang karagdagan, nag-aambag ito sa pagkasira ng bakterya na phagocytosed ng neutrophilic leukocytes at macrophage.

Istraktura

Molekula

Ang molekum ng hydrogen peroxide na kinakatawan ng isang modelo ng ball-and-stick. Pinagmulan: Benjah-bmm27 sa pamamagitan ng Wikipedia.

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng istraktura ng H ₂ O ₂ (HOOH) na molekula, na may mga pulang spheres na naaayon sa mga atomo ng oxygen, at ang mga puti ay ang mga atomo ng hydrogen. Tandaan na ang molekula ay hindi patag, at na ang mga H atoms ay hindi eclipsed sa espasyo (kabaligtaran sa bawat isa).

Kapansin-pansin, nahihirapan ang H ₂ O ₂ na paikutin ang gitnang simpleng bond na OO, kaya ang mga posisyon ng mga H na ito ay hindi maaaring palitan; ang isa ay hindi bababa habang ang iba pa ay tumataas.

Bakit? Sapagkat sa dalawang atom na oxygen ay may dalawang libreng pares ng mga electron, na nagbibigay ng kabuuang walong napakalapit na mga electron at nagtatapon sa bawat isa dahil sa kanilang negatibong singil.

Pag-ikot

Gayunpaman ang OO link ay madaling kapitan ng kaunting pag-ikot dahil sa mga pakikipag-ugnay sa kapaligiran nito.

Halimbawa, sa pamamagitan ng pagdadala ng dalawang hinlalaki, kasama ang mga daliri ng index at ang iba pa ay sarado, na parang pagguhit ng isang korte, at pagkatapos ay iikot ang mga hinlalaki sa isang paraan na itinuro ng isa sa mga daliri ng index at ang iba pang likod, magkakaroon ka ng tinatayang representasyon ng H ₂ O ₂ .

Kung ang isang katawan ay humipo sa alinman sa mga daliri ng index, ang mga hinlalaki ay paikutin bilang tugon sa pakikipag-ugnay na ito; gayunpaman, babalik agad sila sa kanilang orihinal na posisyon dahil sa mga elektronikong pagtanggi na nabanggit sa itaas. Ang mga pag-ikot na ito ay ginawaran ang mga dinamikong aspeto ng molekula na ito.

Mga intermolecular na pakikipag-ugnay

Sa estado ng likido, ang H ₂ O _{2 ay} namamahala upang maitaguyod ang mga bono ng hydrogen (HOOH-O ₂ H ₂ ), dahil kung hindi, ang mataas na punto ng kumukulo (150 ºC) na ito ay ihahambing sa tubig na iyon.

Sa sandaling pumasa ito sa gas phase, ang H ₂ O _{2 na mga} molekula ay maaaring hindi na mabuo ang gayong mga tulay, dahil hindi lamang sa mas malaking intermolecular na distansya, kundi pati na rin ang mga hydrogen atoms ang unang mahipo kung sakaling mabangga (maaari ito muling isinalarawan gamit ang modelo ng daliri).

Samantala, sa solidong yugto, ang anggulo ng mga eroplano na itinatag ng H ay 90º (ilagay ang mga daliri ng index na patayo). Ngayon ang mga bono ng hydrogen ay nagiging mas mahalaga at ang mga molekulang H ₂ O ₂ ay nakaayos sa isang kristal na may istraktura ng tetragonal.

Ari-arian

sBottle na may hydrogen peroxide. Sa mga parmasya ay nakamit ito na may konsentrasyon ng 3% m / v. Pinagmulan: Pixnio.

Mga Pangalan

-Hydrogen peroxide

-Dioxidan

-Oxidanol

-Perhydroxic acid

-O-hydroxyol

-Peroxide

Mass ng Molar

34.0147 g / mol

Pisikal na hitsura

Maputla asul (puro) o walang kulay na likido. Ito ay bahagyang mas malapot at siksik kaysa sa tubig. Ito ay distilled para sa kaligtasan sa mababang temperatura at sa pinababang presyon, dahil nabubulok ito sa pagpainit sa isang form na sumasabog.

Amoy

Biglang o amoy-tulad ng amoy.

Tikman

Mapait

Density

Solid 1.71 g / cm ³

Ang mga density ng tubig na may solusyon ay nakasalalay sa kanilang konsentrasyon; halimbawa, sa 27% mayroon itong density ng 1.10 g / cm ³ , habang nasa 50%, 1.13 g / cm ³

Temperatura ng pagkatunaw

- 0.43 ºC

Punto ng pag-kulo

150.2 ° C Ang halagang ito ay nakuha sa pamamagitan ng extrapolation, dahil ang hydrogen peroxide ay nabubulok sa mataas na temperatura.

Pagkakatunaw ng tubig

Maling ≥ 100 mg / mL sa 25 ºC

Solubility

Ito ay natutunaw sa eter at alkohol, ngunit hindi matutunaw sa petrolyo eter. Ito ay nabulok sa tubig at oxygen sa maraming mga organikong solvent.

Koepisyent ng Octanol / water partition

Mag-log P = - 0.43

Presyon ng singaw

5 mmHg sa 30 ° C.

Patuloy ang pagkakaiba-iba

pKa = 11.72

pH

Ang mga solusyon sa hydrogen peroxide ay medyo acidic. Halimbawa, isang 35% ang isa ay mayroong pH na 4.6; ngunit kapag puro sa 90%, ang pH ay nagiging mas acidic: 5.1.

Refractive index (n

1,4061

Kalapitan

1,245 cPoise sa 20 ° C.

Kapasidad ng init

1,267 J / gK (gas)

2,619 J / gK (likido)

Init ng singaw

1,519 J / g K

Katatagan

Matatag sa ilalim ng inirekumendang mga kondisyon. Ito ay karagdagang nagpapatatag sa pamamagitan ng pagdaragdag ng acetanilide at mga asing-gamot sa lata.

Pagkawasak

Makinis

Agnas

Ito decomposes sa pagkakalantad sa ilaw o sa pagkakaroon ng oxidizing at pagbabawas ng mga sangkap. Nagwawasak din ito sa pag-init. Kapag nabubulok ito, naglalabas ito ng tubig at oxygen, at pinapaboran ng pagtaas ng pH at temperatura, pati na rin sa pagkakaroon ng catalase ng enzyme.

Pag-igting sa ibabaw

80.4 dines / cm sa 20 ° C

Reactivity

Ang H ₂ O _{2 ay} kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing sa mga solusyon sa acid ng ferrous iron (Fe ²⁺ ) sa ferric iron (F ³⁺ ); ito rin ay nag-oxidize ng sulfite ion (KAYA ₃ ^2- ) sa sulfate ion (KAYA ₄ ^2- ).

Maaari rin itong kumilos bilang isang pagbabawas ng ahente sa pagkakaroon ng mga pangunahing solusyon, pagbabawas ng sodium hypochlorite (NaOCl) at potassium permanganate (KMnO ₄ ) na may paglabas ng oxygen.

Aplikasyon

Pagpaputi

Ang hydrogen peroxide ay ginagamit sa industriya ng papel sa pagpapadulas ng pulp at papel, na gumugugol ng halos taunang paggawa nito.

Disimpektante

Ang hydrogen peroxide ay isang banayad na antiseptiko upang maiwasan ang impeksyon sa mga maliliit na sugat, scrape, at burn. Ginagamit din ito bilang isang mouthwash at upang mapawi ang banayad na pangangati ng bibig dahil sa pagkakaroon ng canker sores o gingivitis.

Ginagamit din ito upang disimpektahin ang mga ibabaw, ang panloob ng mga refrigerator, tubig at labanan ang labis na paglaki ng bakterya sa mga sistema ng tubig at mga tower ng paglamig. Ang hydrogen peroxide ay naglabas ng mga libreng radikal na oxygen, na nagpapabagal sa mga pollutant.

Malinis

Ang hydrogen peroxide ay ginagamit sa paggawa ng mga detergents ng pagpapaputi ng paglalaba, kabilang ang sodium percarbonate. Ang tambalang ito ay isang kumplikado ng sodium carbonate at hydrogen peroxide na, kapag natunaw sa tubig, naghihiwalay sa mga sangkap nito.

Pampaganda application

Ang diluted hydrogen peroxide ay ginagamit sa pagpapaputi ng buhok, bago ang paglamlam. Ginagamit din ito upang mapaputi ang mga ngipin, pati na rin ang bahagi ng isang homemade toothpaste.

Propellant

Ang hydrogen peroxide ay ginagamit bilang monopropellant o oxidizing na bahagi ng isang bipropolent rocket. Nabubulok nito ang pagpapakawala ng oxygen at tubig, isang katangian na pinapayagan ang paggamit nito bilang isang propellant.

Ito ay pumped sa isang reaksyon cell na may pagkakaroon ng isang katalista na nagpapabilis ng sinabi pagkabulok. Sa panahon nito, ang isang mataas na temperatura ng tubig na singaw ay ginawa.

Kapag ang singaw ay pinalayas sa pamamagitan ng isang puwang, gumagawa ito ng isang salpok. Ang V-80 na submarino, na itinayo noong 1940, ay ginamit ang oxygen mula sa hydrogen peroxide sa mga turbin nito; tinawag na sistema ng turbine ni Walter

Pagkuha

Sa una, ang hydrogen peroxide ay nakuha nang masipag sa pamamagitan ng hydrolysis ng ammonium persulfate, o electrolysis ng ammonium bisulfate, NH ₄ HSO ₄ .

Ang hydrogen peroxide ay kasalukuyang nakuha sa industriya sa pamamagitan ng paggamit ng anthraquinone. Ang proseso ay isinasagawa sa apat na yugto: hydrogenation, pagsasala, oksihenasyon, pagkuha at pagdalisay.

Hydrogenation

Ang alkylanthroquinone ay hydrogenated sa pamamagitan ng pagpasa ng hydrogen gas sa pamamagitan ng isang hydrogenator na puno ng alumina at isang maliit na halaga ng katalista (palladium). Ang temperatura ay pinananatili sa 45ºC na may permanenteng pagpapakilos.

Ang alkyldroquinone ay na-convert sa alkyl anthrahydroquinone at ang tetrahydroalkylanthrahydroquinone, ang huli ay napili para sa kaginhawaan nito para sa mga sumusunod na pamamaraan.

Pagsasala

Ang solusyon na naglalaman ng hydrogenated anthraquinone ay na-filter upang alisin ang mga bakas ng katalis na maaaring naglalaman nito.

Ang oksihenasyon

Ang filter na solusyon ay na-oxidized sa pamamagitan ng pagpasa ng hangin sa pamamagitan nito, na bumubuo ng mababang kadalisayan hydrogen peroxide.

Extraction at paglilinis

Ang solusyon ng hydrogen peroxide ay dumaan sa isang haligi ng likido-likido. Ang tubig ay dumadaloy sa haligi, habang ang solusyon ng hydrogen peroxide ay pumped sa pamamagitan nito.

Umaabot ang tubig sa ilalim ng extractor na may konsentrasyon ng hydrogen peroxide sa pagitan ng 25 at 35% w / w. Pagkatapos, nalinis ito sa pamamagitan ng vacuum distillation, hanggang sa isang konsentrasyon ng hydrogen peroxide na 30%. Sa wakas ito ay nagpapatatag at nakaimbak.

Mga panganib

Ang pagkasunog ng hydrogen peroxide. Pinagmulan: Bobjgalindo

Ang hydrogen peroxide ay isang kinakaing unti-unting ahente, kaya sa pakikipag-ugnay sa balat ay naglilikha ito ng matinding pangangati, bilang karagdagan sa pansamantalang pagpapaputi (tuktok na imahe). Maaari rin itong maging sanhi ng pinsala sa mata, pangangati, isang pantal, pamumula, at pamumula.

Ang paglanghap ay nagdudulot ng pangangati sa ilong, lalamunan at baga. Samantala, ang paulit-ulit na pagkakalantad ay maaaring maging sanhi ng brongkitis, ubo, plema at igsi ng paghinga. At parang hindi ito sapat, bumubuo din ito ng pananakit ng ulo, pagkahilo, pagduduwal at pagsusuka.

Ang matinding pagkakalantad sa hydrogen peroxide ay maaaring maging sanhi ng likido na bumubuo sa baga, na kilala bilang pulmonary edema - isang malubhang kondisyon na nangangailangan ng agarang medikal na atensyon.

Ang Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ay nagtatag ng maximum na pinapayagan para sa hydrogen peroxide ng 1 ppm sa isang kapaligiran sa trabaho sa isang 8-oras na shift. Gayunpaman, dahil ito ay isang mutagenic compound, ang pagkakalantad ay dapat itago sa isang minimum.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Ang hydrogen peroxide. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. William R. Busing at Henri A. Levy. (2004). Crystal at Molekular na Istraktura ng Hydrogen Peroxide: Isang Neutron - Pag-aaral ng Pagkakaiba. doi.org/10.1063/1.1696379
4. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Ang hydrogen peroxide. PubChem Database. CID = 784. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Ang Mga editor ng Encyclopaedia Britannica. (Nobyembre 27, 2018). Ang hydrogen peroxide. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
6. Kagawaran ng Kalusugan ng New Jersey. (2016). Hydrogen Peroxide. . Nabawi mula sa: nj.gov
7. Mathews, CK, Van Holde, KE, Ahern, KG (2002). Biochemistry. Ikatlong edisyon. Publisher na si Pearson Addison Wesley
8. Web MD. (2019). Ang hydrogen peroxide. Nabawi mula sa: webmd.com