H2O2 - ما هذه المادة؟

2024 مؤلف: Angel Austin | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 05:16

صيغة أساس الحياة - الماء مشهور. يتكون جزيءه من ذرتين هيدروجين وأكسجين ، وهو مكتوب كـ H2O. إذا كان هناك ضعف كمية الأكسجين ، فستظهر مادة مختلفة تمامًا - H2O2. ما هو وكيف ستختلف المادة الناتجة عن الماء "النسبي"؟

H2O2 - ما هذه المادة؟

دعونا نتناولها بمزيد من التفصيل. H2O2 هي صيغة بيروكسيد الهيدروجين ، نعم ، نفس الصيغة التي تعالج الخدوش البيضاء. بيروكسيد الهيدروجين H2O2 - الاسم العلمي للمادة

يستخدم محلول بيروكسيد 3٪ للتطهير. في شكل نقي أو مركز ، يتسبب في حروق كيميائية للجلد. محلول بيروكسيد بنسبة ثلاثين بالمائة يسمى بيرهيدرول ؛ كان يستخدم سابقا في صالونات تصفيف الشعر لتبييض الشعر. الجلد الذي تحرقه يتحول إلى اللون الأبيض أيضًا.

الخصائص الكيميائية لـ H2O2

بيروكسيد الهيدروجين سائل عديم اللون له طعم "معدني". إنه مذيب جيد ويذوب نفسه بسهولة في الماء والأثير والكحول.

عادة ما يتم تحضير ثلاثة وستة في المائة من محلول البيروكسيد بتخفيف محلول بنسبة ثلاثين في المائة. عندما يتم تخزين H2O2 المركز ، تتحلل المادة مع إطلاق الأكسجين ، وبالتالي ، في محكم الإغلاقلا ينبغي تخزينها في حاويات لتجنب الانفجار. مع انخفاض تركيز البيروكسيد ، يزداد ثباته. أيضًا ، لإبطاء تحلل H2O2 ، يمكن إضافة مواد مختلفة إليه ، على سبيل المثال ، حمض الفوسفوريك أو الساليسيليك. لتخزين المحاليل ذات التركيز القوي (أكثر من 90 في المائة) ، يضاف بيروفوسفات الصوديوم إلى البيروكسيد ، مما يعمل على استقرار حالة المادة ، كما يتم استخدام أوعية الألومنيوم.

H2O2 في التفاعلات الكيميائية يمكن أن يكون عامل مؤكسد وعامل مختزل. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان ، يُظهر البيروكسيد خصائص مؤكسدة. يعتبر البيروكسيد حمضًا ولكنه ضعيف جدًا ؛ تسمى أملاح بيروكسيد الهيدروجين بيروكسيدات.

تفاعل التحلل كطريقة لإنتاج الأكسجين

يحدث تفاعل تحلل H2O2 عندما تتعرض مادة ما لدرجة حرارة عالية (أكثر من 150 درجة مئوية). النتيجة ماء وأكسجين

صيغة رد الفعل - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2

يمكنك حساب الرصيد الإلكتروني لـ H2O2 في المعادلة:

حالة الأكسدة من H إلى H₂O₂و H₂O=+ 1.

حالة الأكسدة O: في H₂O₂=-1 ، في H_{2O=-2 ، في O}2₌₀2 O

-1^{- 2e -> O2 0}

O^-1+ e -> O^-2

2 H2O2=2 H2O + O2

يمكن أن يحدث تحلل بيروكسيد الهيدروجين أيضًا في درجة حرارة الغرفة إذا تم استخدام محفز (مادة كيميائية تسرع التفاعل).

في المختبرات احدى طرق الحصول على الاوكسجين الى جانب التحللملح بيرثوليت أو برمنجنات البوتاسيوم ، هو تفاعل تحلل البيروكسيد. في هذه الحالة ، يتم استخدام أكسيد المنغنيز (IV) كعامل مساعد. المواد الأخرى التي تسرع تحلل H2O2 هي النحاس والبلاتين وهيدروكسيد الصوديوم.

تاريخ اكتشاف البيروكسيد

تم اتخاذ الخطوات الأولى نحو اكتشاف البيروكسيد في عام 1790 بواسطة الألماني ألكسندر همبولت ، عندما اكتشف تحول أكسيد الباريوم إلى بيروكسيد عند تسخينه. ترافقت هذه العملية مع امتصاص الأكسجين من الهواء. بعد اثني عشر عامًا ، أجرى العالمان Tenard و Gay-Lussac تجربة على احتراق الفلزات القلوية مع الأكسجين الزائد ، مما أدى إلى تكوين بيروكسيد الصوديوم. لكن تم الحصول على بيروكسيد الهيدروجين لاحقًا ، فقط في عام 1818 ، عندما درس لويس تينارد تأثير الأحماض على المعادن. لتفاعلهم المستقر ، كانت هناك حاجة إلى كمية منخفضة من الأكسجين. أجرى تجربة تأكيدية باستخدام بيروكسيد الباريوم وحمض الكبريتيك ، أضاف العالم إليها الماء وكلوريد الهيدروجين والثلج. بعد وقت قصير ، وجد Tenar قطرات صغيرة صلبة على جدران الحاوية مع بيروكسيد الباريوم. أصبح من الواضح أنه كان H2O2. ثم أطلقوا على H2O2 الناتج اسم "الماء المؤكسد". كان هذا هو بيروكسيد الهيدروجين - وهو سائل عديم اللون والرائحة وقابل للتبخير بالكاد يذيب المواد الأخرى جيدًا. نتيجة تفاعل H2O2 و H2O2 هو تفاعل تفكك ، البيروكسيد قابل للذوبان في الماء.

حقيقة مثيرة للاهتمام - تم اكتشاف خصائص المادة الجديدة بسرعة ، مما يسمح باستخدامها في أعمال الترميم. أعاد تينارد بنفسه اللوحة باستخدام البيروكسيد.رافائيل ، مظلمة بسبب العمر.

بيروكسيد الهيدروجين في القرن العشرين

بعد دراسة شاملة للمادة الناتجة ، بدأ إنتاجها على نطاق صناعي. في بداية القرن العشرين ، تم إدخال تقنية كهروكيميائية لإنتاج البيروكسيد ، بناءً على عملية التحليل الكهربائي. لكن العمر الافتراضي للمادة التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة كان صغيرًا ، حوالي أسبوعين. البيروكسيد النقي غير مستقر ، وقد تم إنتاج معظمه بنسبة 30٪ لتبييض الأقمشة ، و 3٪ أو 6٪ للاستخدام المنزلي.

استخدم علماء ألمانيا النازية مادة البيروكسيد لإنشاء محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل ، والذي تم استخدامه للاحتياجات الدفاعية في الحرب العالمية الثانية. نتيجة لتفاعل H2O2 والميثانول / الهيدرازين ، تم الحصول على وقود قوي ، وصلت فيه الطائرة إلى سرعات تزيد عن 950 كم / ساعة.

أين يتم استخدام H2O2 الآن؟

• في الطب - لعلاج الجروح ؛
• تُستخدم خصائص التبييض للمادة في صناعة اللب والورق ؛
• في صناعة النسيج ، يتم تبييض الأقمشة الطبيعية والاصطناعية والفراء والصوف بالبيروكسيد ؛
• كوقود للصواريخ أو مؤكسده ؛
• في الكيمياء - لإنتاج الأكسجين ، كعامل رغوة لإنتاج المواد المسامية ، كعامل مساعد أو عامل مهدرجة ؛
• لإنتاج المطهرات أو منتجات التنظيف والمبيضات ؛
• لتبييض الشعر (هذه طريقة قديمة ، حيث يتلف الشعر بشدة بسبب البيروكسيد) ؛

• يستخدم بعض الأشخاص مادة البيروكسيد لتبييض أسنانهم ، لكنه يؤدي إلى تآكل المينا ؛
• يستخدم Aquarists ومزارع الأسماك محلول 3٪ H2O2 لإحياء الأسماك المختنقة ، ولقتل الطحالب والطفيليات في الحوض ، ولمكافحة بعض أمراض الأسماك ؛
• في جميع الصناعات ، يمكن استخدام البيروكسيد كمطهر للأسطح والمعدات والتعبئة ؛
• لتنظيف حمامات السباحة ؛
• لاستخراج المعادن والنفط في صناعة التعدين والنفط
• لمعالجة المعادن والسبائك في تشغيل المعادن.

استخدام H2O2 في الحياة اليومية

يمكن استخدام بيروكسيد الهيدروجين بنجاح لحل مشاكل منزلية مختلفة. ولكن يمكن استخدام 3٪ فقط من بيروكسيد الهيدروجين لهذه الأغراض. فيما يلي بعض الطرق:

• لتنظيف الأسطح ، صب البيروكسيد في وعاء بمسدس رش ورشه على المناطق الملوثة.
• لتطهير الأشياء ، امسحها بمحلول H2O2 غير مخفف. سيساعد ذلك في تطهيرهم من الكائنات الحية الدقيقة الضارة. يمكن نقع إسفنجات الغسيل في الماء باستخدام البيروكسيد (نسبة 1: 1).
• لتبييض الأقمشة عند غسل الأشياء البيضاء ، أضف كوبًا من البيروكسيد. يمكنك أيضًا شطف الأقمشة البيضاء بالماء الممزوج بكوب من H2O2. هذه الطريقة تعيد البياض ، وتمنع الأقمشة من الاصفرار ، وتساعد على إزالة البقع العنيدة.
• لمحاربة العفن والفطريات ، اخلطي البيروكسيد والماء بنسبة 1: 2 في زجاجة رذاذ. رش الخليط الناتج على الأسطح الملوثة وبعد 10 دقائق نظفهم بفرشاة أو إسفنجة.
• يمكنك تجديد الجص الغامق في البلاط عن طريق رش البيروكسيد على المناطق المرغوبة. بعد 30 دقيقة ، افركيهم جيداً بفرشاة خشنة.
• لغسل الأطباق ، أضف نصف كوب من H2O2 إلى حوض كامل من الماء (أو حوض به مصرف مغلق). الأكواب والأطباق المغسولة بهذا المحلول ستلمع بالنظافة.
• لتنظيف فرشاة أسنانك ، اغمسها في محلول بيروكسيد غير مخفف بنسبة 3٪. ثم اشطفها تحت ماء جاري قوي. هذه الطريقة تطهر عنصر النظافة جيدًا.
• لتطهير الخضار والفواكه المشتراة ، رشها بمحلول مكون من جزء واحد من بيروكسيد وجزء واحد من الماء ، ثم اشطفها جيدًا بالماء (يمكن أن تكون باردة).
• في الكوخ الصيفي ، بمساعدة H2O2 ، يمكنك محاربة أمراض النبات. تحتاج إلى رشها بمحلول بيروكسيد أو نقع البذور قبل وقت قصير من الزراعة في 4.5 لتر من الماء الممزوج بـ 30 مل من بيروكسيد الهيدروجين بنسبة أربعين في المائة.
• لإحياء أسماك الزينة ، إذا تسممت بالأمونيا ، أو اختنقت عند إيقاف التهوية ، أو لسبب آخر ، يمكنك محاولة وضعها في الماء مع بيروكسيد الهيدروجين. من الضروري خلط 3٪ بيروكسيد مع الماء بمعدل 30 مل لكل 100 لتر ووضعه في الخليط الناتج من الأسماك الميتة لمدة 15-20 دقيقة. إذا لم يأتوا إلى الحياة خلال هذا الوقت ، فلن يساعد العلاج.

بيروكسيد الهيدروجين في الطبيعة

لا ينبغي اعتبار بيروكسيد الهيدروجين مركبًا صناعيًا تم الحصول عليه فقط في المختبرات. في H2O2وجدت في المطر والثلج ، في هواء الجبل. يمكنك أن تجد في الجبال ينابيع وأنهار بها مياه بيضاء من أصغر فقاعات أكسجين ، والتي تعتبر مفيدة بحق. قلة من الناس يعرفون أن اللون والفقاعات ناتجة عن وجود H2O2 في الماء ، والذي يتكون بسبب التهوية الجيدة. في هذه الأثناء ، لا ينبغي لأحد أن يخاف من شرب مثل هذا الماء غير المغلي ، ما لم يكن هناك بالطبع نباتات ومصانع قريبة. يعمل بيروكسيد الهيدروجين ، الموجود بشكل طبيعي في الماء ، كمطهر ضد الكائنات الحية الدقيقة والطفيليات.

حتى هز زجاجة الماء بقوة ينتج بعض البيروكسيد ، لأن الماء مشبع بالأكسجين.

تحتوي الفواكه والخضروات الطازجة أيضًا على H2O2 حتى تنضج. أثناء التسخين والغليان والتحميص والعمليات الأخرى المصاحبة لدرجة حرارة عالية ، يتم تدمير كمية كبيرة من الأكسجين. هذا هو السبب في أن الأطعمة المطبوخة لا تعتبر مفيدة للغاية ، على الرغم من بقاء بعض الفيتامينات فيها. العصائر الطازجة أو كوكتيلات الأكسجين التي تقدم في المصحات مفيدة لنفس السبب - بسبب تشبع الأكسجين ، الذي يمنح الجسم قوة جديدة وينظفه.

خطر تناول بيروكسيد

بعد ما سبق ، قد يبدو أنه يمكن تناول البيروكسيد عن طريق الفم على وجه التحديد ، وهذا سيفيد الجسم. لكن هذا ليس هو الحال على الإطلاق. في الماء أو العصائر ، يوجد المركب بكميات قليلة ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بمواد أخرى. أخذ بيروكسيد الهيدروجين "غير الطبيعي" بالداخل(وجميع البيروكسيد الذي يتم شراؤه من متجر أو إنتاجه بشكل مستقل نتيجة للتجارب الكيميائية لا يمكن اعتباره طبيعيًا بأي شكل من الأشكال ، بالإضافة إلى أنه يحتوي على نسبة عالية جدًا من التركيز مقارنة بالتركيز الطبيعي) يمكن أن يؤدي إلى عواقب صحية ومهددة للحياة. لفهم السبب ، نحتاج إلى إعادة النظر في الكيمياء.

كما ذكرنا سابقًا ، في ظل ظروف معينة ، يتم تدمير بيروكسيد الهيدروجين وإطلاق الأكسجين ، وهو عامل مؤكسد نشط. على سبيل المثال ، يمكن أن يحدث تفاعل التحلل عندما يصطدم H2O2 بالبيروكسيديز ، وهو إنزيم داخل الخلايا. يعتمد استخدام البيروكسيد للتطهير على خصائصه المؤكسدة. لذلك ، عندما يعالج الجرح بـ H2O2 ، فإن الأكسجين المنطلق يدمر الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض التي سقطت فيه. له نفس التأثير على الخلايا الحية الأخرى. إذا عالجت الجلد السليم بالبيروكسيد ، ثم امسحت المنطقة بالكحول ، ستشعر بإحساس حارق ، مما يؤكد وجود ضرر مجهري بعد البيروكسيد. لكن مع الاستخدام الخارجي للبيروكسيد بتركيز منخفض ، لن يكون هناك ضرر ملحوظ للجسم.

شيء آخر إذا حاولت أن تأخذه إلى الداخل. هذه المادة القادرة على إتلاف الجلد السميك نسبيًا من الخارج ، تدخل الأغشية المخاطية في الجهاز الهضمي. وهذا يعني حدوث حروق كيميائية صغيرة. بالطبع ، يمكن للعامل المؤكسد المنطلق - الأكسجين - أن يقتل أيضًا الميكروبات الضارة. لكن نفس العملية ستحدث مع خلايا القناة الهضمية. إذا كانت الحروق نتيجة العملسيتكرر العامل المؤكسد ، ثم ضمور الأغشية المخاطية محتمل ، وهذه هي الخطوة الأولى نحو السرطان. يؤدي موت خلايا الأمعاء إلى عدم قدرة الجسم على امتصاص العناصر الغذائية ، وهذا ما يفسر على سبيل المثال فقدان الوزن واختفاء الإمساك لدى بعض الأشخاص الذين يمارسون "العلاج" بالبيروكسيد.

بشكل منفصل ، يجب أن يقال عن طريقة استخدام البيروكسيد كحقن في الوريد. حتى لو تم وصفها من قبل الطبيب لسبب ما (لا يمكن تبرير ذلك إلا في حالة تسمم الدم ، عندما لا تتوفر أدوية أخرى مناسبة) ، ثم تحت إشراف طبي ومع حساب صارم للجرعات ، لا تزال هناك مخاطر. لكن في مثل هذه الحالة القصوى ، ستكون فرصة للتعافي. لا ينبغي بأي حال من الأحوال أن تصف نفسك بحقن بيروكسيد الهيدروجين. يعتبر H2O2 خطرًا كبيرًا على خلايا الدم - كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية ، لأنه يدمرها عندما يدخل مجرى الدم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحدث انسداد مميت للأوعية الدموية بواسطة الأكسجين المنطلق - انسداد غازي.

تدابير السلامة للتعامل مع H2O2

• يحفظ بعيدا عن متناول الأطفال والعجزة. قلة الرائحة والذوق الواضح يجعل البيروكسيد خطيرًا بشكل خاص بالنسبة لهم ، حيث يمكن تناول جرعات كبيرة. إذا تم تناول المحلول ، فقد تكون عواقب استخدامه غير متوقعة. اطلب العناية الطبية على الفور.
• محاليل بيروكسيد بتركيز يزيد عن ثلاثة بالمائة تسبب حروقًا عند ملامستها للجلد. يجب غسل المنطقة المحترقة بكمية وافرة من الماء.

• لا تسمح لمحلول البيروكسيد بالوصول إلى العين ، حيث يتشكل التورم والاحمرار والتهيج وأحيانًا الألم. الإسعافات الأولية قبل الذهاب إلى الطبيب - غسل العينين بكمية كبيرة من الماء.
• احتفظ بالمادة بطريقة توضح أنها H2O2 ، أي في حاوية بها ملصق لتجنب سوء الاستخدام العرضي.
• ظروف التخزين التي تطيل عمرها - مكان مظلم وجاف وبارد.
• لا تخلط بيروكسيد الهيدروجين مع أي سوائل بخلاف الماء النقي ، بما في ذلك ماء الصنبور المعالج بالكلور.
• كل ما سبق لا ينطبق فقط على H2O2 ، ولكن على جميع المستحضرات التي تحتوي عليه.