Wolna encyklopedia

Nadtlenek wodoru
Ogólne informacje
Nomenklatura systematyczna (IUPAC):
nadtlenek wodoru; dioksydan
Inne nazwy	nadtlenek diwodoru, perhydrol (r-r 30-35%), woda utleniona (r-r 3-6%), łac. Hydrogenii peroxydum
Wzór sumaryczny	H2O2
Masa molowa	34,0147 g/mol
Wygląd	lekko niebieskawa ciecz, w roztworach bezbarwna
Identyfikacja
Numer CAS	7722-84-1
Właściwości Gęstość i stan skupienia 1,44 g/cm3 (wartość przybliżona); ciecz Rozpuszczalność w wodzie miesza się z wodą w każdych proporcjach Temperatura topnienia -11 °C (262,15 K) Temperatura wrzenia 150,2 °C (423,35 K) Kwasowość (pKa) pKa = 11,65[1] Lepkość 1,245 cP (20 °C)
Budowa Moment dipolowy 2,26 D
Niebezpieczeństwa
Klasyfikacja UE	Treść oznaczeń: C - silnie żrący O - silny utleniacz
NFPA 704	0 3 1 OX
Zwroty ryzyka	R: 5-8-20/22-35
Zwroty bezpieczeństwa	S: (1/2-)17-26-28-36/37/39-45
Numer RTECS	MX0900000
Podobne związki
Podobne związki	woda nadtlenek baru acetylen eten
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków standardowych (25°C, 1000 hPa)

Nadtlenek wodoru (H₂O₂) - nieorganiczny związek chemiczny z grupy nadtlenków, otrzymany po raz pierwszy przez Louisa Thénarda w 1818 przez zakwaszenie roztworu nadtlenku baru kwasem azotowym(V)^[2]. Stosowany jest jako utleniacz paliwa rakietowego („T-Stoff”: 80% nadtlenek wodoru), środek odkażający (w formie wody utlenionej) oraz silny utleniacz w wielu reakcjach chemicznych. Jego najnowsza nazwa systematyczna według IUPAC to dioksydan.

Własności

Nadtlenek wodoru w temperaturze pokojowej jest syropowatą, bezbarwna (stężony przyjmuje kolor blado niebieski) cieczą o temperaturze topnienia -0,44°C i temperaturze wrzenia ok. 150°C, posiadająca silne właściwości utleniające.

Czysty nadtlenek wodoru jest bardzo nietrwały i ulega egzotermicznemu rozkładowi (często wybuchowemu) na wodę i tlen pod wpływem ciepła, kontaktu z niektórymi metalami (np. manganem), tlenkami metali oraz światła UV.

2H₂O_{2 (aq)} → 2H₂O_(l) + O_{2 (g)}

Rozkład ten jest katalizowany przez jodki:

H₂O_{2 (aq)} + I^-_(aq) → H₂O_(l) + IO^-_(aq)

H₂O_{2 (aq)} + IO^-_(aq) → H₂O_(l) + I^- _(aq) + O_{2 (g)}

Wydajnym enzymem rozkładającym nadtlenek wodoru jest katalaza.

Ze względu na to, że łatwo reaguje on z wieloma metalami, a także ulega rozkładowi w kontakcie ze szkłem, należy go przechowywać w ciśnieniowych butelkach z grubościennego polietylenu lub aluminium i nigdy nie wystawiać na działanie światła dziennego oraz źródeł ciepła. Jego kompleks z węglanem sodu typu hydratu (Na₂CO₃•1,5H₂O₂) jest natomiast względnie trwały i bezpieczny w użyciu.

Nadtlenek wodoru wykazuje słabe własności kwasowe. W roztworach wodnych ulega on dysocjacji według równania:

H₂O₂ + H₂O → H₃O⁺ (kation hydroniowy) + H-O-O^- (anion wodoronadtlenowy)

W większości przypadków nadtlenek wodoru zachowuje się w stosunku do innych związków chemicznych jak utleniacz, jednak w niektórych sytuacjach może też wykazywać słabe właściwości redukujące, np. w reakcji z nadmanganianem potasu (manganianem(VII) potasu).

2KMnO₄ + 3H₂O₂ → 2MnO₂ + 2KOH + 2H₂O + 3O₂

Jest to substancja żrąca (oznaczona "R34 - powoduje oparzenia"). Przy kontakcie ze skórą pojawiają się białe plamy.

Otrzymywanie

Nadtlenek wodoru obecnie otrzymuje się w przemyśle metodą antrachinonową poprzez utlenianie 2-etylo-9,10-antracenodiolu gazowym tlenem przepuszczanym przez roztwór tego związku w mieszaninie odpowiednio dobranych rozpuszczalników. Nadtlenek oddziela się poprzez ekstrakcję z wodą, zaś pozostały w roztworze 2-etyloantrachinon poddaje się regeneracji poprzez redukcję gazowym wodorem do 2-etylo-9,10-antracenodiolu, katalizowaną związkami palladu lub niklu. Cykl obu reakcji (utleniania i redukcji) można prowadzać wielokrotnie.

Rozcieńczony roztwór wodny nadtlenku otrzymany w tym procesie zatęża się przez ostrożne odparowywanie wody pod zmniejszonym ciśnieniem, uzyskując w ten sposób roztwór o stężeniu maksymalnie 70%. Dalsze zatężanie prowadzi do wybuchu. Bardziej stężone roztwory, oraz całkowicie czysty nadtlenek uzyskuje się prawdopodobnie przez wymrażanie go z wodnego, stężonego roztworu^[3]

Dostępność handlowa czystego nadtlenku wodoru jest bardzo ograniczona, gdyż prawo większości krajów Europy oraz USA zabrania nim handlować ze względów bezpieczeństwa. W handlu ogólnodostępne są maksymalnie 70% roztwory tego związku, zaś najczęstszą handlową jego postacią jest tzw. perhydrol, czyli jego 30% wodny roztwór oraz 3–5% roztwory do użytku domowego o nazwie woda utleniona.

5% roztwór wodny jest stosowany do rozjaśniania włosów; wodę utlenioną w roztworze 3–3,5% stosuje się do odkażania ran i taka gotowa do bezpośredniego użycia najczęściej dostępna jest w aptekach. Bardzo rozcieńczone roztwory (ok. 1%) były przez jakiś czas stosowane w kontrowersyjnej metodzie leczenia niektórych rodzajów raka, która polegała na doustnym podawaniu takich roztworów. Badania statystyczne przeprowadzone przez Amerykańskie Towarzystwo Raka dowiodły jednak, że ta metoda jest całkowicie nieskuteczna.

Trzydziestoprocentowy nadtlenek ma gęstość większą od wody - 1,11 g/cm³.

Przypisy