Hydrogenperoksid

Strukturell formel
Kiler for å tydeliggjøre den romlige strukturen
Generell
Etternavn	Hydrogenperoksid
andre navn	Perhydrol Hydrogenperoksid Hydrogenium peroxydatum Dioksidant VÆSKEPEROKSIDER ( INCI )
Molekylær formel	H 2 O 2
Kort beskrivelse	fargeløs, nesten luktfri væske
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer 7722-84-1 (vandig løsning) EF-nummer 231-765-0 ECHA InfoCard 100.028.878 PubChem 784 Wikidata Q171877
Legemiddelinformasjon
ATC-kode	A01 AB02 D08 AX01 S02 AA06
eiendommer
Molarmasse	34,02 g mol −1
Fysisk tilstand	væske
tetthet	1,71 g cm −3 (−20 ° C, fast) 1,463 g cm −3 (20 ° C, ren)
Smeltepunkt	−0,43 ° C (ren)
kokepunkt	150,2 ° C (ren)
Damptrykk	1,9 hPa (20 ° C, ren)
p K S- verdi	11,75 (20 ° C) 11,8 (25 ° C)
løselighet	blandbar med vann
sikkerhetsinstruksjoner
Vær oppmerksom på unntaket fra merkekravet for medisiner, medisinsk utstyr, kosmetikk, mat og fôr GHS-faremerking fra  forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , utvidet om nødvendig for den vandige ≥ 60% løsningen fare H- og P-setninger H: 271-302-314-332-335-412 P: 280-305 + 351 + 338-310
MAK	DFG / Sveits: 0,5 ml m -3 eller 0,71 mg m -3
Termodynamiske egenskaper
ΔH f 0	−188 kJ mol −1
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser .

Hydrogenperoksid (H ₂ O ₂ ) er en lyseblå, i fortynnet form fargeløs, i stor grad stabil flytende forbindelse laget av hydrogen og oksygen . Det er noe mer tyktflytende enn vann , en svak syre og, sammenlignet med de fleste stoffer, et veldig sterkt oksidasjonsmiddel , som reagerer voldsomt med stoffer som kobber , messing , kaliumjodid og fungerer dermed som et sterkt blekemiddel og desinfiseringsmiddel . I sin svært konsentrerte form kan den brukes både som en enkelt og som en komponent rakettbrensel .

Hydrogenperoksid er vanligvis tilgjengelig på markedet som en vandig løsning og er underlagt varierende regler avhengig av konsentrasjonen.

historie

Hydrogenperoksid ble først produsert i 1818 av Louis Jacques Thénard ved å reagere bariumperoksid med salpetersyre . Prosessen ble forbedret først ved bruk av saltsyre og deretter svovelsyre . Sistnevnte er spesielt egnet fordi bariumsulfatbiproduktet utfelles under prosessen. Thénards metode ble brukt fra slutten av 1800-tallet til midten av det 20. århundre.

I lang tid ble det antatt at rent hydrogenperoksid var ustabilt fordi forsøk på å skille det fra vannet som ble produsert under produksjon mislyktes. Dette skyldtes at spor av faste legemer og tungmetallioner fører til katalytisk nedbrytning eller til og med til en eksplosjon. Helt rent hydrogenperoksid ble først oppnådd i 1894 av Richard Wolffenstein ved bruk av vakuumdestillasjon .

Utvinning og produksjon

Tidligere ble hydrogenperoksid hovedsakelig produsert ved elektrolyse av svovelsyre . Her dannes peroksodisulfuric som deretter til svovelsyre og hydrogenperoksid hydrolysert er.

1. ${\ displaystyle \ mathrm {\ 2 \ SO_ {4} ^ {2 -} \ longrightarrow S_ {2} O_ {8} ^ {2 -} + 2 \ e ^ {-}}}$
2. ${\ displaystyle \ mathrm {\ S_ {2} O_ {8} ^ {2 -} + 2 \ H_ {2} O \ longrightarrow H_ {2} O_ {2} +2 \ HSO_ {4} ^ {-}} }$

I dag produseres hydrogenperoksid teknisk ved bruk av antrakinonprosessen . For dette formål omdannes antrahydrokinon til hydrogenperoksid og antrakinon med atmosfærisk oksygen under trykk . I neste trinn kan antrakinon reduseres til antrahydrokinon med hydrogen igjen .

Brutto ligningen er:

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} + O_ {2} \ longrightarrow H_ {2} O_ {2}}}$

På laboratorieskala produseres også hydrogenperoksid når peroksider behandles med syrer . En historisk viktig reagens er bariumperoksyd , som reagerer på en svovelsyreoppløsning til dannelse av hydrogenperoksyd og bariumsulfat .

${\ displaystyle \ mathrm {BaO_ {2} +2 \ H_ {3} O ^ {+} + SO_ {4} ^ {2 -} \ longrightarrow H_ {2} O_ {2} + BaSO_ {4} +2 \ H_ {2} O}}$

Standard molare entalpier av dannelse er:

• Δ _f H ⁰ _gass : −136.11 kJ / mol
• Δ _f H ⁰ _liq : −188 kJ / mol
• Δ _f H ⁰ _sol : −200 kJ / mol

eiendommer

Fysiske egenskaper

Forbindelsen er blandbar med vann i alle forhold. Selv om smeltepunktene til de rene komponentene er relativt like, observeres betydelig lavere smeltepunkter i blandinger. Et dihydrat (H ₂ O ₂ · 2 H ₂ O) som smelter ved en definert temperatur på -52,1 ° C, er funnet. Sammen med basiskomponentene danner dette to eutektika med et hydrogenperoksidinnhold på 452 g / kg ved -52,4 ° C og 612 g / kg ved -56,5 ° C. Hydrogenperoksid og vann danner ikke en azeotrop kokende blanding.

'H ₂ O ₂ - molekylet er i form av to O-O-H-plan vinklet ( to-plans vinkel = 90,2 ± 0,6 °). O - O bindingslengden er 145,3 ± 0,7 pm, O - H bindingslengden er 99,8 ± 0,5 pm og O - H bindingsvinkelen er 102,7 ± 0,3 °. Som med vann dannes hydrogenbindinger i væskefasen . Den vinklede strukturen og den modifiserte hydrogenbrostrukturen fører til en betydelig høyere tetthet og litt høyere viskositet sammenlignet med vann.

Fysiske egenskaper til vandige hydrogenperoksidløsninger .
H 2 O 2 - massefraksjon (w)		0%	10%	20%	35%	50%	70%	90%	100%
Smeltepunkt (i ° C)		0	−6	−14	−33	−52.2	−40.3	−11.9	−0.43
Kokepunkt (i ° C, 101,3 kPa)		100	101,7	103,6	107.9	113,8	125,5	141.3	150,2
Tetthet (i g cm −3 )	00 ° C	0,9998			1.1441	1.2110	1.3071	1.4136	1,4700
	20 ° C	0,9980	1.03	1.07	1.1312	1.1953	1.2886	1.3920	1.4500
	25 ° C	0,9971			1.1282	1.1914	1.2839	1.3867	1.4425
Damptrykk (i hPa)	20 ° C	23			17.		8. plass		1.9
	30 ° C	42			30.7		14.7	6,67	3.9
	50 ° C	123							13.2
Spesifikk varmekapasitet (i J · K -1 · g -1 )	25 ° C	4.18	3,96	3,78	3.57	3.35	3.06	2.77	2.62
Viskositet (i mPas)	00 ° C	17920			1,8200	1,8700	1,9300	1,8800	1 8190
	20 ° C	1.0020			1.1100	1.1700	1.2300	1.2600	1.2490
Brytningsindeks ( ) ${\ displaystyle n_ {D} ^ {20}}$		1.3330			1,3563	1.3672	1.3827	1.3995	1.4084

Hydrogenperoksid er en veldig svak syre. Følgende likevekt er etablert i vann:

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O_ {2} + H_ {2} O \ rightleftharpoons \ H_ {3} O ^ {+} + HO_ {2} ^ {-}}}$

Syrekonstanten er K _S = 1,6 · 10 ⁻¹² eller pK _S = 11,8.

Kjemiske egenskaper

Hydrogenperoksid har en tendens til å bryte ned i vann og oksygen. Spesielt når det gjelder høykonsentrerte løsninger og kontakt med metalloverflater eller tilstedeværelse av metallsalter og oksider, kan spontan spaltning oppstå. Nedbrytningsreaksjonen er sterkt eksoterm med en reaksjonsvarme på −98,20 kJ mol ⁻¹ eller −2887 kJ kg ⁻¹ . I tillegg frigjøres en betydelig mengde gass med 329 l kg ⁻¹ hydrogenperoksid:

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ H_ {2} O_ {2} \ longrightarrow 2 \ H_ {2} O + O_ {2}}}$

Disproportionering av to molekyler av hydrogenperoksid for å danne vann og oksygen.

Den spesifikke nedbrytningsvarmen settes i perspektiv med økende fortynning, med et praktisk talt lineært forhold til hydrogenperoksydkonsentrasjonen.

Nedbrytning av hydrogenperoksidløsninger .
H 2 O 2 - massefraksjon (w)	0%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
Konsentrasjon H 2 O 2 (i mol kg -1 )	0	2,94	5,88	8,82	11,76	14.70	17.64	20.58	23.53	26.45	29.39
Nedbrytningsvarme (i kJ kg -1 )	0	281.2	557,8	838,2	1118.6	1402.1	1691.1	1982.4	2275.3	2596.4	2884,7
Gassutslipp (i l kg −1 )	0	32.9	65.8	98,7	131.7	164,6	197,5	230,4	263.3	296.2	329.1

Dette dekomponeringsreaksjon er blant annet av tungmetallioner, I ^- - og OH- ^- katalyserte ioner. Av denne grunn tilsettes stabilisatorer (inkludert fosforsyre ) i H ₂ O _2- løsningene på markedet . Det er en kraftig oksidasjonsmiddel . Når oksidasjonstilstanden reduseres fra −I til −II, er de eneste reaksjonsproduktene vann og oksygen. Vanskelige å skille eller forstyrrende biprodukter produseres ikke, noe som forenkler bruken i laboratoriet.

Avhengig av posisjonen til begge redokspotensialer, H ₂ O _{2 kan} også fungere som et reduksjonsmiddel, så Mn ^VII (i kaliumpermanganat ) reduseres i syre .

Hydrogenperoksid er en veldig svak syre ; dets uorganiske salter og organiske estere er hydroperoksidene og peroksidene .

Biologiske egenskaper (fysiologi)

Hydrogenperoksid er veldig etsende , spesielt i form av damp . Hvis du får hydrogenperoksid på huden, bør du skylle området godt med vann (fortynning) eller i det minste fjerne hydrogenperoksidet fra huden umiddelbart. Hvis det trenger inn i huden, spaltes det raskt der, og de resulterende oksygenboblene får huden til å virke hvit.

Generelt har hydrogenperoksid en cytotoksisk effekt og desinfiserer mange prokaryote mikroorganismer på grunn av sin høye toksisitet .

Hydrogenperoksid produseres i mange biokjemiske prosesser. I den biologiske syklusen oppstår den fra den oksidative metabolismen av sukker. Organismen beskytter seg mot sine toksiske effekter ved hjelp av enzymer - katalaser , peroksidaser , som nedbryter den til giftfri O ₂ og H ₂ O.

I tillegg er hydrogenperoksid et signalmolekyl for induksjon av plantens forsvar mot patogener (aspekt av cytotoksisitet ).

Håret blir grått med alderen

Tyske og britiske forskere kunngjorde i en studie i mars 2009 at den " grå fargen " (faktisk hvit farge) av hår i alderdommen er et resultat av en lavere nedbrytning av hydrogenperoksid i håret. Det er vist i laboratorietester at hydrogenperoksid hindrer funksjonen til enzymet tyrosinase , som er nødvendig for melaninproduksjon . Dette skjer gjennom oksidasjon av aminosyren metionin som finnes i tyrosinase .

bruk

Hydrogenperoksid er et kraftig oksidasjonsmiddel som er egnet for å tjene som oksygenbærer for forbrenningsbaserte eksplosiver. Konsentrasjoner over 120 g / kg er derfor underlagt europaparlaments- og rådsforordning 2019/1148 om markedsføring og bruk av forløpere for eksplosiver . Salg til private brukere er begrenset til 349 g / kg, over det er det ikke tillatt i det hele tatt. Det er også i Tyskland for mistenkelige transaksjoner eller tyverirapporteringsplikt til det ansvarlige statlige politiet. Vandige oppløsninger med konsentrasjoner på opp til 70% H ₂ O ₂ er tilgjengelig for industriell bruk . Høykonsentrerte oppløsninger av hydrogenperoksid kan spaltes spontant med en eksplosjon .

Blekemiddel

Hydrogenperoksid er et blekemiddel . Den vanligste applikasjonen over hele verden er massebleking . Cellulose er hentet fra tre , og ligninet den inneholder gir cellulosen en gul tone , noe som oppleves som en plage når cellulose hovedsakelig brukes til papir og papirprodukter.

I håndverket ble tre bleket under restaurering eller renovering med hydrogenperoksid og dermed lettet.

Den brukes både til bleking , farging , farging og intensiv tone og for å fikse permanente endringer ( perm og volumbølge ), samt for å fikse permanent glatt hår . En veldig lett, kunstig blondine kalles derfor "hydrogenblondine". Forbindelsen blir enda tydeligere i det engelske begrepet peroxide blonde .

I tannlegen brukes den i forskjellige konsentrasjoner for å bleke tennene .

Det brukes ofte som et peroksid bundet til karbamid .

Hydrogenperoksyd og blekemidler inneholdende hydrogenperoksid, slik som en blanding av peroksyeddiksyre og hydrogenperoksid , blir også referert til i reklame ved bruk av det kunstige ordet "aktivt oksygen". I tillegg til hydrogenperoksid, andre peroksyder kan også brukes til bleking av formål , som desintegrerer når de utsettes for vann , og frigjør den aktive atomært oksygen .

Også i utstopping er det brukt et dyr skulls bein å bleke hvit. Konsentrasjonene som kreves for dette krever enten en handel (profesjonell jeger) eller en tillatelse i samsvar med art. 5 paragraf 3 i EU-forordningen.

Vannbehandling

Drikker vann

Når UV-stråler virker på hydrogenperoksid , dannes hydroksylradikalet , et mye sterkere oksidasjonsmiddel enn peroksidet i seg selv. Nedenfor er ligningen for formasjonen:

${\ displaystyle \ mathrm {HOOH \ {\ xrightarrow {UV light}} \ 2 \ {\ cdot} OH}}$

Denne sterke oksidasjonseffekten brukes i vannbehandling for å bryte ned organiske forurensninger. Som et eksempel kan den såkalte UVOX- prosessen ( UV- lys og OX- idasjon), som herbicidet atrazin og dets nedbrytningsprodukt desetylatrazin eller andre giftige ingredienser trygt kan fjernes fra drikkevann. Gjennom denne "våte forbrenningen" av atrazinet dannes bare nedbrytningsprodukter som vann , oksygen , karbondioksid og nitrogen , og det er ingen ekstra saltoppbygging i vannet. I tillegg erstatter denne metoden bruken av aktivert karbon , som er betydelig dyrere.

kjølevann

Hydrogenperoksid tilsettes også kjølekretser for å forhindre forurensning, inkludert legionella. For dette formål tilsettes høyere prosent (maksimum 349 g / kg) hydrogenperoksid automatisk til kjølevannet med jevne mellomrom.

Desinfeksjon og sterilisering

En 3 prosent løsning av hydrogenperoksid brukes til desinfisering , også i husholdningssektoren. Eksempler ved bruk er munn og hals ( den er fortynnet til 0,3% for munn skylling), odontologi , desinfisering av kontaktlinser i rensemidler desinfeksjon av hender ved sykdom. Følgelig brukes det i ansiktskremer: å rense porene og bekjempe kviser og urenheter i huden. Det brukes også til å desinfisere vannet når du rengjør industrielt avløpsvann og i svømmebassengteknologi.

35 prosent oppløsningen av hydrogenperoksid brukes i næringsmiddelindustrien i aseptiske fyllesystemer for sterilisering av PET- flasker, plastbeholdere og den typiske flerlagspappemballasjen. Tallrike matvarer (drikkevarer, melk , meieriprodukter, sauser, supper) pakkes aseptisk i pappesker, kopper, flasker og folier for å forbedre holdbarheten og produktkvaliteten. Emballasjematerialet desinfiseres med 35 prosent hydrogenperoksid før den respektive maten fylles.

Et annet anvendelsesområde er bruken av gassformet H ₂ O ₂ for rent rom dekontaminering. For dette formålet blir en vanligvis 35 prosent løsning fordampet i en spesiell enhet og blåst inn i området som skal dekontamineres (rom, kammer, etc.).

Den høye baktericide virkning av H ₂ O ₂ , miljøkompatibilitet og den gode tekniske gjennomførbarhet er grunnene til den utstrakte bruk av denne prosessen.

En annen metode for desinfisering av rom med hydrogenperoksid er kald forstøvning. I denne prosessen blir hydrogenperoksid omdannet til en aerosol, og avhengig av konsentrasjonen (fra 3%) distribueres det i rommet av en aerosolgenerator i henhold til en bestemt prosess syklus . Aerosolene har en dråpestørrelse på 0,5–40 µm. Dråpestørrelsen avhenger av teknologien som brukes til å generere aerosolene. Aerosolene fordeler seg jevnt i rommet etter kort tid. En liten dråpestørrelse har en positiv effekt på fordelingen og dråpens evne til å flyte. Avhengig av de innledende klimatiske forholdene i rommet, konverteres noen av dråpene i væskefasen til gassfasen. Energien som kreves for dette hentes fra romtemperaturen. Prosessen er identisk med adiabatisk luftfukting. Mediet blandes med medium luft og forårsaker holotisk desinfeksjon når det brukes riktig. Apparatet (generatoren) for forstøvning samt den spesielle prosedyren må valideres på forhånd for effektivitet. I tillegg må dette kontrolleres for effektivitet på grunnlag av eksisterende standardisering. Systemet med desinfeksjonsprodukt og aerosolgenerator er testet for effektiviteten i et laboratorium.

For det spesielle tilfellet SARS-CoV-2 / COVID-19, kommer en systematisk oversikt fra 2020 av hydrogenperoksid (H ₂ O ₂ ) munnskylling til den konklusjonen at disse ikke har noen innflytelse på virucidaktiviteten og anbefaler at "tannpleieprotokoller bør revideres under COVID-19-pandemien. "

Oksygenforsyning

Hydrogenperoksid kan brukes til å tilføre oksygen i akvarier . Oksygen genereres i et oksidasjonsmiddel . For dette formål splittes hydrogenperoksid i vann og oksygenradikaler i et kar i akvariet ved hjelp av en katalysator .

Mot muggvekst

Ved renovering av interiøret kan angrep av mugg bekjempes med hydrogenperoksid. Det fungerer som et desinfeksjonsmiddel mot både de biologisk aktive soppcellene - som et soppdrepende middel - og mot " conidia " som kalles sporer av sopp.

Takket være blekeeffekten fjerner den også "optisk" rester av formen fra porøse underlag. Hydrogenperoksid har noen fordeler i forhold til alkohol eller natriumhypokloritt fordi det, i motsetning til alkohol, er ubrennbart, har en blekende effekt og i motsetning til natriumhypokloritt ikke etterlater noen klorerte biprodukter.

medisin

I tannbehandling , H ₂ O _{2 benyttes} som en tre prosent vandig oppløsning for lokal desinfeksjon av tannsubstans og for hemostase i mindre operasjoner. I medisin og akuttmedisin kan stoffet brukes til å desinfisere overflater, instrumenter, hud og slimhinner . Hydrogenperoksid brukes fremdeles sporadisk til å rense sår i dag, men har mistet sin tradisjonelle betydning fordi det raskt inaktiveres når det kommer i kontakt med røde blodlegemer og skum og derfor bare utvikler effekten i kort tid.

I noen tid har det blitt brukt en metode for sterilisering av visse medisinske produkter og kirurgiske instrumenter der H ₂ O _{2 brukes} som prosesskjemikalie (H ₂ O ₂ plasmametode). Det har fordeler over dampsterilisering, spesielt med termisk ustabile produkter. Det kan f.eks. B. fordampet i vakuum ved romtemperatur og i tillegg ionisert .

I tillegg brukes H ₂ O _{2 til} å desinfisere piercinger . Der skal det desinfiseres det berørte området og la blødning størkne, noe som skal akselerere helingsprosessen.

Jordbruk

I landbruket brukes hydrogenperoksid til desinfisering i drivhus og til oksygenering i næringsløsninger fra hydroponics. Hydrogenperoksid brukes også til å desinfisere drikkesystemer eller stabilt utstyr, for eksempel i svineoppdrett.

biologi

For å bestemme bakteriekulturer , blir katalasetesten utført med en tre prosent hydrogenperoksydoppløsning. De fleste aerobe og fakultative anaerobe bakterier, så vel som sopp har enzymet katalase , som er i stand til å bryte ned den H ₂ O ₂ , som er toksisk for cellene .

Hydrogenperoksid brukes eksperimentelt i biologi for å indusere programmert celledød i isolerte eukaryote celler .

rettsmedisin

Hydrogenperoksid har blitt brukt i rettsmedisin for å oppdage blod . Louis Jacques Thénard oppdaget i 1818 at hemoglobin nedbryter hydrogenperoksid. Christian Friedrich Schönbein utviklet en test for blod fra dette i 1863. I dag brukes imidlertid den mer følsomme Kastle-Meyer-testen for å oppdage blod.

Kaustisk

I mikroelektronikk brukes en blanding av svovelsyre og hydrogenperoksid - kalt " piranha " - for å rense overflaten av vafler og for å lage et tynt, tre til fire nanometer tykt, hydrofilt oksydlag på vaflene. I dag er navnet “SPM” (Sulphuric Peroxide Mixture) mer vanlig. Hovedapplikasjonen er fjerning av fotoresist fra wafere.

Ved fremstilling av kretskort (kretskort) brukes konsentrerte etsebad av kobberklorid som inneholder hydrogenperoksid for å fjerne kobberet :

${\ displaystyle \ mathrm {Cu + CuCl_ {2} \ longrightarrow 2 \ CuCl}}$.

Elementært kobber reagerer med kobber (II) klorid for å danne kobber (I) klorid . Dette er en komposisjonering .

For å regenerere kobberkloridbadene brukes hydrogenperoksid sammen med saltsyre:

${\ displaystyle {\ ce {2CuCl \ + 2Cl ^ {-} _ {(aq)} \ + 2H3O ^ {+} _ {(aq)} \ + H2O2 -> 2CuCl2 + 4 H2O}}}$.

Kobber (II) klorid regenereres ved å reagere kobber (I) klorid med hydrogenperoksyd og saltsyre. Kobberatomet oksyderes i prosessen .

Tilsetningen av hydrogenperoksid og saltsyre kontrolleres via redokspotensialet; fotoresistene som brukes her er stabile mot hydrogenperoksid.

Rakett / torpedomotorer

Som en oksygenkilde, H ₂ O _{2 anvendes} ved dekomponering (fortrinnsvis i løpet av mangandioksid ) i undervannsbåter. Den ble brukt i konsentrert form i rakettstasjoner ved Max Valier og Messerschmitt Me 163 , så vel som i ubåtdrev ( Walter ubåt ). Hydrogenperoksid, spaltet ved hjelp av kaliumpermanganat, ble brukt som drivmiddel for drivstoffpumpene (370 kW effekt) til A4- raketten (også kjent som V2 mirakelvåpen).

I britiske raketter (f.eks. Black Arrow ) ble ikke-nedbrutt 85 prosent hydrogenperoksid brukt som en oksygenbærer som var flytende ved normale temperaturer og brent med parafin , som det reagerer hypergolisk med .

En av tesene om senkingen av den russiske atomubåten K-141 Kursk i 2000 uttalte at hydrogenperoksid lekket fra en tank av en torpedo , reagerte med jernoksid i oppskytingsrøret og antennet. Torpedoen eksploderte og forårsaket en ødeleggende brann.

En slik drivstoffblanding (85-98% hydrogenperoksid) for missiler og torpedoer er også kjent som HTP (High Test Peroxide) .

Hydrogenperoksid har en tendens til å spaltes på en ukontrollert måte. Kurt Wahmke og to teknikere døde 16. juli 1934 i Kummersdorf i eksplosjonen av en motor drevet av hydrogenperoksid. På grunn av farligheten ved bruk og håndtering (etsende effekter, ukontrollert nedbrytning, eksplosjon ved forurensning i tanken og rørsystemet), er bruk i dag begrenset til små rakettmotorer (rekordforsøk, kontrollmotorer).

Den polske lydraketten ILR-33 Burstyn bruker 98% hydrogenperoksid som drivstoff, som er katalytisk nedbrutt

Brannfare kan oppstå i passende kombinasjon med jernfilter og rengjøringskluter; forskriftene om ulykkesforebygging fastsetter derfor forholdsregler for prosessvannbehandling i metallbearbeidingsselskaper.

Eksplosiver produserer

På grunn av peroksydgruppen er forbindelsen rik på energi og brytes ned med frigjøring av oksygen. I nærvær av en egnet katalysator reagerer hydrogenperoksyd med aceton for å danne acetonperoksyd , som er et triacetontriperoksyd og er betegnet som et eksplosivt stoff med TATP . Det eksplosive heksametylentriperoksyd diamin (HMTD) produseres også ved hjelp av hydrogenperoksid .

Analytics

Klassisk kvalitativ og kvantitativ analyse

Disse klassiske metodene mister sin betydning i laboratoriepraksisen på grunn av deres lave deteksjonsgrenser og deres ulempe.

Bevis som blå kromperoksid (CrO (O ₂ ) ₂ )

Kromtrioksyd CrO ₃ omdannes i det sterkt sure område (pH <0) ved hjelp av hydrogenperoksyd i dyp blå farge og eteroppløselige krom (VI) peroksyd . For dette surgjøres kaliumdikromat i prøverøret med fortynnet svovelsyre og dekkes med litt eter. I nærvær av H ₂ O ₂ , slås eterfasen blålig. På grunn av bruken av giftige og kreftfremkallende krom (VI) forbindelser, er denne testen bare av akademisk interesse i dag.

Bevis som et gult peroksotitanyl (IV) ion

Påvisningen som titangul (ikke forveksles med det organiske reagenset med samme navn) er veldig følsom. Titan (IV) ioner reagerer med spor av hydrogenperoksid for å danne intense oransjegule fargede peroksotitanylkompleksioner.

Redoks titrering med kaliumpermanganat

Konsentrasjonen av hydrogenperoksyd i vandig svovelsyreoppløsning kan bestemmes titrimetrisk med kaliumpermanganat. Hvis saltsyre er til stede i stedet, tilsettes Reinhardt-Zimmermann-løsning . Titreringen er basert på følgende reaksjon:

${\ displaystyle {\ ce {2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H3O + -> 2 Mn ^ 2 + + 5O2 + 14 H2O}}}$

Fargen skifter fra fargeløs til blekrosa, som skal vare i ett minutt. Forbruket av 1 ml KMnO ₄ -løsning (0,02 mol / l = 0,1 N) tilsvarer 1,701 mg H ₂ O ₂ . På denne måte er det også mulig å titrere forbindelser som avspalter H ₂ O ₂ i svovelsyreoppløsning , slik som peroksyder, perborater eller perkarbonater.

Påvisning med stivelsesjodpapir

Jodid-gjennomvåt og stivelsesholdig filterpapir viser til og med små mengder peroksid ved å bli blå. Peroksidet oksyderer jodidet til jod, som igjen danner et karakteristisk blåkompleks med stivelse.

Instrumentell kvantitativ analyse

Optiske metoder

Fotometri

Den oksyderende kraft av H ₂ O ₂ muliggjør et mangfold av (delvis enzymatisk katalyserte) kromogene reaksjoner. Dette muliggjør fotometriske eller reflektometriske bestemmelser av H ₂ O ₂ . En av de mest påviste oksidasjonsreaksjonene er "Trinderreaksjonen" av fenol med 4-amino antipyrin for å danne et lilla fargestoff. Absorbansen er proporsjonal med analytkonsentrasjonen og kan måles ved 510 nanometer. Kjemiske modifikasjoner av reagensene tillater også målinger i bølgelengder på 550 og 750 nanometer. Med denne metoden kunne en deteksjonsgrense på 1 µmol oppnås.

Fluorometri

En av de mest viktige deteksjonsmetoder for hydrogenperoksyd er det peroksydase katalyserte oksidasjon av Amplex Red ved H ₂ O ₂ til resorufin. Resorufin viser en klar fluorescens ved 590 nanometer etter eksitasjon ved 535 nanometer , mens Amplex Red ikke fluorescerer. Hydrogenperoksydkonsentrasjonen kan således bestemmes med en deteksjonsgrense på 5 nmol / l.

Amperometriske sensorer

Amperometriske sensorer for å oppdage hydrogenperoksid har vært kjent i lang tid. Måleprinsippet er basert på at hydrogenperoksid enten er katodisk redusert eller anodisk oksidert på en arbeidselektrode med et konstant potensial . Den resulterende strøm er proporsjonal med konsentrasjonen av H ₂ O ₂ . Potensialet for katodisk reduksjon er vanligvis mellom -100 og -200 mV, og potensialvinduet for anodisk oksidasjon varierer fra 600 til 800 mV i forhold til en Ag / AgCl- referanseelektrode .

En annen tilnærming er immobilisering av enzymer (som pepperrotperoksidase ) på et sammensatt lag laget av karbonnanorør og kitosan. En deteksjonsgrense på 10,3 µmol / l ble oppnådd med disse biosensorene. Biomimetiske, ikke-enzymatiske sensorer basert på magnetiske jernoksid-nanopartikler spiller en stadig viktigere rolle. Disse overtar den katalytiske funksjonen til peroksidasen og muliggjør en deteksjonsgrense på 3,6 µmol / l. Ytterligere sonder bruker såkalte Mn-NTA nanotråder (mangan-nitrilotriacetat-kompleks), som følger den elektrokjemiske oksidasjonen av hydrogenperoksydet amperometrisk. En påvisningsgrense på 0,2 µmol / l ble beskrevet.

Forskrifter

Situasjonen i Tyskland

Gjeldende forskrifter for stoffet og dets vandige løsning avhenger av massebasert konsentrasjon spesifisert i "masseprosent" eller "g / kg". Det er forskjellige grenseverdier her.

Konsentrasjon under 8%

Bare veldig generelle sikkerhetsregler.

Konsentrasjon 8 til under 35%

Fra 80 g / kg betraktes løsningen som et farlig stoff, og følgende gjelder:

• Passasjeforbud for tunneler i kategori E.
• Klassifisering som farlig gods i klasse 5.1 (oksiderende)
• FN-nummer 2984 / markering 50

Fra 120 g / kg er hydrogenperoksid underlagt europaparlaments- og rådsforordning 2019/1148 om markedsføring og bruk av forløpere for eksplosiver . Det kan ikke lenger gis til "medlemmer av allmennheten" (privat). Godkjenninger i henhold til art. 5 paragraf 3 i forordningen er mulig. Nedbrytningstemperaturen er over 100 ° C. Fra 200 g / kg må løsningen også deklareres som farlig gods klasse 8 (etsende). Merkingen og FN-nummeret er da 58/1014.

Konsentrasjon 35 til under 50%

• Fra 350 g / kg er godkjenninger i henhold til art. 5 paragraf 3 i EU-forskriften ikke lenger mulig. Derfor er 349 g / kg en mye brukt eksakt konsentrasjon i butikkene når man skriver "35%". nedbrytningstemperaturen er over 60 ° C.

Konsentrasjon 50 til under 60%

Anbefalinger og sikkerhetsregler skjerpes spesielt her. Nedbrytningstendensen øker betraktelig, men nedbrytningstemperaturen er fortsatt over 60 ° C.

Konsentrasjon fra 60%

På grunn av den ekstreme risikoen for spaltning gjelder klassifiseringen H271 minst 600 g / kg: "Kan forårsake brann eller eksplosjon ; sterkt oksidasjonsmiddel". Kontakt med lite brannfarlige stoffer kan også føre til selvantennelse. På grunn av dette er det mye strengere regler for transport.

• Lagringsklasse er 5,1 A i stedet for 5,1 B
• Fareidentifikasjon: 558, FN-nummer 2015
• Hvis den transporteres i tanker, kan ikke tunneler i kategoriene B, C og D kjøres gjennom heller.

litteratur

• Werner R. Thiel: Nye måter å hydrogenperoksid: alternativer til etablerte prosesser? I: Angewandte Chemie . 111, nr. 21, 1999, s. 3349-3351 ( doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3757 (19991102) 111: 21 <3349 :: AID-ANGE3349> 3.0.CO; 2-P ).
• Heribert Offermanns, Gunther Dittrich, Norbert Steiner: Hydrogenperoksid i miljøvern og syntese. I: Kjemi i vår tid . 34, nr. 3, 2000, s. 150-159 ( doi : 10.1002 / 1521-3781 (200006) 34: 3 <150 :: AID-CIUZ150> 3.0.CO; 2-A ).

weblenker

• Hydrogenperoksid i tannblekemidler (forkortet versjon av en rapport fra EU-kommisjonens vitenskapelige komité for forbruksvarer)
• ESO: Hydrogenperoksid oppdaget i rommet 6. juli 2011

Individuelle bevis

1. ↑ Entry på HYDROGENPEROKSID i Cosing database av EU-kommisjonen, nås på 25 februar 2020.
2. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n} Oppføring av hydrogenperoksid (> 70%) i stoffdatabasen til GESTIS til IFA , åpnet 29. april 2020. (JavaScript kreves)
3. ↑ ^{a b} Oppføring av hydrogenperoksid. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 1. juli 2012.
4. ^ ^{A b} D'Ans-Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker , 3. utgave, bind 1, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1967 ( ChemieOnline - pK _b og pK _s- verdier ), åpnet 27. april 2012.
5. ↑ Entry på hydrogenperoksyd i den klassifisering og merking Opptelling av den europeiske kjemikaliebyrået (ECHA), åpnes den 1. februar, 2016. produsenter eller distributører kan utvide den harmoniserte klassifisering og merking .
6. ↑ Dataark Hydrogenperoksidløsning fra Sigma-Aldrich , tilgjengelig 8. mai 2017 ( PDF ).
7. ↑ Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grenseverdier - nåværende MAK- og BAT-verdier (søk etter 7722-84-1 eller hydrogenperoksid ), tilgjengelig 2. november 2015.
8. ↑ PAETEC formler, utgave 2003, s. 116.
9. ↑ Louis Jacques Thénard i: Annales de chimie et de physique. 8, 1818, s. 308.
10. ↑ Craig W. Jones: Anvendelser av hydrogenperoksid og derivater. Royal Society of Chemistry, Cambridge 1999, ISBN 978-1-84755-013-2 .
11. ↑ Richard Wolffenstein : Konsentrasjon og destillasjon av hydrogenperoksyd. I: Rapporter fra German Chemical Society. 27, nr. 3, 1894, s. 3307-3312, doi: 10.1002 / cber.189402703127 .
12. ↑ ^{a b c d} Foley, WT; Giguere, PA: Hydrogenperoksid og dets analoger II. Fasevekt i systemet hydrogenperoksid-vann . I: Canadian Journal of Chemistry . 29, 1959, s. 123-132, doi : 10.1139 / v51-016 .
13. ↑ ^{a b} Goor, G.; Glenneberg, J.; Jacobi, S.; Dadabhoy, J.; Candido, E.: Hydrogenperoxide in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry , 2019 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi : 10.1002 / 14356007.a13_443.pub3 .
14. ↑ ^{a b} Buss, WR; Levy, HA: Crystal and Molecular Structure of Hydrogen Peroxide: A Neutron - Diffraction Study in J. Chem. Phys. 42 (1965) 3054-3059, doi: 10.1063 / 1.1696379 .
15. ↑ ^{a b c d} Oppføring av hydrogenperoksid (<35%) i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 29. april 2020. (JavaScript kreves)
16. ↑ ^{a b c} Oppføring på vann i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 29. april 2020. (JavaScript kreves)
17. ↑ ^{a b} Oppføring av hydrogenperoksid (<50%) i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 20. november 2019. (JavaScript kreves)
18. ↑ ^{a b c d e f g h} Giguere, PA; Carmichael, JL: Varmekapasiteter for vann-hydrogenperoksid-systemet mellom 25 ° og 60 ° C. i J. Chem. Eng. Data 7 (1962) 526-527, doi : 10.1021 / je60015a024 .
19. ↑ L. Kolditz: Inorganische Chemie , VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1983, s.459.
20. ↑ ^{a b} Giguere, PA; Morisette, BG; Olmos, AW; Knop, O.: Hydrogenperoksid og dets analoger VII. Kalorimetriske egenskaper til systemene H2O-H2O2 og D2O-D2O2 i Can. J. Chem. 33 (1955) 804-820, doi : 10.1139 / v55-098 , pdf .
21. ↑ Eberhard Schweda: Jander / Blasius, Inorganische Chemie I, 17. utgave, 2012, s. 202.
22. Eman Holleman-Wiberg lærebok for uorganisk kjemi 91. - 100. 1985 utgave de Gruyter-Verlag s. 468
23. ↑ JM Wood et al.: Senil hårfarging: H2O2-mediert oksidativt stress påvirker menneskets hårfarge ved avstumping av metioninsulfoksidreparasjon. I: The FASEB Journal . 23, nr. 7, s. 2065-2075, doi: 10.1096 / fj.08-125435 .
24. ↑ ^{a b c} europaparlaments- og rådsforordning (EU) nr. 98/2013 av 15. januar 2013 om markedsføring og bruk av forløpere for eksplosiver. EØS-relevant tekst . 32013R0098, 9. februar 2013 ( europa.eu [PDF; åpnet 2. april 2021]).  (PDF)
25. ^ KH Pettinger, B. Wimmer, D. Wabner : Fjerning av atrazin fra drikkevann med UV-aktivert hydrogenperoksid. I: Gass- og vannrommet. Utsted vann, kloakk. 132, nr. 10, 1991, s. 553-557.
26. ↑ KL Ortega, BO Rech, GLC El Haje, CB Gallo, M. Pérez-Sayáns: Har hydrogenperoksid munnvann en virucidal effekt? En systematisk gjennomgang . I: Journal of Hospital Infection . teip 106 , nr. 4. desember 2020, ISSN  0195-6701 , s. 657-662 , doi : 10.1016 / j.jhin.2020.10.003 , PMID 33058941 , PMC 7548555 (gratis fulltekst) - (10.1016 / j.jhin.2020.10.003 [åpnet 13. juli 2021]). 
27. ↑ Ubrukt: hydrogenperoksyd gurglevann mot coronavirus. Hentet 13. juli 2021 (tysk). 
28. ↑ Vasel-Biergans, Probst: Wound Care for Care , Scientific Publishing Company Stuttgart (2011), Stuttgart 2. utgave, s. 157.
29. ↑ Tysk Forbundsdag - Trykt spørsmål 13/1049 av 4. april 1995
30. ↑ Bernd Leitenberger: Fra Diamant til Ariane 4. Europas steinete vei inn i bane. Books on Demand, Norderstedt 2009, ISBN 3-8370-9591-6 ( European launchers. Volume 1), s. 63-64.
31. ↑ ILR-33 rakett “Amber” og QUERCUS 2 multispektral plattform tildelt på INTARG 2018 . ilot.lukasiewicz.gov.pl (på engelsk), åpnet 3. september 2020
32. ↑ Jander / Jahr: Maßanalyse , 15. utgave, de Gruyter, Berlin 1989, s. 168.
33. ↑ P. Trinder: Bestemmelse av glukose i blod ved bruk av glukoseoksidase med en alternativ oksygenmottaker. I: Annaler for klinisk biokjemi. 6, 1969, s. 24-27.
34. ↑ M. Mizoguchi, M. Ishiyama, M. Shiga: Vannløselig kromogent reagens for kolorimetrisk deteksjon av hydrogenperoksid - et alternativ til 4-aminoantipyrin arbeidende ved en lang bølgelengde. I: Analytisk kommunikasjon. 35, 1998, s. 71-74, doi: 10.1039 / a709038b .
35. ↑ A. Zhu, R. Romero, H. R. Petty: En følsom fluorimetrisk assay for pyruvat. I: Analytisk biokjemi . 396, nr. 1, 2010, s. 146–151, doi: 10.1016 / j.ab.2009.09.017 .
36. ^ Joseph Wang: Analytisk elektrokjemi. 3. Utgave. Wiley-VCH, Hoboken 2006, ISBN 978-0-471-79030-3 .
37. ↑ Joseph Wang: Elektrokjemiske glukosebiosensorer. I: Chemical Reviews . 108, nr. 2, 2008, s. 814-825, doi: 10.1021 / cr068123a .
38. ↑ Joseph Wang: Karbon-nanorørbaserte elektrokjemiske biosensorer: En gjennomgang. I: Elektroanalyse 17, nr. 1, 2005, s. 7-14, doi: 10.1002 / elan.200403113 .
39. ↑ Lei Qiana, Xiurong Yang: Sammensatt film av karbonnanorør og kitosan for fremstilling av amperometrisk hydrogenperoksydbiosensor. I: Talanta . 68, nr. 3, 2006, s. 721-727, doi: 10.1016 / j.talanta.2005.05.030 .
40. ↑ GS Lai, H. L. Zhang, D. Y. Han: Amperometrisk hydrogenperoksid biosensor basert på immobilisering av pepperrot-peroksydase ved karbon-belagte jernnanopartikler i kombinasjon med chitosan og tverrbinding av glutaraldehyd. I: Microchimica Acta . 165, nr. 1-2, 2009, s. 159-165, doi: 10.1007 / s00604-008-0114-2 .
41. ↑ Qing Chang et al.: Bestemmelse av hydrogenperoksyd ved hjelp av peroksidaselignende Fe ₃ O ₄ magnetiske nanopartikler som katalysator. I: Microchimica Acta. 165, nr. 3-4, 2009, s. 299-305, doi: 10.1007 / s00604-008-0133-z .
42. ^ S. Liu et al.: En ny ikke-enzymatisk hydrogenperoksydsensor basert på Mn-nitrilotriacetatsyre (Mn-NTA) nanotråder. I: Talanta. 81, nr. 1–2, 2010, s. 727–731, doi: 10.1016 / j.talanta.2009.12.057 .
43. Try Oppføring av hydrogenperoksid 8 ... <35% i GESTIS stoffdatabase til IFA , tilgjengelig 2. april 2021. (JavaScript kreves)
44. Try Oppføring av hydrogenperoksid 35 ... <50% i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 2. april 2021. (JavaScript kreves)
45. Try Oppføring av hydrogenperoksid 35 ... <50% i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 2. april 2021. (JavaScript kreves)
46. ↑ Entry på hydrogenperoksyd fra 60% i den GESTIS substans databasen av den IFA , åpnes den 02.04.2021. (JavaScript kreves)