Перекис водню - хімічне товариство Франції
Пероксид водню, який зазвичай називають перекисом водню, є найпростішим з пероксидів, що володіє потужними окислювальними властивостями, який існує в природі у живих істот як побічний продукт клітинного дихання, але який готується промислово для його застосування, яке не лише генерує воду після реакція: хоча і безбарвна, тому зелений продукт використовувати модний вираз.
Вперше перекис водню був виділений в 1818 році Луїсом Жаком Тенаром шляхом взаємодії перекису барію з азотною кислотою. Це блідо-блакитна рідина, трохи більш в’язка, ніж вода, але безбарвна у розчині. Концентрований, це нестійкий продукт. Чиста перекис водню була отримана Річардом Вольфенштейном у 1894 році вакуумною дистиляцією. Концентрація розчинів перекису водню іноді вказується в обсягах: розчин х обсягів відповідає виділенню х літрів кисню при розкладанні одного літра розчину.
Формула перекису водню також була встановлена в кінці XIX століття Петре Мелікішвілі. Структурні дослідження в газовій фазі та в кристалічному стані показують, що це неплоска молекула з віссю симетрії С2. Отже, це була б хіральна молекула, але насправді вона дуже легко рацемізується.
Перекис водню екзотермічно розкладається у воді (пор. Вода) та кисню (пор. Діоксиген):
2 H2O2 ------> 2 H2O + O2
Насправді ця реакція розпадається на два етапи відновлення окислення:
H2O2 + 2 H + + 2 e - ------> 2 H2O (де H2O2 - окислювач),
H2O2 ------> O2 + 2 H + + 2 e - (де H2O2 є відновником)
Перекис водню несумісна з багатьма речовинами, які каталізують його розпад: це особливо стосується більшості перехідних металів та їх сполук. Одним з найпоширеніших каталізаторів є діоксид марганцю (пор. Оксиди марганцю). Ця реакція також каталізується у природніх умовах в печінці каталазою (пор. Цитохром P450), основною дією яких є усунення токсичних побічних продуктів метаболізму та зменшення окисного стресу (пор. Діоксиген). Однак у присутності певних іонів металів це розкладання є радикальним типом з утворенням гідроксильних (OH •) або гідропероксидних (HOO •) радикалів: це стосується реагенту Фентона, поєднання Fe (II ) іон.) та перекис водню.
У кислому середовищі перекис водню є одним із найсильніших відомих окисників, потужнішим за хлор, діоксид хлору та перманганат калію. Крім того, пов’язаний з Fe (II), він утворює надзвичайно реакційноздатні гідроксильні радикали. У лужному середовищі він поводиться як відновник, наприклад, перетворюючи іон перманганату в діоксид марганцю. В органічній хімії перекис водню є окислювачем (кислим середовищем) гетероатомів, особливо сірки (II) та епоксидуючих (лужне середовище) олефінів з низьким вмістом електронів, таких як акрилати.
Синтез перекису водню здається ... елементарним, з діоксиду та водню:
H2 + O2 ------> H2O2
Це те, що реалізовано в процесі Ріделя-Пфлейдерера, відкритому в 1936 р., Але для досягнення цього використовується пара органічних молекул: це синтез неорганічного продукту з органічного субстрату, антрагідрохінону або його похідних C-2 алкілу, шляхом самоокислення діоксигеном.
Більшість комерційних процесів використовують барботування стисненого повітря через розчин антрагідрохінону, кисень у повітрі реагує з атомами водню гідроксильних груп з утворенням пероксиду водню та виділенням відповідного антрахінону. Перекис водню екстрагується і антрахінон відновлюється воднем у присутності металевих каталізаторів для нового окислювально-відновного циклу.
Інші процеси безпосереднього використання діоксиду та водню в реакції, що каталізується наночастинками паладію та/або золота (пор. Паладій, Золото) активно вивчаються, але все одно призводять до низької віддачі.
Процесом Рідля-Пфлейдерера щорічно виробляється близько 2,5 Мт перекису водню. Більше 50% цього виробництва споживається паперовою промисловістю для відбілювання целюлози, де все більш переважно використовується хлор (пор. Хлор), оскільки менше забруднює навколишнього середовища, оскільки поряд з продуктами окислення лише вода утворюється як інший побічний продукт. З тих же причин перекис водню все частіше замінює хлор у виробництві питної води.
Нарешті, пам’ятайте, що перекис водню можна використовувати як окислювач для ракетного руху (пор. Гідразин). Розкладаючись у реакторі, він постачає кисень, необхідний для згоряння палива, з яким він пов’язаний. Особливість цього полягає в тому, що його також можна використовувати окремо як монопропелент на ракетному поясі Джеймса Бонда або на виставці Олімпіади в Лос-Анджелесі. У цьому випадку йдеться про екзотермічне розкладання концентрованої перекису водню, індуковану в реакторній камері контактом з каталізатором, що виробляє струмінь кисню та водяної пари при 600 ° С.
Думка дня
" Барон Луї Жак Тенар, французький ровесник, але також батько перекису водню ! "