„Hidrogén-peroxid” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
a [061] <ref> hibás központozással AWB |
|||
| 71. sor: | 71. sor: | ||
:2 I<sup>−</sup> + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + 2 H<sup>+</sup> = I<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O |
:2 I<sup>−</sup> + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + 2 H<sup>+</sup> = I<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O |
||
→jodidokból jódot tesz szabaddá. E reakciólépésnek központi jelentősége van a látványos Briggs-Rauscher<ref>{{Cite journal|title=Is Starch Only a Visual Indicator for Iodine in the Briggs-Rauscher Oscillating Reaction?|author=L.I. Csepei, Cs. Bolla|year=2015|journal=Studia Univ. Babes-Bolyai Chemia|volume=60|issue=2|url=http://chem.ubbcluj.ro/~studiachemia/issues/chemia2006_2015/Chemia2015_2T1.pdf|pages=187-200}}</ref> és Bray-Liebhafsky<ref>{{Cite journal|title=Determination of iodate ion in the presence of hydrogen peroxide with the stopped-flow technique|url=https://doi.org/10.1007/s11144-016-0977-x|journal=Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis|date=2016-06-01|issn=1878-5204|pages=143–151|volume=118|issue=1|doi=10.1007/s11144-016-0977-x|language=en|first=Dragomir|last=Stanisavljev|author=Itana Nuša|coauthors=Kristina}}</ref><ref>{{Cite journal|title=Dynamic transitions in the Bray–Liebhafsky oscillating reaction. Effect of hydrogen peroxide and temperature on bifurcation|url=https://doi.org/10.1007/s11144-016-0984-y|journal=Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis|date=2016-06-01|issn=1878-5204|pages=15–26|volume=118|issue=1|doi=10.1007/s11144-016-0984-y|language=en|first=Nataša|last=Pejić|author=Ljiljana|coauthors=Jelena}}</ref> oszcilláló reakciókban. |
|||
→jodidokból jódot tesz szabaddá |
|||
''Redukálószer''ként is viselkedhet: |
''Redukálószer''ként is viselkedhet: |
||
| 86. sor: | 86. sor: | ||
→a fekete [[ólom-szulfid]]ot fehér [[ólom(II)-szulfát|ólom-szulfáttá]] oxidálja |
→a fekete [[ólom-szulfid]]ot fehér [[ólom(II)-szulfát|ólom-szulfáttá]] oxidálja |
||
Erős oxidáló hatása miatt fertőtlenítőszer és színtelenítőszer; használják például hajszőkítésre, fogfehérítésre. Mivel oxidáció során csak "környezetbarát" termékek keletkeznek, a modern vegyiparban egyre elterjedtebben használják más, környezetvédelmi szempontból károsabb oxidálószerek kiváltására. |
Erős oxidáló hatása miatt fertőtlenítőszer és színtelenítőszer; használják például hajszőkítésre, fogfehérítésre. Mivel oxidáció során csak "környezetbarát" termékek keletkeznek, a modern vegyiparban egyre elterjedtebben használják más, környezetvédelmi szempontból károsabb oxidálószerek kiváltására<ref>{{Cite journal|title=Highly selective oxidation of styrene to benzaldehyde over Fe3O4 using H2O2 aqueous solution as oxidant|url=https://doi.org/10.1007/s11144-018-1429-6|journal=Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis|date=2018-12-01|issn=1878-5204|pages=743–756|volume=125|issue=2|doi=10.1007/s11144-018-1429-6|language=en|first=Lulu|last=Xie|author=Hongxia|coauthors=Bin}}</ref><ref>{{Cite journal|title=Tungsten-based organic mesoporous SBA-15 materials: characterization and catalytic properties in the oxidation of cyclopentene to glutaric acid with H2O2|url=https://doi.org/10.1007/s11144-018-1486-x|journal=Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis|date=2018-12-01|issn=1878-5204|pages=1139–1157|volume=125|issue=2|doi=10.1007/s11144-018-1486-x|language=en|first=Manman|last=Jin|author=Zhenmei|coauthors=Xiaoping}}</ref>. |
||
== Előállítás == |
== Előállítás == |
||
| 117. sor: | 117. sor: | ||
[[Fájl:Riedl-Pfleiderer process.svg|420px|center|Hidrogén-peroxid ipari szintézise Riedl-Pfleiderer eljárással]] |
[[Fájl:Riedl-Pfleiderer process.svg|420px|center|Hidrogén-peroxid ipari szintézise Riedl-Pfleiderer eljárással]] |
||
Intenzív kutatások irányulnak a hidrogén-peroxid elektrokémiai úton történö elöállítására<ref>{{Cite journal|title=Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide from water and oxygen|year=2019|journal=Nature Reviews Chemistry|issue=3|pages=442–458|url=https://www.nature.com/articles/s41570-019-0110-6}}</ref><ref>{{Cite journal|title=Electrosynthesis of hydrogen peroxide in acidic solutions by mediated oxygen reduction in a three-phase (aqueous/organic/gaseous) system Part I: Emulsion structure, electrode kinetics and batch electrolysis|url=https://doi.org/10.1023/A:1025082709953|journal=Journal of Applied Electrochemistry|date=2003-08-01|issn=1572-8838|pages=655–663|volume=33|issue=8|doi=10.1023/A:1025082709953|language=en|first=E.L.|last=Gyenge|author=C.W.}}</ref>. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| journal = Angewandte Chemie International Edition |
| journal = Angewandte Chemie International Edition |
||
| title = Applications of Transition-Metal Catalysts to Textile and Wood-Pulp Bleaching |
| title = Applications of Transition-Metal Catalysts to Textile and Wood-Pulp Bleaching |
||
A lap 2020. február 15., 20:19-kori változata
| Hidrogén-peroxid | |
 Hidrogén-peroxid molekula szerkezete |
 Hidrogén-peroxid molekula szemléltetése golyós-pálcikás modellel |
| Kémiai azonosítók | |
|---|---|
| CAS-szám | 7722-84-1 |
| RTECS szám | MX0900000 |
| ATC kód | A01AB02, D08AX01 S02AA06 |
| Gyógyszer szabadnév | hydrogen peroxide |
| Gyógyszerkönyvi név | Hydrogenii peroxidum |
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |
| Kémiai képlet | H2O2 |
| Moláris tömeg | 34,0147 g·mol−1. |
| Megjelenés | Halványkék színű, oldatban színtelen. |
| Sűrűség | 1,4 g·cm−3, folyadék |
| Olvadáspont | −0,4 °C (272,75 K) |
| Forráspont | 150,2 °C (423,35 K) |
| Oldhatóság (vízben) | Elegyedik |
| Savasság (pKa) | 11,65 |
| Viszkozitás | 1,245 cP 20 °C-on |
| Kristályszerkezet | |
| Dipólusmomentum | 2,26 D |
| Veszélyek | |
| MSDS | 30% hydrogen peroxide msds 60% hydrogen peroxide msds |
| Főbb veszélyek | Oxidáló (O), maró (C)[1] |
| NFPA 704 |  0
3
1
OX
|
| R mondatok | R5, R8, R20/22, R35[1] |
| S mondatok | (S1/2), S17, S26, S28, S36/37/39, S45[1] |
| Lobbanáspont | Nem gyúlékony |
| LD50 | 376 mg/kg (patkány, szájon át)[2] |
| Rokon vegyületek | |
| Rokon vegyületek | Víz Ózon Hidrazin |
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |
A hidrogén-peroxid halványkék színű folyadék, híg oldatban színtelen. Gyenge sav, erős oxidálószer.
Fizikai tulajdonságai
Halványkék színű, oldatban színtelen, sűrű, szagtalan, keserű, nem éghető folyadék, gőze irritálja a szemet és az orrot. Sűrűsége a víznél másfélszer nagyobb (1456 kg/m³). −1 °C-on színtelen kristályokká fagy, forráspontja (116 °C) azonban közvetlenül nem határozható meg, mert magasabb hőmérsékleten bomlékony. Vízzel minden arányban elegyedik.
Molekulaszerkezet
A hidrogén-peroxid molekulája a vízhez hasonlóan erősen poláris, molekulái között hidrogénkötések alakulnak ki, ez okozza aránylag magas olvadás- és forráspontját. Molekulájában a két O-atom közvetlenül, peroxokötéssel kapcsolódik egymáshoz, másik párosítatlan elektronjuk pedig egy-egy hidrogénatommal alkot kötést. A peroxokötés elég gyenge, kötési energiája nem nagy, ezért a hidrogén-peroxid erősen bomlékony. Bomlásakor hőfejlődés közben víz és oxigén keletkezik:
- 2 H2O2 = 2 H2O + O2
Kémiai tulajdonságai
Vizes oldatai is bomlékonyak, és 30%-osnál nagyobb töménység esetében robbanásveszélyesek. A tiszta, alacsony hőmérsékletű hidrogén-peroxid bomlása aránylag lassú. A reakciósebességet nagy felületű szilárd anyagok, különösen nehézfémek és sóik növelik, vagyis katalizátorként viselkednek. Még az üvegfelület is gyengén katalizálólag hat rá, ezért tiszta, tömény oldatát polietilén, vagy paraffinnal bevont üvegedényben tárolják.
-O-O- csoportot tartalmazó vegyület. Általában különböző koncentrációjú vizes oldatban kerül kereskedelmi forgalomba. Erélyes oxidálószer, esetenként redukálószer. Könnyen bomlik, hőfejlődés kíséretében. Ruhán vagy más éghető szerves anyagon megszáradva tüzet okozhat. Hő, napfény és szerves anyagok hatására bomlik. A teljesen tiszta, szennyeződésmentes oldat stabil, elektromosan semleges. Gyenge sav pH-ja 6,2.[3]
Reakciók
Bomlás:
- 2 H2O2 = 2 H2O + O2
Oxidálószer: a halogenideket halogénné oxidálja:
- 2 I− + H2O2 + 2 H+ = I2 + 2 H2O
→jodidokból jódot tesz szabaddá. E reakciólépésnek központi jelentősége van a látványos Briggs-Rauscher[4] és Bray-Liebhafsky[5][6] oszcilláló reakciókban.
Redukálószerként is viselkedhet: Kálium-permanganátból oxigént fejleszt:
- 2 MnO4− + 5 H2O2 + 6 H+ = 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2
→így is lehet laboratóriumban oxigént fejleszteni
szulfidokat szulfáttá oxidálja
- PbS + 4 H2O2 = PbSO4 + 4 H2O
→a fekete ólom-szulfidot fehér ólom-szulfáttá oxidálja
Erős oxidáló hatása miatt fertőtlenítőszer és színtelenítőszer; használják például hajszőkítésre, fogfehérítésre. Mivel oxidáció során csak "környezetbarát" termékek keletkeznek, a modern vegyiparban egyre elterjedtebben használják más, környezetvédelmi szempontból károsabb oxidálószerek kiváltására[7][8].
Előállítás
Háztartásban könnyen előállítható Hyperol tabletta - amely valójában karbamidba ágyazott hidrogén-peroxid - vízben történő feloldása során. Természetesen különböző töménységű oldatokat kaphatunk, függően a víz mennyiségétől, valamint attól, hogy hány tablettát oldottunk fel. Több területen is alkalmazhatjuk az előállított oldatunkat, akárcsak háztartási eszközök fertőtlenítésére például. Ezenkívül számtalan területen használhatjuk fertőtlenítő tulajdonságát.
Eredetileg bárium-peroxid híg kénsavval való reakciója során állították elő:
- BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2
Korábban az iparban közepesen tömény kénsav elektrolízisével gyártották
- H2SO4 = H+ + HSO−4
a katódon redukálódó hidrogén-szulfát-ionok (HSO−4 → HSO4• + e−) egymással peroxo-dikénsavvá egyesülnek:
- 2 HSO4• → H2S2O8
A peroxo-dikénsav vizes oldata pedig 80-100 °C-on kénsavra és hidrogén-peroxidra hidrolizál:
- H2S2O8 + 2 H2O = 2 H2SO4 + H2O2
Az így gyártott hidrogén-peroxid azonban rendkívül drága volt, mely általános elterjedését gátolta.
Napjainkban szinte kizárólag antrahidrokinon oxigénnel való reakciójával állítják elő (antrahidrokinon-oldatba levegőt buborékoltatva). Ekkor első lépésben oxigén addícionál az antrahidrokinonra, és ez a labilis köztes termék híg sav hatására hidrogén-peroxid és antrakinon képződése közben bomlik. A hidrogén-peroxidot extrakcióval elválasztják, desztillációval tisztítják és töményítik, az antrakinont pedig hidrogénnel, katalizátor jelenlétében visszaalakítják a kiindulási antrahidrokinonná. Az antrakinon tehát folyamatosan újra felhasználásra kerül, végső soron ezzel az eljárással hidrogénből és oxigénből közvetlenül hidrogén-peroxid nyerhető. A folyamatban a hidrogén-peroxid és az antrakinon elválasztását oldószeres extrakcióval végzik, ezért nem a vízben viszonylag jól oldódó antrahidrokinont használják, hanem ennek hidrofób, hosszabb-rövidebb alkilcsoporttal ellátott származékát (leggyakrabban a 2-etil-antrahidrokinont), mely szinte veszteség nélkül elválasztható a hidrogén-peroxidtól.
Ezt a módszert Riedl-Pfleiderer eljárásnak nevezik.[9][10]
Intenzív kutatások irányulnak a hidrogén-peroxid elektrokémiai úton történö elöállítására[11][12].
1994-ben a világtermelés 1,9 millió tonna volt, ez 2006-ra 2,2 millió tonnára nőtt.[13] Ipari célra leginkább 30-70%-os oldatokat forgalmaznak. 2006-ban a 30%-os oldat nagykereskedelmi ára 0,54 USD/kg volt, Magyarországon 1 m³-es mennyiségben ára 2010-ben 90–100 HUF/kg körül volt.
Felhasználás
- színtelenítő- és fehérítőszer, számos tisztítószer tartalmazza származékait
- klórmentes fertőtlenítőkben
- laboratóriumban oxidálószerként
- vegyiparban környezetbarát technológiákban oxidálószerként
- szennyvizek ártalmatlanítására
- az orvosi és gyógyszerészi gyakorlatban antiszeptikumként, dezinficiáló- és szagtalanító gyógyszerként alkalmazzák
- a vízmentes hidrogén-peroxidot lökhajtásos (sugárhajtású) repülőgépek, rakéták üzemanyagaként használják.
- hajfestékekben
Források
- ↑ a b c A hidrogén-peroxid (ESIS)[halott link]
- ↑ A hidrogén-peroxid vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. A hozzáférés dátuma: 2010. december 27. (JavaScript szükséges) (angolul)
- ↑ What is the pH of H2O2 solutions? | H2O2.com – US Peroxide – Technologies for Clean Environment
- ↑ L.I. Csepei, Cs. Bolla (2015). „Is Starch Only a Visual Indicator for Iodine in the Briggs-Rauscher Oscillating Reaction?”. Studia Univ. Babes-Bolyai Chemia 60 (2), 187-200. o.
- ↑ Stanisavljev, Dragomir, Kristina (2016. június 1.). „Determination of iodate ion in the presence of hydrogen peroxide with the stopped-flow technique” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 118 (1), 143–151. o. DOI:10.1007/s11144-016-0977-x. ISSN 1878-5204.
- ↑ Pejić, Nataša, Jelena (2016. június 1.). „Dynamic transitions in the Bray–Liebhafsky oscillating reaction. Effect of hydrogen peroxide and temperature on bifurcation” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 118 (1), 15–26. o. DOI:10.1007/s11144-016-0984-y. ISSN 1878-5204.
- ↑ Xie, Lulu, Bin (2018. december 1.). „Highly selective oxidation of styrene to benzaldehyde over Fe3O4 using H2O2 aqueous solution as oxidant” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 125 (2), 743–756. o. DOI:10.1007/s11144-018-1429-6. ISSN 1878-5204.
- ↑ Jin, Manman, Xiaoping (2018. december 1.). „Tungsten-based organic mesoporous SBA-15 materials: characterization and catalytic properties in the oxidation of cyclopentene to glutaric acid with H2O2” (angol nyelven). Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 125 (2), 1139–1157. o. DOI:10.1007/s11144-018-1486-x. ISSN 1878-5204.
- ↑ Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose L. G. Fierro (2006). „Hydrogen Peroxide Synthesis: An Outlook beyond the Anthraquinone Process”. Angewandte Chemie International Edition 45 (42), 6962–6984. o. DOI:10.1002/anie.200503779.
- ↑ H. Riedl and G. Pfleiderer, U.S. Patent 2,158,525 (October 2, 1936 in USA, and October 10, 1935 in Germany) to I. G. Farbenindustrie, Germany
- ↑ (2019) „Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide from water and oxygen”. Nature Reviews Chemistry (3), 442–458. o.
- ↑ Gyenge, E.L. (2003. augusztus 1.). „Electrosynthesis of hydrogen peroxide in acidic solutions by mediated oxygen reduction in a three-phase (aqueous/organic/gaseous) system Part I: Emulsion structure, electrode kinetics and batch electrolysis” (angol nyelven). Journal of Applied Electrochemistry 33 (8), 655–663. o. DOI:10.1023/A:1025082709953. ISSN 1572-8838.
- ↑ Ronald Hage, Achim Lienke (2005). „Applications of Transition-Metal Catalysts to Textile and Wood-Pulp Bleaching”. Angewandte Chemie International Edition 45 (2), 206–222. o. DOI:10.1002/anie.200500525.
