HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, MEMPEROLEH - KIMIA - 2026

The hidrogen peroksida adalah sebatian organik dengan formula kimia H ₂ O ₂ . Dari semua itu, ini adalah peroksida termudah bagi sebatian kimia ini. Rumus strukturnya adalah HOOH, jambatan beroksigen dalaman ini menjadi ciri khas untuk semua peroksida.

Pada tahun 1818, H ₂ O ₂ dikenal pasti oleh Louies Jacques Thénard, yang menyediakan sebatian kimia yang kemudian disebutnya hidrogen peroksida. Ia adalah sebatian yang tidak stabil, ia terurai apabila terdedah kepada cahaya, haba dan beberapa logam.

Formula kimia hidrogen peroksida

Ia adalah sebatian yang sangat berguna yang digunakan dalam pembasmian kuman luka kecil, pemutihan rambut, rawatan air, dll. Walaupun boleh memberi tindakan berbahaya bagi manusia, ia terdapat di semua sel eukariotik makhluk hidup, di mana ia melakukan beberapa fungsi bermanfaat.

Hidrogen peroksida menghasilkan pengoksidaan bahan toksik seperti fenol, etanol, formaldehid, dan lain-lain, produk yang disingkirkan oleh hati dan buah pinggang. Di samping itu, ia menyumbang kepada pemusnahan bakteria fagositosis oleh leukosit neutrofil dan makrofag.

Struktur

Molekul

Molekul hidrogen peroksida diwakili oleh model bola-dan-tongkat. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Wikipedia.

Gambar atas menunjukkan struktur molekul H ₂ O ₂ (HOOH), dengan sfera merah yang sesuai dengan atom oksigen, dan yang putih adalah atom hidrogen. Perhatikan bahawa molekul tidak rata, dan bahawa atom H tidak gerhana di angkasa (saling bertentangan).

Menariknya, H ₂ O ₂ merasa sukar untuk memutar ikatan sederhana pusat OO, jadi kedudukan H ini tidak dapat ditukar; satu tidak akan turun sementara yang lain naik.

Kenapa? Kerana dalam dua atom oksigen terdapat dua pasang elektron bebas, yang memberikan sejumlah lapan elektron yang sangat dekat yang saling tolak kerana cas negatifnya.

Putaran

Namun pautan OO rentan terhadap putaran kecil kerana interaksi dengan persekitarannya.

Contohnya, dengan menyatukan kedua ibu jari, dengan jari telunjuk dilanjutkan dan yang lain ditutup, seolah-olah menarik gelanggang, dan kemudian memusingkan ibu jari sedemikian rupa sehingga salah satu jari telunjuk menunjuk ke depan dan yang lain ke belakang, anda akan mempunyai perwakilan anggaran H ₂ O ₂ .

Sekiranya badan menyentuh salah satu jari telunjuk, ibu jari akan berputar sebagai tindak balas terhadap interaksi ini; namun, mereka akan segera kembali ke kedudukan asal kerana tolakan elektronik yang disebutkan di atas. Oleh itu, putaran ini membentuk aspek dinamik molekul ini.

Interaksi antara molekul

Dalam keadaan cair, H ₂ O ₂ berjaya mewujudkan ikatan hidrogen (HOOH-O ₂ H ₂ ), kerana jika tidak, titik didihnya yang tinggi (150 ºC) berbanding dengan air tidak akan dijelaskan.

Setelah masuk ke fasa gas, molekul H ₂ O ₂ mungkin tidak lagi dapat membentuk jambatan seperti itu, bukan hanya kerana jarak antar molekul yang lebih besar, tetapi juga atom hidrogen akan menjadi yang pertama menyentuh sekiranya berlaku perlanggaran (ini boleh terjadi digambarkan semula menggunakan model jari).

Sementara itu, dalam fasa pepejal, sudut satah yang didirikan oleh H adalah 90º (meletakkan jari telunjuk tegak lurus). Kini ikatan hidrogen menjadi lebih penting dan molekul H ₂ O ₂ disusun dalam kristal dengan struktur tetragonal.

Hartanah

s Botol dengan hidrogen peroksida. Di farmasi dicapai dengan kepekatan 3% m / v. Sumber: Pixnio.

Nama-nama

-Hidrogen peroksida

-Dioksidan

-Oksidanol

-Perhidrotoksik

-O-hidroksiol

-Peroksida

Jisim molar

34.0147 g / mol

Penampilan fizikal

Cecair biru pucat (pekat) atau tidak berwarna. Ia sedikit lebih likat dan padat daripada air. Ini disuling untuk keselamatan pada suhu rendah dan tekanan yang berkurang, kerana terurai pada pemanasan dalam bentuk letupan.

Bau

Bau yang tajam atau menyerupai ozon.

Rasa

Pahit

Ketumpatan

Pepejal 1.71 g / cm ³

Ketumpatan larutan berairnya bergantung pada kepekatannya; sebagai contoh, pada 27% mempunyai ketumpatan 1.10 g / cm ³ , sementara pada 50%, 1.13 g / cm ³

Takat lebur

- 0,43 ºC

Takat didih

150.2 ° C. Nilai ini telah diperoleh dengan ekstrapolasi, kerana hidrogen peroksida terurai pada suhu tinggi.

Keterlarutan air

Tidak boleh dicampur ≥ 100 mg / mL pada suhu 25 ºC

Keterlarutan

Ia larut dalam eter dan alkohol, tetapi tidak larut dalam petroleum eter. Ia terurai menjadi air dan oksigen dalam pelarut organik.

Pekali petakan Octanol / air

Log P = - 0.43

Tekanan wap

5 mmHg pada 30 ° C.

Pemalar pemisah

pKa = 11.72

pH

Larutan hidrogen peroksida sedikit berasid. Sebagai contoh, 35% mempunyai pH 4.6; tetapi apabila tertumpu pada 90%, pH menjadi kurang berasid: 5.1.

Indeks biasan (n

1,4061

Kelikatan

1,245 cPoise pada suhu 20 ° C.

Kapasiti haba

1,267 J / gK (gas)

2,619 J / gK (cecair)

Haba pengewapan

1,519 J / g K

Kestabilan

Stabil dalam keadaan yang disyorkan. Ia ditstabilkan lagi dengan penambahan garam asetanilida dan timah.

Hakisan

Menghakis

Penguraian

Ia terurai apabila terdedah kepada cahaya atau apabila terdapat bahan pengoksidaan dan pengurangan. Ia juga terurai semasa pemanasan. Ketika terurai, ia melepaskan air dan oksigen, dan disukai oleh peningkatan pH dan suhu, serta adanya enzim katalase.

Ketegangan permukaan

80.4 dynes / cm pada 20 ° C

Kereaktifan

H ₂ O ₂ bertindak sebagai agen pengoksidaan dalam larutan asid besi besi (Fe ²⁺ ) hingga besi besi (F ³⁺ ); ia juga mengoksidakan ion sulfit (SO ₃ ^2- ) kepada ion sulfat (SO ₄ ^2- ).

Ia juga boleh bertindak sebagai agen pengurangan dengan adanya larutan asas, mengurangkan natrium hipoklorit (NaOCl) dan kalium permanganat (KMnO ₄ ) dengan pembebasan oksigen.

Permohonan

Memutihkan

Hidrogen peroksida digunakan dalam industri kertas dalam pemutihan pulpa dan kertas, yang menghabiskan sebahagian besar pengeluaran tahunannya.

Pembasmi kuman

Hidrogen peroksida adalah antiseptik ringan untuk mencegah jangkitan luka kecil, goresan, dan luka bakar. Ia juga digunakan sebagai obat kumur dan melegakan kerengsaan ringan pada mulut kerana adanya sariawan atau radang gusi.

Ia juga digunakan untuk membasmi kuman permukaan, bahagian dalam peti sejuk, air dan memerangi pertumbuhan bakteria berlebihan dalam sistem air dan menara penyejuk. Hidrogen peroksida melepaskan radikal oksigen bebas, yang memecah bahan pencemar.

Bahan pencuci

Hidrogen peroksida digunakan dalam pembuatan detergen peluntur dobi, termasuk natrium percarbonat. Sebatian ini adalah kompleks natrium karbonat dan hidrogen peroksida yang, apabila dilarutkan dalam air, berpisah menjadi komponennya.

Aplikasi kosmetik

Hidrogen peroksida cair digunakan dalam pemutihan rambut, sebelum pewarnaan. Ia juga digunakan untuk memutihkan gigi, dan juga sebahagian dari ubat gigi buatan sendiri.

Penggerak

Hidrogen peroksida digunakan sebagai komponen monopropellan atau pengoksidaan roket bipropolen. Ini menguraikan pembebasan oksigen dan air, ciri yang membenarkan penggunaannya sebagai bahan pendorong.

Ia dipompa ke dalam sel reaksi dengan adanya pemangkin yang mempercepat penguraian tersebut. Semasa ini, wap air bersuhu tinggi dihasilkan.

Apabila wap dikeluarkan melalui celah, ia menghasilkan dorongan. Kapal selam V-80, yang dibangun pada tahun 1940, menggunakan oksigen yang dihasilkan dari hidrogen peroksida di turbinnya; dipanggil sistem turbin Walter.

Mendapatkan

Pada mulanya, hidrogen peroksida diperoleh secara industri dengan hidrolisis ammonium persulfate, atau elektrolisis ammonium bisulfat, NH ₄ HSO ₄ .

Hidrogen peroksida kini diperoleh secara industri melalui penggunaan anthraquinone. Proses ini dilakukan dalam empat tahap: hidrogenasi, penyaringan, pengoksidaan, pengekstrakan dan pemurnian.

Penghidrogenan

Alkilantroquinon dihidrogenasi dengan mengalirkan gas hidrogen melalui hidrogenator yang dimuatkan dengan alumina dan sejumlah kecil pemangkin (paladium). Suhu disimpan pada suhu 45ºC dengan pengadukan kekal.

Alkyldroquinone ditukar menjadi alkylanthrahydroquinone dan tetrahydroalkylanthrahydroquinone, yang terakhir dipilih untuk kemudahan untuk prosedur berikut.

Penapisan

Larutan yang mengandungi anthraquinone terhidrogenasi disaring untuk menghilangkan jejak pemangkin yang mungkin dikandungnya.

Pengoksidaan

Larutan yang disaring dioksidakan dengan menyebarkan udara melaluinya, membentuk hidrogen peroksida ketulenan rendah.

Pengekstrakan dan pemurnian

Larutan hidrogen peroksida melalui ruang pengekstrakan cecair-cecair. Air mengalir melalui lajur, sementara larutan hidrogen peroksida dipam melaluinya.

Air mencapai bahagian bawah pengekstrak dengan kepekatan hidrogen peroksida antara 25 dan 35% b / b. Kemudian, ia disucikan dengan penyulingan vakum, sehingga kepekatan hidrogen peroksida 30%. Akhirnya ia stabil dan disimpan.

Risiko

Pembakaran hidrogen peroksida. Sumber: Bobjgalindo

Hidrogen peroksida adalah agen penghakis, jadi jika bersentuhan dengan kulit, ia menyebabkan kerengsaan yang teruk, selain pemutihan sementara (gambar atas). Ia juga boleh menyebabkan kerosakan mata, gatal, ruam, kemerahan, dan lecet.

Penyedutan menyebabkan kerengsaan pada hidung, tekak dan paru-paru. Sementara itu, pendedahan berulang boleh menyebabkan bronkitis, batuk, kahak dan sesak nafas. Dan seolah-olah tidak mencukupi, ia juga menimbulkan sakit kepala, pening, mual dan muntah.

Pendedahan yang teruk terhadap hidrogen peroksida boleh menyebabkan cairan menumpuk di paru-paru, yang dikenali sebagai edema paru - keadaan serius yang memerlukan rawatan perubatan segera.

Pentadbiran Keselamatan dan Kesihatan Pekerjaan (OSHA) telah menetapkan maksimum yang dibenarkan untuk hidrogen peroksida 1 ppm dalam persekitaran kerja dalam pergeseran 8 jam. Namun, kerana ia adalah sebatian mutagenik, pendedahan harus dikurangkan minimum.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Wikipedia. (2019). Hidrogen peroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. William R. Busing dan Henri A. Levy. (2004). Struktur Kristal dan Molekul Hidrogen Peroksida: Kajian Neutron - Difraksi. doi.org/10.1063/1.1696379
4. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2019). Hidrogen peroksida. Pangkalan Data PubChem. CID = 784. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Penyunting Encyclopaedia Britannica. (27 November 2018). Hidrogen peroksida. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
6. Jabatan Kesihatan New Jersey. (2016). Hidrogen peroksida. . Dipulihkan dari: nj.gov
7. Mathews, CK, Van Holde, KE, Ahern, KG (2002). Biokimia. Edisi ketiga. Penerbit Pearson Addison Wesley
8. Web MD. (2019). Hidrogen peroksida. Dipulihkan dari: webmd.com