تهیه و تولید آب اکسیژنه

سایت های اکسیژن در این مولکول، تحت عنوان مکان های فعال برای شرکت در واکنش های شیمیایی شناخته می شوند؛ آب اکسیژنه‎در واقع یک ترکیب اکسید کننده است؛ یعنی در کوتاه ترین زمان، قادر است ناخالصی ها و آلاینده ها را از بین ببرد.

آب اکسیژنه‎ به واسطه قابلیت های فیزیکی و شیمیایی که دارد به عنوان یک گندزدا، ضد عفونی کننده و اکسید کننده به کار می رود. هیدروژن پراکسید، ناپایدار بوده و به آرامی در معرض نور، تجزیه می گردد. این ماده در دو گرید صنعتی و خوراکی با درصد های خلوص مختلف تولید می شود.

مهم ترین موارد کاربردی آب اکسیژنه‎ شامل استفاده از آن در رنگبری از الیاف، تولید و سنتز ترکیبات آلی، زدودن لکه ها، ضد عفونی کردن البسه، تولید انواع دارو و ترکیبات شیمیایی دیگر می باشد. در این قسمت به روش تولید این ماده در صنعت می پردازیم.

در گذشته، آب اکسیژنه‎ در صنعت با استفاده از روش هیدرولیز آمونیوم پراکسی سولفات تولید می شد؛ این ترکیب، خود، از طریق الکترولیز محلول آمونیوم بی سولفات در اسید سولفوریک به دست می آمد. اما روش تولید هیدروژن پراکسید در صنایع امروزی، متفاوت است.

روش صنعتی که در حال حاضر برای تولید آب اکسیژنه‎ به کار می رود، فرآیند آنترا کوئینون نام دارد. این روش که در سال 1936، به رسمیت شناخته شد و در سال 1939 ثبت گردید، شامل فرآیندی است که در آن، هیدروژن پراکسید بر اساس کاهش اکسیژن در واکنش های سنتز مستقیم از عناصر تولید می شود. در این فرآیند، آنترا کوئینون (ترکیب 2-اتیل آنترا کوئینون) یا یکی از مشتقات 2-آمیل به عنوان ماده اولیه به کار می روند. در فرآیند فوق برای تولید آب اکسیژنه‎ ، ترکیب آنترا کوئینون در حضور کاتالیست پالادیم، تحت عملیات هیدروژناسیون قرار می گیرد؛ سپس محصول حد واسط تولید شده در اثر اکسیداسیون خود به خودی به ترکیب اولیه آنترا کوئینون تبدیل شده و محصول اصلی آب اکسیژنه‎ تولید می شود. آنترا کوئینون می تواند مجدداً به چرخه تولید منتقل گردد. در ادامه فرآیند های فوق، آب اکسیژنه‎ از محیط واکنش، استخراج می شود.

فرآیند تهیه و تولید آب اکسیژنه‎ به روش آنترا کوئینون از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارد. این مراحل به شدت تحت تأثیر بازیابی و استخراج حلال قرار دارد؛ هیدروژناسیون در حضور کاتالیست پالادیوم و انواع مشتقات کوئینون که به عنوان مواد اولیه به کار می روند نیز بر روی پارامترهای اقتصادی تولید هیدروژن پراکسید تأثیر دارند.

فرآیندهای نوین صنعتی برای تولید آب اکسیژنه‎ دقیقاً از عناصری به عنوان ترکیبات اولیه استفاده می کنند که برای سال ها است که در دنیای مواد شیمیایی شهرت داشته اند. همیشه سنتز مستقیم یک ترکیب، کار دشوارتری بوده است؛ واکنش ترمودینامیکی اکسیژن و هیدروژن برای تولید آب اکسیژنه‎ یا آب، صرفاً یک گزینه پیشنهادی است؛ این در حالی است که حضور فلزات به عنوان کاتالیست، لازم و ضروری است. البته لازم به ذکر است که این روش ویژه هنوز مورد تأیید جهانی قرار نگرفته است.

آب اکسیژنه‎، رایج ترین ترکیب شیمیایی در جهان است که با حجم بالا در دسترس بوده و در آب حل می شود. این ماده در ترکیبات دارویی با غلظت 3 تا 6 درصد وزنی به کار می رود. در کاربردهای آزمایشگاهی، محلولی با 30% وزنی از این ترکیب مناسب است. گرید تجاری هیدروژن پراکسید دارای خلوص 70 تا 98 درصد وزنی است.

جالب است بدانید که در آب دریا حدود 5/0 تا 14 میکروگرم از آب اکسیژنه‎ وجود دارد؛ مقدار این ماده در آب معمولی حدود 1 تا 30 میکروگرم و در هوا حدود 1/0 تا 1 سمت در بیلیون است. این ترکیب شیمیایی به سرعت تجزیه می شود بنابراین باید آن را درون بسته بندی های تیره رنگ نگهداری کرد. بسیاری از واکنش های آلی که باید تحت اکسیداسیون شیمیایی قرار بگیرند، از آب اکسیژنه‎ در مراحل مختلف استفاده می کنند.