آب اکسیژنه

در این مقاله از سایت پترو کیمیای آکام درباره آب اکسیژنه را از کجا بخریم توضیح دادیم همراه ما باشید.

آب اکسیژنه یکی از ترکیبات شیمیایی است که به لحاظ فعال بودن، در بسیاری از واکنش های شیمیایی شرکت می کند و از این جهت هم در تولیدات محصولات مختلف در صنعت و هم در آزمایشگاه های تحقیقاتی کاربرد دارد. یکی از مهم ترین موارد استفاده از ترکیب آب اکسیژنه، استفاده از آن به عنوان یک کاتالیزور است.

آب اکسیژنه، با فرمول مولکولی H2O2 ، و با نام علمی پراکسیدهیدروژن، از مواد شیمیایی پرکاربرد در صنعت می باشد. آب اکسیژنه یک مایع شفاف و بدون رنگ است که کمی چسبناک تر از آب است. این ماده یک اکسید کننده قوی بشمار می آید که از این خاصیت این ماده استفاده هایی در صنعت می شود. از مهم ترین موارد مصرف این ماده، در صنایع کاغذسازی ، بهداشتی و دارویی ، هوافضا، نظامی و ... می باشد. آب اکسیژنه شیمیایی پرکاربرد در ایران، با درجه خلوص هایی از 30 تا 70درصد مورد استفاده مصرف کنندگان قرار می گیرد.

آب اکسیژنه یا همان پرواکسید هیدروژن محلولی است که از ترکیب دو اتم اکسیژن با یکدیگر ایجاد می شود که البته این پیوند به راحتی و در شرایط طبیعی رخ نمی دهد و آب اکسیژنه را باید تحت شرایط خاصی تولید شود. این محلول دارای خواص شیمیایی و فیزیکی خاصی می باشد و بسته به خلوص آن که معمولاْ بین 30٪ تا 70٪ است در صنایع مختلف کابردهای فراوانی دارد. آب اکسیژنه برای انسان می تواند خطرناک هم باشد و محلول های خلوص بالا خطراتی به مراتب بیشتر مثل خارش و سوختگی و تاول و بیماری های دیگر دارد.

آب اکسیژنه یا Hydrogen Peroxide چیست؟

آب اکسیژنه در واقع ساده ترین پرواکسید می باشد. پرواکسید ترکیبی از اکسیژن و اکسیژن تک پیوندی می باشد. آب اکسیژنه را به نام پرواکسید هیدروژن (Hydrogen Peroxide) نیز می شناسند. آب اکسیژنه کاربردهای فراوانی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• به عنوان یک اکسیدزا

• به عنوان یک عامل سفید کننده (Bleaching)

• ضد عفونی کننده

• و ...

آب اکسیژنه کاربردهای صنعتی دیگری هم دارد که به آن ها خواهیم پرداخت. همچنین دارای ویژگی هایی است که به آن ها نیز اشاره خواهیم کرد. به عنوان مثال به خاطر اینکه آب اکسیژنه یک ترکیب ناپایدار است در معرض نور به تدریج و آهسته تجزیه می شود.

آب اکسیژنه در واقع ترکیبی می باشد که در اثر ترکیب دو اتم اکسیژن به همدیگر ایجاد می شود. فرمول شیمیایی آب اکسیژنه H2O2 است و یک مولکول آب است که یک اتم اضافی اکسیژن دارد.

تاریخچه تولید آب اکسیژنه :

آب اکسیژنه ، اولین بار توسط یک شیمیدان فرانسوی به نام لوویز ژاک تانارد در قرن هیجدهم میلادی کشف ش. این دانشمند فرانسوی، با اسیدی کردن باریم پراکسید، توسط اسیدنیتریک، پراکسید هیدروژن یا آب اکسیژنه را تولید و کشف کرد. این محصول ، اولین بار توسط یک شیمیدان فرانسوی به نام لوویز ژاک تانارد در قرن هیجدهم میلادی کشف شده است.

خصوصیات آب اکسیژنه:

آب اکسیژنه ، به تدریج تجزیه شده و به آب و اکسیژن تبدیل می شود. در صورتی که آب اکسیژنه بمدت طولانی انبار شود ممکن است اکسیژن اضافی خود را از دست داده و به آب تبدیل شود. این محصول خاصیت بوگیری هم دارد. در صورتی که تکه ای گوشت در درون ظرفی از این محصول قرار بگیرد به مرور زمان بوی گوشت از بین رفته و بوی گندیدگی نمی گیرد. از دیگر خصوصیات آب اکسیژنه، خاصیت رنگ بری آن است. بطور مثال اگر همان تکه گوشت را پس از چندروز ببینیم، رنگ خودرا تا حدودی از دست داده است. در صورتی که بخواهیم تخریب و تجزیه ی آب اکسیژنه را سریع کنیم می توانیم به آن گرد برخی فلزات را بیافزایم. با این کار، عمل تخریب پراکسید هیدروژن سریع تر شده و زودتر به آب و اکسیژن تبدیل می گردد. از طرف دیگر اگر به آب اکسیژنه موادی پایدارکننده از قبیل اسیدفسفریک و یا اوره اضافه شود، عمل تخریب و تجزیه با سرعت کمتری ادامه پیدا می کند. از دیگر خصوصیات آب اکسیژنه خصوصیتی به اسم ضدعفونی کنندگی است که دارا می باشد. این ماده با توجه به خاصیت اکسیدکنندگی قوی که دارد می تواند به خوبی با باکتری ها، مخمر ها و قارچ ها، و ویروس ها واکنش داده و باعث از بین رفتن آلودگی های میکروبی می شود.

آب اکسیژنه ویژگی های منحصر به فردی دارد که به اختصار به آن ها اشاره می کنیم:

• آب اکسیژنه یک مایع تقریباً شفاف و به رنگ آبی کم رنگ است.

• آب اکسیژنه بویی مشابه به بوی اسید نیتریک دارد.

• آب اکسیژنه دارای ویسکوزیتۀ بالاتری نسبت با آب دارد و حدود 40% متراکم تر از آب است.

• شکل غلیظ و خالص آب اکسیژنه در دمایی حدود 150 درجۀ سانتی گراد به جوش می آید و در این درجۀ حرارت دچار تجزیۀ حرارتی می شود که این تجزیه، یک واکنش انفجاری در پی دارد. به همین خاطر است که آب اکسیژنه معمولاً و به طور کلی به شکل آب ذخیره می شود. همچنین برای جلوگیری از واکنش آن با نور آب اکسیژنه را در محفظه های دارای رنگ تیره نگهداری می کنند. باید به خاطر داشته باشیم که در زمینۀ نقطۀ جوش آب اکسیژنه هیچ علم تجربی نداریم.

• این محلول فقط یک فرض حرارتی است و این به خاطر این است که آن قبل از رسیدن به نقطۀ جوش منفجر میشود.

• آب اکسیژنه در آب حل می شود و وقتی در آب حل شد، یک محلول همگن با آب تشکیل می دهد.

• آب اکسیژنه در طبیعت به صورت اسیدی وجود دارد.

• آب اکسیژنه یک عامل اکسیژن زای بسیار قوی می باشد. درمحیط اسیدی واکنش زیر رخ می دهد:

PbS + 4H2O2 → PbSO4 + 4H2O

و در یک محیط پایه واکنشهای زیر صورت می گیرد:

2Fe + H2O2 → 2Fe + 2OH

HOCl + H2O2 → H3O + Cl + O2

I2 + H2O2 + 2OH → 2I + 2H2O + O2

خواص آب اکسیژنه را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

پیشنهاد مطالعه : آب اکسیژنه ترک

روش تهیه آب اکسیژنه

آب اکسیژنه به طور کلی به دو روش قابل تهیه است

1-از پراکسید باریم:

این روش یک روش آزمایشگاهی است که طی آن در آزمایشگاه آب اکسیژنه را می توان تهیه کرد. در این روش از پراکسید باریم هیدراته باید استفاده شود که طی آن پراکسید باریم بدون آب یک لایه محافظ تشکیل می دهد و با اسید سولفوریک وارد واکنش نمی شود. در نهایت نتیجه آن تولید محلول غلیظ شده آب اکسیژنه به مقدار ۵٪ می باشد.

BaO2.8H2O + H2SO4 → BaSO4 + H2O2 + 8H2O

از پراکسید سدیم

در این روش نیز مانند روش اول از محلول رقیق اسید سولفوریک استفاده می شود و به تدریج پراکسید سدیم در آن حل می شود. همان طور که می دانید آب اکسیژنه در دماهای بالا یک ماده انفجاری محسوب می شود. بنابراین بر اساس واکنش این دو کریستال سولفید سدیم و یک محلول 30٪ از آب اکسیژنه به دست می آید .

ما می توانیم از تقطیر در خلاء بر محلول مذکور استفاده کنیم تا آب اکسیژنه به دست آید. همان طور که می بینید طبق واکنش زیر آب اکسیژنه تولید می شود.

Na2O2 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O2 (30%)

موارد مصرف و کاربرد های آب اکسیژنه:

این ترکیب در صنایع زیر کاربرد دارد:

1-کاربرد در صنعت رنگ و رنگرزی و تولید رنگ

2-کاربرد در صنعت تولید کاغذ

3-در زمینه بهداشتی

4-در زمینه دارو و داروسازی

5-کاربرد در صنایع نظامی

6- کاربرد در صنعت هوافضا

خاصیت بوگیری:

آب اکسیژنه به دلیل خاصیت بوگیری آن در موارد زیادی کاربرد دارد. از مهمترین کاربرد های آن در خصوص خاصیت بوگیری آن می توان به استفاده از آن در هنگام عمل برروی زخم ها برای از بین بردن بوی بد آن ها اشاره کرد.

خاصیت رنگبری:

در مورد خاصیت رنگبری آن می توان به کاربرد آن در رنگبری خون، قهوه، چایی و ... روی لباس و پارچه های مختلف اشاره کرد. همچنین بسیاری از خمیر دندانها دارای موادی هستند که در موقع استفاده از آن ها تولید آب اکسیژنه می کنند. آب اکسیژنه تولیدی باعث سفیدشدن دندان ها شده و پاکیزگی و درخشانی دندان هارا سبب می شود. همچنین این ماده در بی رنگ کردن شاخ ، پشم گوسفند، کتان، صابون، کنف و ... کاربرد دارد. یکی دیگر از موارد استفاده از خاصیت رنگبری این ماده در رنگبری موها است. پراکسید این ماده، با ملانین که ماده موثره رنگ زا برای موها می باشد واکنش داده و آن هارا بی رنگ می کند.

آیا آب اکسیژنه برای بدن انسان سمیت دارد؟

محلول های آب اکسیژنه خوراکی تا غلظت 9% برای بدن بی ضرر می باشند و سمیت خاصی ندارند. اما با این وجود بعضی از تحقیقات نشان داده اند که خوردن این ماده 3% باعث آسیب جزئی بافتی و اسهال و استفراغ می شود. استفاده از این محصول صنعتی بصورت خوراکی سبب سمیت سیستمیک شده و ممکن است جان افراد به خطر بیفتد. تنها باید از درجه غذایی این ماده برای مصرف خانگی و شخصی استفاده نمود.

آب اکسیژنه به دلیل دارا بودن خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت در شرایط متفاوت مانند درجه حرارت می باشد. همان طور که ذکر کردیم غلظت این ماده بسیار متنوع است و در صنایع مختلف از این محلول با غلظت های متفاوت استفاده می شود.

این محلول و ترکیب شیمیایی در کشورمان ایران کاربردهای زیادی دارد که با رده های صنعتی و غذایی با توجه به غلظت یا درجۀ خلوص متفاوت این کاربردها با هم فرق می کنند. این ماده با خلوص 30% الی 70% در صنایع مختلف و غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

ساختار مولکولی آب اکسیژنه

اگر شما به دیاگرام نقطه ای آب اکسیژنه نگاه کنید آن چه که خواهید دید پیوند اکسیژن – اکسیژن است. همچنین مشاهده خواهید کرد که هر دو اتم اکسیژن دارای یک جفت الکترون هستند که با هم پیوندی ندارند. این موضوع به دلیل اثر تئوری پس زنی الکترون لایه آخر یا همان لایه والانس می باشد.

اتم های هیدروژن اتم هایی که با اکسیژن پیوند نداده اند را دفع می کند. این امر موجب شکل گیری یک ساختار مولکولی خمیده می شود که دارای زاویه 109.5 درجه سانتی گراد با اکسیژن می باشد. در شکل کریستالی یا همان حالت جامد این زاویه کم می شود که علت آن این است که هیدروژن با مولکولهای شکل گرفته پیوند تشکیل می دهد.

نام های آب اکسیژنه

آب اکسیژنه را بسته به کاربرد و خلوصی که دارد با نام های متفاوتی می شناسند که برخی از مهم ترین نام ها را ذکر می کنیم:

• هیدروژن پرواکسید

• دی اکسیدان اکسیدانیل

• اسید پرهیدروکسید

• پرواکسید هیدروژن

خطرات آب اکسیژنه

این محلول با اینکه کاربردهای فراوانی دارد و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد ولی دارای مضرات و خطراتی نیز می باشد.

به عنوان مثال تماس پوستی این محلول با پوست بدن انسان و بیشتر از آن با چشم انسان حساسیت زا می باشد و می تواند سوختگی ایجاد کند. اگر کسی به اشتباه آن را به جای آب بنوشد می تواند موجب مسمومیت شود. همچنین استنشاق این محلول باعث تخریب آفت های ریه می شود. استنشاق این محلول موجب ایجاد برونشیت همراه با سرفه شود و نیز تولید خلط در ریه و تنگی نفس از دیگر عوارض آن می باشد. گاهی اوقات تماس پوستی با این محلول در طولانی مدت موجب سفید شدن موقت پوست می شود و احساس سوزش را نیز به همراه دارد. تاول و سوختگی و برخی بیماری های پوستی از عوارض تماس بدن چه به لحاظ تماس با پوست و چه به لحاظ استنشاق است.

بنابراین هنگام استفاده از این محلول بسیار مراقب باشد تا تماس پوستی یا استنشاق رخ ندهد که در این صورت خطرات زیادی را برای شما ایجاد می کند. البته باید این نکته را نیز اضافه کرد که شدت آسیبی که این محلول به انسان وارد می کند به درصد خلوص آن نیز بستگی دارد و هرچه خلوص این محلول بیشتر باشد خطرات آن نیز بیشتر خواهد بود.