آب اکسیژنه پاشا چیست؟ همه چیز در مورد این محصول

آب اکسیژنه پاشا یک نوع آب اکسیژنه ترکی است. اما در ادامه توضیحاتی در مورد آب اکسیژنه پاشا مطالعه می کنید.

آب اکسیژنه پاشا یک ترکیب شیمیایی با فرمول H است. در شکل خالص آن ، مایع بسیار کم رنگ آبی ، کمی چسبناک تر از آب است . آب اکسیژنه پاشا ساده ترین پراکسید (ترکیبی با پیوند منفرد اکسیژن – اکسیژن ) است. این ماده به عنوان اکسید کننده ، ماده سفید کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود . آب اکسیژنه پاشا غلیظ ، یا ” پراکسید آزمایش بالا ” ، یک نوع اکسیژن واکنش پذیر است و به عنوان پیشران در موشک سازی استفاده می شود. شیمی آن تحت تأثیر ماهیت پیوند پراکسید ناپایدار آن است.

آب اکسیژنه پاشا ناپایدار است و در حضور نور به آرامی تجزیه می شود. به دلیل بی ثباتی ، آب اکسیژنه پاشا معمولاً با یک تثبیت کننده در یک محلول اسیدی ضعیف در بطری رنگ تیره ذخیره می شود. آب اکسیژنه پاشا در سیستم های بیولوژیکی از جمله بدن انسان یافت می شود. آنزیم هایی که از پراکسید هیدروژن استفاده می کنند و یا تجزیه می شوند ، به عنوان پراکسید از طبقه بندی می شوند .

آب اکسیژنه پاشا

خصوصیات

نقطه جوش H 2 برآورد شده است که 150.2 درجه سانتیگراد (302.4 درجه فارنهایت) ، تقریباً 50 درجه سانتیگراد (90 درجه فارنهایت) بالاتر از آب است. در عمل ، در صورت گرم شدن تا این دما ، آب اکسیژنه پاشا تجزیه حرارتی بالقوه انفجاری خواهد داشت . ممکن است در دمای پایین و تحت فشار کم با خیال راحت تقطیر شود.

ساختار 

آب اکسیژنه پاشا یک مولکول غیر مسطح با تقارن C 2 (پیچ خورده) است . این اولین بار توسط Paul-Antoine Giguère در سال 1950 با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز نشان داده شد. اگر چه پیوند O-O یک است پیوند یگانه ، مولکول است نسبتا بالا مانع چرخش از 2460 سانتی متر -1 (29.45 کیلوژول / مول )؛ برای مقایسه، مانع چرخشی برای اتان 1040 سانتی متر است -1 (12.5 کیلوژول / مول). سد افزایش یافته به دافعه بین جفت های تنها نسبت داده می شوداز اتمهای اکسیژن مجاور و منجر به آب اکسیژنه پاشا نمایش آتروپیزومری می شود .

ساختارهای مولکولی H گازی و بلوری 2به طور قابل توجهی متفاوت هستند. این تفاوت به اثرات پیوند هیدروژن نسبت داده می شود ، که در حالت گازی وجود ندارد. بلورهای H 2 با گروه فضایی D چهار ضلعی هستند.

مطالعه بیشتر: استات سدیم

محلول های آبی

در محلول های آبی ، آب اکسیژنه پاشا با ماده خالص به دلیل اثرات پیوند هیدروژن بین آب و مولکول های آب اکسیژنه پاشا متفاوت است. آب اکسیژنه پاشا و آب تشکیل یوتکتیک مخلوط، برگزاری نمایشگاه افسردگی نقطه انجماد هم پایین به عنوان کم -56 ° C؛ آب خالص دارای نقطه انجماد 0 درجه سانتیگراد و آب اکسیژنه پاشا خالص 0.43 − است. نقطه جوش همان مخلوط ها نیز در رابطه با میانگین هر دو نقطه جوش (125.1 درجه سانتی گراد) کاهش می یابد. در دمای 114 درجه سانتی گراد رخ می دهد. این نقطه جوش 14 درجه سانتیگراد بیشتر از آب خالص و 36.2 درجه سانتیگراد کمتر از آب اکسیژنه پاشا خالص است.

مقایسه با آنالوگ

آب اکسیژنه پاشا دارای چندین ساختار ساختاری با تنظیمات پیوند H m -X − X − H n است (آب نیز برای مقایسه نشان داده شده است). بالاترین نقطه جوش (نظری) این سری را دارد (X = O ، N ، S). نقطه ذوب آن نیز نسبتاً زیاد است ، و قابل مقایسه با هیدرازین و آب است ، و فقط هیدروکسیل آمین به طور قابل توجهی متبلورتر می شود ، که نشان دهنده پیوند هیدروژن به ویژه قوی است. دی فسفان و دی سولفید هیدروژن فقط پیوند هیدروژن ضعیفی از خود نشان می دهند و شباهت شیمیایی کمی به آب اکسیژنه پاشا دارند. همه این آنالوگ ها از نظر ترمودینامیکی ناپایدار هستند. از نظر ساختاری ، همه آنالوگ ها ساختارهای کج مشابهی را به دلیل دافعه بین مجاور به کار می گیرندجفت الکترون غیر پیوندی .

کشف

الكساندر فون هومبولت یكی از اولین پراكسیدهای مصنوعی ، پراكسید باریم را در سال 1799 به عنوان محصول جانبی تلاش هایش برای تجزیه هوا گزارش كرد.

نوزده سال بعد ، لوئیس ژاک تنارد تشخیص داد که این ترکیب می تواند برای تهیه یک ترکیب ناشناخته استفاده شود ، که او آن را به عنوان eau oxygénée (“آب اکسیژنه”) توصیف کرد – متعاقباً به آن آب اکسیژنه پاشا معروف شد. امروزه ممکن است اصطلاح “آب اکسیژنه” در بسته بندی های خرده فروشی وجود داشته باشد که مربوط به مخلوطی است که حاوی آب و آب اکسیژنه پاشا یا آب و اکسیژن محلول باشد. اگر تفاوت توسط کاربر به درستی درک نشود ، این می تواند باعث آسیب شخصی شود.

در نسخه بهبود یافته فرآیند فنارد از اسید کلریدریک استفاده شده و به دنبال آن اسید سولفوریک برای رسوب محصول جانبی سولفات باریم اضافه می شود . این روند از اواخر قرن نوزدهم تا اواسط قرن 20 استفاده می شد.

Thnnard و Joseph Louis Gay-Lussac در سال 1811 سنتز پراکسید سدیم کردند . اثر سفید کنندگی پراکسیدها و نمکهای آنها بر روی رنگهای طبیعی در همان زمان شناخته شد ، اما تلاش های اولیه تولید صنعتی پراکسیدها با شکست مواجه شد. اولین کارخانه تولید آب اکسیژنه پاشا در سال 1873 در برلین ساخته شد . کشف سنتز آب اکسیژنه پاشا توسط الکترولیز با اسید سولفوریک ، روش الکتروشیمیایی کارآمدتری را معرفی کرد. اولین بار در سال 1908 در وایسنشتاین ، کارینتیا ، اتریش تجاری شد. روند آنتراکینون، که هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد ، در طول دهه 1930 توسط تولید کننده مواد شیمیایی آلمانی IG Farben در لودویگشافن ساخته شد . افزایش تقاضا و بهبود روشهای سنتز منجر به افزایش تولید سالانه آب اکسیژنه پاشا از 35000 تن در 1950 ، به بیش از 100،000 تن در 1960 ، به 300،000 تن تا 1970 رسیده است. در سال 1998 به 2.7 میلیون تن رسید.

مدت ها اعتقاد بر این بود که آب اکسیژنه پاشا خالص ناپایدار است ، زیرا تلاش های اولیه برای جداسازی آن از آب ، که در هنگام سنتز وجود دارد ، همه ناکام ماند. این بی ثباتی به دلیل ردیابی ناخالصی ها ( نمک های فلزی انتقالی ) بود که تجزیه آب اکسیژنه پاشا را کاتالیز می کند. آب اکسیژنه پاشا خالص برای اولین بار در سال 1894 – تقریباً 80 سال پس از کشف آن – توسط ریچارد ولفنشتاین ، که آن را با تقطیر در خلا تولید کرد ، بدست آمد.

ثابت شده است که تعیین ساختار مولکولی آب اکسیژنه پاشا بسیار دشوار است. در سال 1892 ، شیمی دان ایتالیایی جاکومو کارارا (1925-1864) جرم مولکولی آن را با فرورفتگی نقطه انجماد تعیین کرد ، که تایید کرد فرمول مولکولی آن H 2 O 2 است. به نظر می رسد حداقل نیمی از دو ساختار مولکولی فرضی با شواهد موجود سازگار باشد. در سال 1934 ، فیزیکدان ریاضی انگلیسی ، ویلیام پننی و فیزیکدان اسکاتلندی گوردون ساترلند ، یک ساختار مولکولی برای آب اکسیژنه پاشا ارائه دادند که بسیار شبیه به ساختار فعلی پذیرفته شده بود.

پیش از این، آب اکسیژنه پاشا صنعتی توسط آماده شد هیدرولیز از سولفات آمونیوم ، که خود را توسط دست آمد الکترولیز از یک راه حل از اکسید گوگرد آمونیوم ( NH
4HSO4) در اسید سولفوریک به دست آمده بود.

تولید 

امروز، آب اکسیژنه پاشا تقریبا به طور انحصاری توسط تولید فرآیند آنتراکینون ، که در سال 1936 به رسمیت شناخته شد و ثبت شده در سال 1939. آن را با کاهش یک آغاز می شود آنتراکینون (مانند 2-اتیل انتراکوینون یا مشتق 2-آمیل) به anthrahydroquinone مربوطه، به طور معمول توسط هیدروژناسیون در پالادیوم کاتالیزور . در حضور اکسیژن ، آنترا هیدرو کینون تحت اکسیداسیون قرار می گیرد : اتم های هیدروژن ناپایدار گروه های هیدروکسی به مولکول اکسیژن منتقل می شوند و به آن آب اکسیژنه پاشا می دهند و آنتراکینون را بازسازی می کنند. بیشتر فرآیندهای تجاری با حباب زدن به اکسیداسیون می رسندهوای فشرده شده از طریق محلول آنترا هیدروکینون ، با آب اکسیژنه پاشا و سپس از محلول استخراج شده و آنتراکینون برای چرخه های متوالی هیدروژناسیون و اکسیداسیون بازیافت می شود.

واکنش خالص برای فرآیند کاتالیز شده با آنتراكینون:

H2 + O 2 → H2O2

اقتصاد این فرآیند به شدت به بازیافت موثر حلالهای استخراج ، کاتالیزور هیدروژناسیون و کینون گران بستگی دارد.

منابع دیگر

مقادیر کمی ، اما قابل تشخیص ، آب اکسیژنه پاشا با چندین روش می تواند تشکیل شود. مقادیر کمی در اثر الکترولیز اسید رقیق در اطراف کاتد ایجاد می شود که در صورت حباب اکسیژن در اطراف آن ، هیدروژن تکامل می یابد. این ماده همچنین با قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا بنفش آب از یک لامپ جیوه ، یا یک قوس الکتریکی در حالی که آن را در یک ظرف شفاف UV (مانند کوارتز) محصور می کنید ، تولید می شود. پس از سوزاندن جریان گاز هیدروژن به سمت آن در آب یخ قابل تشخیص است و همچنین بر روی یخ شناور قابل تشخیص است. هوای مرطوب به سرعت خنک کننده که از طریق شکاف جرقه حدود 2000 درجه سانتیگراد منفجر می شود ، مقادیر قابل تشخیص است.

سالهاست که یک فرآیند تجاری مناسب برای تولید آب اکسیژنه پاشا مستقیماً از محیط مورد توجه بوده است. دستیابی به سنتز مستقیم و کارآمد دشوار است ، زیرا واکنش هیدروژن با اکسیژن از نظر ترمودینامیکی تولید آب را ترجیح می دهد. سیستم هایی برای سنتز مستقیم ایجاد شده است ، که بیشتر آنها از کاتالیزورهای فلزی ریز پراکنده مشابه سیستم هیدروژناسیون لایه های آلی استفاده می کنند. هیچ یک از اینها هنوز به جایی نرسیده اند که بتوان از آنها برای سنتز در مقیاس صنعتی استفاده کرد.

در دسترس بودن

آب اکسیژنه پاشا معمولاً به عنوان محلول در آب در دسترس است. برای مصرف کنندگان ، این دارو معمولاً با 3 و 6 درصد وزنی از داروخانه ها در دسترس استغلظت غلظت ها گاهی اوقات بر حسب حجم گاز اکسیژن تولید شده توصیف می شوند. یک میلی لیتر از محلول 20 حجمی در صورت تجزیه کامل ، بیست میلی لیتر گاز اکسیژن تولید می کند. برای استفاده آزمایشگاهی ، محلول های 30 درصد وزنی رایج ترین هستند. گریدهای تجاری از 70 to تا 98 نیز موجود است ، اما به دلیل پتانسیل محلول های بیش از 68 per آب اکسیژنه پاشا برای تبدیل کامل به بخار و اکسیژن (با افزایش دمای بخار با افزایش غلظت بیش از 68)) این گریدها به طور بالقوه خطرناک تر هستند و در مناطق ذخیره سازی اختصاصی نیاز به مراقبت ویژه دارند. خریداران باید معمولاً اجازه بازرسی توسط تولیدکنندگان تجاری را بدهند.

آب اکسیژنه پاشا

در سال 1994 ، تولید جهانی حدود 1.9 میلیون تن بود و در سال 2006 به 2.2 میلیون رشد یافت، بیشتر آن با غلظت 70٪ یا کمتر بود. در آن سال ، فله 30٪ H فروخته شده برای اطراف 0.54 USD / کیلوگرم ، معادل ایالات متحده $ 1.50 / کیلوگرم (US $ 0.68 / پوند ) در “بر اساس 100٪”

آب اکسیژنه پاشا در آبهای سطحی ، آبهای زیرزمینی و جو وجود دارد . در اثر روشنایی یا عمل کاتالیزوری طبیعی توسط مواد موجود در آب تشکیل می شود. آب دریا حاوی 0.5 تا 14 میکروگرم در لیتر آب اکسیژنه پاشا ، آب شیرین 1 تا 30 میکروگرم در لیتر و هوا 0.1 تا 1 قسمت در میلیارد است.

واکنشها

تجزیه

، می تواند باعث شود که تجزیه با ایجاد رادیکال های آزاد مانند رادیکال هیدروکسیل (HO ·) و هیدروپراکسیل (HOO ·) مسیر دیگری را طی کند . کاتالیزورهای غیرفلزی شامل یدید پتاسیم است که به ویژه سریع واکنش نشان می دهد و اساس نمایش خمیردندان فیل را تشکیل می دهد. آب اکسیژنه پاشا همچنین می تواند توسط آنزیم کاتالاز از نظر بیولوژیکی تجزیه شود . تجزیه آب اکسیژنه پاشا اکسیژن و گرما را آزاد می کند. این می تواند خطرناک باشد ، زیرا ریختن پراکسید هیدروژن با غلظت بالا بر روی یک ماده قابل اشتعال می تواند باعث آتش سوزی فوری شود.

آب اکسیژنه پاشا از نظر ترمودینامیکی ناپایدار است و با یک Δ H o 2884.5  kJ / kg [32] و Δ S 70.5 J / (مول · K) تجزیه می شود و آب و اکسیژن تشکیل می دهد :

سرعت تجزیه با افزایش دما ، غلظت و pH افزایش می یابد ، محلول های اسیدی خنک ، رقیق و بهترین ثبات را نشان می دهند. تجزیه است ترکیبات مختلف، از جمله بسیاری کاتالیزور فلز انتقالی و ترکیبات آنها (به عنوان مثال منگنز دی اکسید (MNO 2 )، نقره ، و پلاتین ). یونهای فلزی خاصی مانند Fe2+یا Ti3

واکنشهای Redox

خواص اکسایش هیدروژن ردوکس به pH بستگی دارد.

در محلولهای اسیدییک اکسید کننده قدرتمند ، قوی تر از کلر ، دی اکسید کلر و پرمنگنات پتاسیم است . هنگامی که برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاه استفاده می شود، از محلول آب اکسیژنه پاشا و اسید سولفوریک به عنوان محلول پیرانا یاد می شود .2منبعی از رادیکال های هیدروکسیل (· OH) است که بسیار واکنش پذیر هستند. در واکنشهای نوسانی بریگز-راوشر و بری-لیبهافسکی استفاده می شود.

عملکرد بیولوژی

با تخریب مونوفسفات گوانوزین ، گزانتین به عنوان یک محصول میانی حاصل می شود که سپس با تشکیل آب اکسیژنه پاشا به همان روش به اسید اوریک تبدیل می شود.

تخم های خارپشت دریایی ، اندکی پس از لقاح توسط اسپرم، آب اکسیژنه پاشا تولید می کنند. سپس به سرعت از رادیکال های OH جدا می شود . رادیکال ها به عنوان آغازگر پلیمریزاسیون رادیکال عمل می کنند ، که تخم مرغ ها را با یک لایه محافظ از پلیمر احاطه می کند.

سوسک بمب افکن دارای یک دستگاه که اجازه می دهد آن را به ساقه حباب خورنده و بدبو در دشمنان آن است. سوسک هیدروکینون و آب اکسیژنه پاشا را در دو مخزن جداگانه در انتهای شکم خود تولید و ذخیره می کند . در صورت تهدید ، سوسک ماهیچه هایی منقبض می شود که دو واکنش دهنده را از طریق لوله های دریچه ای وارد محفظه مخلوط کردن حاوی آب و مخلوطی از آنزیم های کاتالیزور می کند. پس از ترکیب، رجنتس تحت خشونت گرمازا واکنش شیمیایی ، بالا بردن درجه حرارت به نزدیکی نقطه جوش از آب . مایع در حال جوش و بوی بد تا حدی به گاز تبدیل می شود ( تبخیر فلاش) و از طریق دریچه خروجی با صدای بلند بلند خارج می شود.

آب اکسیژنه پاشا است مولکول سیگنال از دفاع گیاه در برابر عوامل بیماری زا .

آب اکسیژنه پاشا به عنوان یک مولکول سیگنالینگ در تنظیم طیف گسترده ای از فرآیندهای بیولوژیکی نقش دارد. این ترکیب یک عامل اصلی است که در تئوری رادیکال های آزاد پیر شدن نقش دارد ، بر اساس اینکه چگونه آب اکسیژنه پاشا به راحتی می تواند به یک رادیکال هیدروکسیل تجزیه شود و چگونه محصولات جانبی رادیکال سوپراکسید متابولیسم سلولی می توانند با آب محیط واکنش داده و آب اکسیژنه پاشا تشکیل دهند.

این رادیکال های هیدروکسیل به نوبه خود با اجزای حیاتی سلولی ، به ویژه اجزای میتوکندری ، به راحتی واکنش نشان داده و آسیب می رسانند . حداقل یک مطالعه همچنین سعی کرده است تولید آب اکسیژنه پاشا  را با سرطان مرتبط کند. این مطالعات غالباً در ادعاهای مربوط به برخورد متقلبانه نقل شده است. مقدار آب اکسیژنه پاشا در سیستم های بیولوژیکی را می توان با استفاده از روش فلورومتری سنجید

استفاده شده در

سفید کننده 

حدود 60٪ از تولید آب اکسیژنه پاشا در جهان برای سفید سازی کاغذ استفاده می شود . دومین کاربرد عمده صنعتی تولید پرکربنات سدیم و سولفات سدیم است که به عنوان سفید کننده های ملایم در مواد شوینده لباس استفاده می شود . سدیم پرکربنات ، که یک ترکیب اضافی از کربنات سدیم و آب اکسیژنه پاشا است ، ماده موثره در محصولات شستشو مانند شوینده لباسشویی OxiClean و Tide است . وقتی در آب حل شود ، آب اکسیژنه پاشا و کربنات سدیم آزاد می کند ، این عوامل سفیدکننده به خودی خود فقط در دمای شستشو 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) یا بالاتر م areثر هستند ، بنابراین اغلب همراه با فعال کننده های سفید کننده ، که تمیز کردن در دمای پایین را تسهیل می کنند ، استفاده می شود .

تولید ترکیبات آلی

این ماده در تولید پراکسیدهای آلی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که دی اکسید دی بنزوئیل نمونه ای با حجم بالا است. در پلیمریزاسیون ، به عنوان ماده سفید کننده آرد و به عنوان درمان آکنه استفاده می شود. اسیدهای پراکسی مانند اسید پراستیک و اسید متا کلروپراکسی بنزوئیک نیز با استفاده از آب اکسیژنه پاشا تولید می شوند. از آب اکسیژنه پاشا برای ایجاد مواد منفجره مبتنی بر پراکسید آلی ، مانند پراکسید استون استفاده شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *