H2O2 - что это за вещество? Действие Н2О2 на организм человека Где применяется Н2О2 сейчас
Что такое Н2О2
Это бесцветная жидкость, хорошо растворяемая в воде, спирте и эфирах.
В окружающей среде это соединение крайне неустойчиво. Под воздействием солнечного света и некоторых других факторов оно моментально распадается на жизненно необходимые нам жидкость и газ. Поэтому хранят в темных непрозрачных емкостях с плотной крышкой.
Н2О2 - сильный окислитель. Именно это свойство вещества и обуславливает его применение в медицинских и косметологических целях. Однако стоит помнить, что действие Н2О2 напрямую зависит от концентрации этого вещества в растворе.
Наиболее часто в аптеке можно найти трехпроцентный раствор Н2О2, который считается безопасным для применения в домашних условиях. Продукт с более высокой концентрацией действующего вещества может вызывать ожоги кожи, поэтому использовать его самостоятельно не рекомендуется.
Применение Н2О2 в медицинских целях
За счет высокой способности к окислению Н2О2 обладает выраженным антисептическим, дезинфицирующим и дезодорирующим действием. Поэтому ее используют для обработки ран, ссадин, порезов и других повреждений кожи и слизистых оболочек.
Если вы хотя бы раз использовали Н2О2, то знаете, что при контакте с поврежденной кожей она сильно пенится, благодаря чему из раны вымываются омертвевшие клетки эпидермиса, песок и другие загрязнения.
Кроме того, Н2О2 уничтожает многие болезнетворные микроорганизмы. Благодаря этому обработанная раствором рана не воспаляется и быстрее заживает.
Раствор трехпроцентной перикиси используют для полоскания горла при ангине, им также промывают ротовую полость при стоматитах и прочих воспалениях.
В косметологии средство прекрасно зарекомендовало себя в борьбе с угревой сыпью и различными инфекционными поражениями кожи. Помимо этого, окислительные свойства перекиси водорода позволяют отбелить кожу, осветлить веснушки, следы от прыщей и пигментные пятна.
Мифы о целебных свойствах Н2О2
В последнее время в прессе и Интернете можно найти информацию о том, что Н2О2 нужно принимать внутрь или вводить внутривенно. Авторы этих методик утверждают, что таким образом можно избавиться от многих недугов. Некоторые из них считают, что Н2О2 поможет в борьбе с онкологическими заболеваниями, метаболическими нарушениями, болезнями сердца и сосудов
Однако эти теории не имеют никаких научных оснований и не подтверждаются достоверными исследованиями, поэтому полагаться на них не стоит.
Прием Н2О2 внутрь или внутривенное введение этого вещества опасны для здоровья, так как сильный окислитель может вызвать не только ожоги, но и необратимые изменения в клетках организма.
Запомните: целебное действие Н2О2 доказано только при наружном применении этого средства. Все остальные методики опасны для вашего здоровья - не идите на этот необоснованный риск.
(старое название перекись водорода), соединение водорода и кислорода Н 2 О 2 , содержащее рекордное количество кислорода 94% по массе. В молекулах Н 2 О 2 содержатся пероксидные группы ОО (см . ПЕРОКСИДЫ ), которые во многом определяют свойства этого соединения. Впервые пероксид водорода получил в 1818 французский химик Луи Жак Тенар (1777 1857), действуя сильно охлажденной соляной кислотой на пероксид бария: BaO 2 + 2HCl ® BaCl 2 + H 2 O 2 . Пероксид бария, в свою очередь, получали сжиганием металлического бария. Для выделения из раствора Н 2 О 2 Тенар удалил из него образовавшийся хлорид бария: BaCl 2 + Ag 2 SO 4 ® 2AgCl + BaSO 4 . Чтобы не использовать дорогую соль серебра в последующем для получения Н 2 О 2 использовали серную кислоту: BaO 2 + H 2 SO 4 ® BaSO 4 + H 2 O 2 , поскольку при этом сульфат бария остается в осадке. Иногда применяли другой способ: пропускали углекислый газ во взвесь ВаО 2 в воде: BaO 2 + H 2 O + CO 2 ® BaCO 3 + H 2 O 2 , поскольку карбонат бария также нерастворим. Этот способ предложил французский химик Антуан Жером Балар (18021876), прославившийся открытием нового химического элемента брома (1826). Применяли и более экзотические методы, например, действие электрического разряда на смесь 97% кислорода и 3% водорода при температуре жидкого воздуха (около 190° С), так был получен 87%-ный раствор Н 2 О 2 . Концентрировали Н 2 О 2 путем осторожного упаривания очень чистых растворов на водяной бане при температуре не выше 7075° С; так можно получить примерно 50%-ный раствор. Сильнее нагревать нельзя происходит разложение Н 2 О 2 , поэтому отгонку воды проводили при пониженном давлении, используя сильное различие в давлении паров (и, следовательно, в температуре кипения) Н 2 О и Н 2 О 2 . Так, при давлении 15 мм рт.ст. сначала отгоняется в основном вода, а при 28 мм рт.ст. и температуре 69,7° С, отгоняется чистый пероксид водорода. Другой способ концентрирования вымораживание, так как при замерзании слабых растворов лед почти не содержит Н 2 О 2 . Окончательно можно обезводить поглощением паров воды серной кислотой на холоде под стеклянным колоколом.Многие исследователи 19 в., получавшие чистый пероксид водорода, отмечали опасность этого соединения. Так, когда пытались отделить Н
2 О 2 от воды путем экстракции из разбавленных растворов диэтиловым эфиром с последующей отгонкой летучего эфира, полученное вещество иногда без видимых причин взрывалось. В одном из таких опытов немецкий химик Ю.В.Брюль получил безводный Н 2 О 2 , который обладал запахом озона и взорвался от прикосновения неоплавленной стеклянной палочки. Несмотря на малые количества Н 2 О 2 (всего 12 мл) взрыв был такой силы, что пробил круглую дыру в доске стола, разрушил содержимое его ящика, а также стоящие на столе и поблизости склянки и приборы. Физические свойства. Чистый пероксид водорода очень сильно отличается от знакомого всем 3%-ного раствора Н 2 О 2 , который стоит в домашней аптечке. Прежде всего, он почти в полтора раза тяжелее воды (плотность при 20° С равна 1,45 г/см 3 ). Замерзает Н 2 О 2 при температурой немного меньшей, чем температура замерзания воды при минус 0,41° С, но если быстро охладить чистую жидкость, она обычно не замерзает, а переохлаждается, превращаясь в прозрачную стеклообразную массу. Растворы Н 2 О 2 замерзают при значительно более низкой температуре: 30%-ный раствор при минус 30° С, а 60%-ный при минус 53° С. Кипит Н 2 О 2 при температуре более высокой, чем обычная вода, при 150,2° С. Смачивает стекло Н 2 О 2 хуже, чем вода, и это приводит к интересному явлению при медленной перегонке водных растворов: пока из раствора отгоняется вода, она, как обычно, поступает из холодильника в приемник в виде капель; когда же начинает перегоняться Н 2 О 2 , жидкость выходит из холодильника в виде непрерывной тоненькой струйки. На коже чистый пероксид водорода и его концентрированные растворы оставляют белые пятна и вызывают ощущение жгучей боли из-за сильного химического ожога.В статье, посвященной получению пероксида водорода, Тенар не очень удачно сравнил это вещество с сиропом, возможно, он имел в виду, что чистый Н
2 О 2 , как и сахарный сироп, сильно преломляет свет. Действительно, коэффициент преломления безводного Н 2 О 2 (1,41) намного больше, чем у воды (1,33). Однако то ли в результате неверного толкования, то ли из-за плохого перевода с французского, практически во всех учебниках до сих пор пишут, что чистый пероксид водорода «густая сиропообразная жидкость», и даже объясняют это теоретически образованием водородных связей. Но ведь вода тоже образует водородные связи. На самом деле вязкость у Н 2 О 2 такая же, как и у чуть охлажденной (примерно до 13° С) воды, но нельзя сказать, что прохладная вода густая, как сироп. Реакция разложения. Чистый пероксид водорода вещество очень опасное, так как при некоторых условиях возможно его взрывное разложение: Н 2 О 2 ® Н 2 О + 1/2 О 2 с выделением 98 кДж на моль Н 2 О 2 (34 г). Это очень большая энергия: она больше, чем та, которая выделяется при образовании 1 моля HCl при взрыве смеси водорода и хлора; ее достаточно, чтобы полностью испарить в 2,5 раза больше воды, чем образуется в этой реакции. Опасны и концентрированные водные растворы Н 2 О 2 , в их присутствии легко самовоспламеняются многие органические соединения, а при ударе такие смеси могут взрываться. Для хранения концентрированных растворов используют сосуды из особо чистого алюминия или парафинированные стеклянные сосуды.Чаще приходится встречаться с менее концентрированным 30%-ным раствором Н
2 О 2 , который называется пергидролем, но и такой раствор опасен: вызывает ожоги на коже (при его действии кожа сразу же белеет из-за обесцвечивания красящих веществ), при попадании примесей возможно взрывное вскипание. Разложение Н 2 О 2 и его растворов, в том числе и взрывное, вызывают многие вещества, например, ионы тяжелых металлов, которые при этом играют роль катализатора, и даже пылинки. 2 О 2 объясняются сильной экзотермичностью реакции, цепным характером процесса и значительным снижением энергии активации разложения Н 2 О 2 в присутствии различных веществ, о чем можно судить по следующим данным: Фермент каталаза содержится в крови; именно благодаря ей «вскипает» от выделения кислорода аптечная «перекись водорода», когда ее используют для дезинфекции порезанного пальца. Реакцию разложения концентрированного раствора Н 2 О 2 под действием каталазы использует не только человек; именно эта реакция помогает жуку-бомбардиру бороться с врагами, выпуская в них горячую струю (см . ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА ). Другой фермент пероксидаза действует иначе: он не разлагает Н 2 О 2 , но в его присутствии происходит окисление других веществ пероксидом водорода.Ферменты, влияющие на реакции пероксида водорода, играют большую роль в жизнедеятельности клетки. Энергию организму поставляют реакции окисления с участием поступающего из легких кислорода. В этих реакциях промежуточно образуется Н
2 О 2 , который вреден для клетки, так как вызывает необратимое повреждение различных биомолекул. Каталаза и пероксидаза совместно превращают Н 2 О 2 в воду и кислород.Реакция разложения Н
2 О 2 часто протекает по радикально-цепному механизму (см . ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ ), при этом роль катализатора заключается в инициировании свободных радикалов. Так, в смеси водных растворов Н 2 О 2 и Fe 2+ (так называемый реактив Фентона) идет реакция переноса электрона с иона Fe 2+ на молекулу H 2 O 2 с образованием иона Fe 3+ и очень неустойчивого анион-радикала . , который сразу же распадается на анион ОН и свободный гидроксильный радикал ОН . ( см . СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ ). Радикал ОН . очень активен. Если в системе есть органические соединения, то возможны их разнообразные реакции с гидроксильными радикалами. Так, ароматические соединения и оксикислоты окисляются (бензол, например, превращается в фенол), непредельные соединения могут присоединить гидроксильные группы по двойной связи: СН 2 =СНСН 2 ОН + 2ОН . ® НОСН 2 СН(ОН)СН 2 ОН, а могут вступить в реакцию полимеризации. В отсутствие же подходящих реагентов ОН . реагирует с Н 2 О 2 с образованием менее активного радикала НО 2 . , который способен восстанавливать ионы Fe 2+ , что замыкает каталитический цикл: H 2 O 2 + Fe 2+ ® Fe 3+ + OH . + OH ОН . + Н 2 О 2 ® H 2 O + HO 2 .HO 2 . + Fe 3+
® Fe 2+ + O 2 + H + ® H 2 O. При определенных условиях возможно цепное разложение Н 2 О 2 , упрощенный механизм которого можно представить схемой . + Н 2 О 2 ® H 2 O + HO 2 . 2 . + H 2 O 2 ® H 2 O + O 2 + OH . и т.д.Реакции разложения Н
2 О 2 идут в присутствии различных металлов переменной валентности. Связанные в комплексные соединения, они часто значительно усиливают свою активность. Например, ионы меди менее активны, чем ионы железа, но связанные в аммиачные комплексы 2+ , они вызывают быстрое разложение Н 2 О 2 . Аналогичное действие оказывают ионы Mn 2+ связанные в комплексы с некоторыми органическими соединениями. В присутствии этих ионов удалось измерить длину цепи реакции. Для этого сначала измерили скорость реакции по скорости выделения из раствора кислорода. Затем в раствор ввели в очень малой концентрации (около 10 5 моль/л) ингибитор вещество, эффективно реагирующее со свободными радикалами и обрывающее таким образом цепь. Выделение кислорода сразу же прекратилось, но примерно через 10 минут, когда весь ингибитор израсходовался, снова возобновилось с прежней скоростью. Зная скорость реакции и скорость обрыва цепей, нетрудно рассчитать длину цепи, которая оказалась равной 10 3 звеньев. Большая длина цепи обусловливает высокую эффективность разложения Н 2 О 2 в присутствии наиболее эффективных катализаторов, которые с высокой скоростью генерируют свободные радикалы. При указанной длине цепи скорость разложения Н 2 О 2 фактически увеличивается в тысячу раз.Иногда заметное разложение Н
2 О 2 вызывают даже следы примесей, которые почти не обнаруживаются аналитически. Так, одним из самых эффективных катализаторов оказался золь металлического осмия: сильное каталитическое действие его наблюдалось даже при разведении 1:10 9 , т.е. 1 г Os на 1000 т воды. Активными катализаторами являются коллоидные растворы палладия, платины, иридия, золота, серебра, а также твердые оксиды некоторых металлов MnO 2 , Co 2 O 3 , PbO 2 и др., которые сами при этом не изменяются. Разложение может идти очень бурно. Так, если маленькую щепотку MnO 2 бросить в пробирку с 30%-ным раствором Н 2 О 2 , из пробирки вырывается столб пара с брызгами жидкости. С более концентрированными растворами происходит взрыв. Более спокойно протекает разложение на поверхности платины. При этом на скорость реакции сильное влияние оказывает состояние поверхности. Немецкий химик Вальтер Шпринг провел в конце 19 в. такой опыт. В тщательно очищенной и отполированной платиновой чашке реакция разложения 38%-ного раствора Н 2 О 2 не шла даже при нагревании до 60° С. Если же сделать иглой на дне чашки еле заметную царапину, то уже холодный (при 12° С) раствор начинает выделять на месте царапины пузырьки кислорода, а при нагревании разложение вдоль этого места заметно усиливается. Если же в такой раствор ввести губчатую платину, обладающую очень большой поверхностью, то возможно взрывное разложение.Быстрое разложение Н
2 О 2 можно использовать для эффектного лекционного опыта, если до внесения катализатора добавить к раствору поверхностно-активное вещество (мыло, шампунь). Выделяющийся кислород создает обильную белую пену, которую назвали «зубной пастой для слона».Некоторые катализаторы инициируют нецепное разложение Н
2 О 2 , например: H 2 O 2 + 2I + 2H + ® 2H 2 O + I 2 ® 2I + 2H + + O 2 . Нецепная реакция идет и в случае окисления ионов Fe 2+ в кислых растворах: 2FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 ® Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O. Поскольку в водных растворах почти всегда есть следы различных катализаторов (катализировать разложение могут и ионы металлов, содержащихся в стекле), к растворам Н 2 О 2 , даже разбавленным, при их длительном хранении добавляют ингибиторы и стабилизаторы, связывающие ионы металлов. При этом растворы слегка подкисляют, так как при действии чистой воды на стекло получается слабощелочной раствор, что способствует разложению Н 2 О 2 . Все эти особенности разложения Н 2 О 2 позволяют разрешить противоречие. Для получения чистого Н 2 О 2 необходимо проводить перегонку при пониженном давлении, поскольку вещество разлагается при нагревании выше 70° С и даже, хотя очень медленно, при комнатной температуре (как сказано в Химической энциклопедии, со скоростью 0,5% в год). В таком случае, как же получена фигурирующая в той же энциклопедии температура кипения при атмосферном давлении, равная 150,2° С? Обычно в таких случаях используют физико-химическую закономерность: логарифм давления пара жидкости линейно зависит от обратной температуры (по шкале Кельвина), поэтому если точно измерить давление пара Н 2 О 2 при нескольких (невысоких) температурах, то легко можно рассчитать, при какой температуре это давление достигнет 760 мм рт.ст. А это и есть температура кипения при обычных условиях.Теоретически радикалы ОН
. могут образоваться и в отсутствие инициаторов, в результате разрыва более слабой связи ОО, но для этого нужна довольно высокая температура. Несмотря на относительно небольшую энергию разрыва этой связи в молекуле Н 2 О 2 (она равна 214 кДж/моль, что в 2,3 раза меньше, чем для связи НОН в молекуле воды), связь ОО все же достаточно прочная, чтобы пероксид водорода был абсолютно устойчив при комнатной температуре. И даже при температуре кипения (150° С) он должен разлагаться очень медленно. Расчет показывает, что при этой температуре разложение на 0,5% должно происходить тоже достаточно медленно, даже если длина цепи равна 1000 звеньев. Несоответствие расчетов и опытных данных объясняется каталитическим разложением, вызванным и мельчайшими примесями в жидкости и стенками реакционного сосуда. Поэтому измеренная многими авторами энергия активации разложения Н 2 О 2 всегда значительно меньше, чем 214 кДж/моль даже «в отсутствие катализатора». На самом деле катализатор разложения всегда есть и в виде ничтожных примесей в растворе, и в виде стенок сосуда, именно поэтому нагревание безводного Н 2 О 2 до кипения при атмосферном давлении неоднократно вызывало взрывы.В некоторых условиях разложение Н
2 О 2 происходит очень необычно, например, если нагреть подкисленный серной кислотой раствор Н 2 О 2 в присутствии иодата калия KIO 3 , то при определенных концентрациях реагентов наблюдается колебательная реакция, при этом выделение кислорода периодически прекращается, а потом возобновляется с периодом от 40 до 800 секунд. Химические свойства Н 2 О 2 . Пероксид водорода кислота, но очень слабая. Константа диссоциации H 2 O 2 H + + HO 2 при 25° С равна 2,4·10 12 , что на 5 порядков меньше, чем для H 2 S. Средние соли Н 2 О 2 щелочных и щелочноземельных металлов обычно называют пероксидами (см . ПЕРОКСИДЫ ). При растворении в воде они почти полностью гидролизуются: Na 2 O 2 + 2H 2 O ® 2NaOH + H 2 O 2 . Гидролизу способствует подкисление растворов. Как кислота Н 2 О 2 образует и кислые соли, например, Ва(НО 2) 2 , NaHO 2 и др. Кислые соли менее подвержены гидролизу, но легко разлагаются при нагревании с выделением кислорода: 2NaHO 2 ® 2NaOH + O 2 . Выделяющаяся щелочь, как и в случае Н 2 О 2 , способствует разложению.Растворы Н
2 О 2 , особенно концентрированные, обладают сильным окислительным действием. Так, при действии 65%-ного раствора Н 2 О 2 на бумагу, опилки и другие горючие вещества они воспламеняются. Менее концентрированные растворы обесцвечивают многие органические соединения, например, индиго. Необычно идет окисление формальдегида: Н 2 О 2 восстанавливается не до воды (как обычно), а до свободного водорода: 2НСНО + Н 2 О 2 ® 2НСООН + Н 2 . Если взять 30%-ный раствор Н 2 О 2 и 40%-ный раствор НСНО, то после небольшого подогрева начинается бурная реакция, жидкость вскипает и пенится. Окислительное действие разбавленных растворов Н 2 О 2 больше всего проявляется в кислой среде, например, H 2 O 2 + H 2 C 2 O 4 ® 2H 2 O + 2CO 2 , но возможно окисление и в щелочной среде: Na + H 2 O 2 + NaOH ® Na 2 ; 2K 3 + 3H 2 O 2 ® 2KCrO 4 + 2KOH + 8H 2 O. Окисление черного сульфида свинца до белого сульфата PbS + 4H 2 O 2 ® PbSO 4 + 4H 2 O можно использовать для восстановления потемневших свинцовых белил на старых картинах. Под действием света идет окисление и соляной кислоты: H 2 O 2 + 2HCl ® 2H 2 O + Cl 2 . Добавление Н 2 О 2 к кислотам сильно увеличивает их действие на металлы. Так, в смеси H 2 O 2 и разбавленной H 2 SO 4 растворяются медь, серебро и ртуть; иод в кислой среде окисляется до иодной кислоты HIO 3 , сернистый газ до серной кислоты и т.д.Необычно происходит окисление калий-натриевой соли винной кислоты (сегнетовой соли) в присутствии хлорида кобальта в качестве катализатора. В ходе реакции KOOC(CHOH)
2 COONa + 5H 2 O 2 ® KHCO 3 + NaHCO 3 + 6H 2 O + 2CO 2 розовый CoCl 2 изменяет цвет на зеленый из-за образования комплексного соединения с тартратом анионом винной кислоты. По мере протекания реакции и окисления тартрата комплекс разрушается и катализатор снова розовеет. Если вместо хлорида кобальта использовать в качестве катализатора медный купорос, то промежуточное соединение, в зависимости от соотношения исходных реагентов, будет окрашено в оранжевый или зеленый цвет. После окончания реакции восстанавливается синий цвет медного купороса.Совершенно иначе реагирует пероксид водорода в присутствии сильных окислителей, а также веществ, легко отдающих кислород. В таких случаях Н
2 О 2 может выступать и как восстановитель с одновременным выделением кислорода (так называемый восстановительный распад Н 2 О 2 ), например: 2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 ® K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O;Ag 2 O + H 2 O 2
® 2Ag + H 2 O + O 2 ; О 3 + Н 2 О 2 ® H 2 O + 2O 2 ; ® NaCl + H 2 O + O 2 . Последняя реакция интересна тем, что в ней образуются возбужденные молекулы кислорода, которые испускают оранжевую флуоресценцию (см . ХЛОР АКТИВНЫЙ ). Аналогично из растворов солей золота выделяется металлическое золото, из оксида ртути получается металлическая ртуть и т.д. Такое необычное свойство Н 2 О 2 позволяет, например, провести окисление гексацианоферрата(II) калия, а затем, изменив условия, восстановить продукт реакции в исходное соединение с помощью того же реактива. Первая реакция идет в кислой среде, вторая в щелочной: 2K 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 ® 2K 3 + K 2 SO 4 + 2H 2 O;2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH
® 2K 4 + 2H 2 O + O 2 . («Двойственный характер» Н 2 О 2 позволил одному преподавателю химии сравнить пероксид водорода с героем повести известного английского писателя Стивенсона Странная история доктора Джекила и мистера Хайда , под влиянием придуманного им состава он мог резко изменять свой характер, превращаясь из добропорядочного джентльмена в кровожадного маньяка.) Получение Н 2 О 2 . Молекулы Н 2 О 2 всегда получаются в небольших количествах при горении и окислении различных соединений. При горении Н 2 О 2 образуется либо при отрыве атомов водорода от исходных соединений промежуточными гидропероксидными радикалами, например: HO 2 . + CH 4 ® H 2 O 2 + CH 3 . , либо в результате рекомбинации активных свободных радикалов: 2ОН . ® Н 2 О 2 , Н . + НО 2 . ® Н 2 О 2 . Например, если кислородно-водородное пламя направить на кусок льда, то растаявшая вода будет содержать в заметных количествах Н 2 О 2 , образовавшийся в результате рекомбинации свободных радикалов (в пламени молекулы Н 2 О 2 немедленно распадаются). Аналогичный результат получается и при горении других газов. Образование Н 2 О 2 может происходить и при невысокой температуре в результате различных окислительно-восстановительных процессов.В промышленности пероксид водорода уже давно не получают способом Тенара из пероксида бария, а используют более современные методы. Один из них электролиз растворов серной кислоты. При этом на аноде сульфат-ионы окисляются до надсульфат-ионов: 2SO
4 2 2e ® S 2 O 8 2 . Надсерная кислота затем гидролизуется: H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O ® H 2 O 2 + 2H 2 SO 4 . На катоде, как обычно, идет выделение водорода, так что суммарная реакция описывается уравнением 2H 2 O ® H 2 O 2 + H 2 . Но основной современный способ (свыше 80% мирового производства) окисление некоторых органических соединений, например, этилантрагидрохинона, кислородом воздуха в органическом растворителе, при этом из антрагидрохинона образуются Н 2 О 2 и соответствующий антрахинон, который потом снова восстанавливают водородом на катализаторе в антрагидрохинон. Пероксид водорода извлекают из смеси водой и концентрируют перегонкой. Аналогичная реакция протекает и при использовании изопропилового спирта (она идет с промежуточным образованием гидропероксида): (СН 3) 2 СНОН + О 2 ® (СН 3) 2 С(ООН)ОН ® (СН 3) 2 СО + Н 2 О 2 . При необходимости образовавшийся ацетон также можно восстановить до изопропилового спирта. Применение Н 2 О 2 . Пероксид водорода находит широкое применение, а его мировое производство исчисляется сотнями тысяч тонн в год. Его используют для получения неорганических пероксидов, как окислитель ракетных топлив, в органических синтезах, для отбеливания масел, жиров, тканей, бумаги, для очистки полупроводниковых материалов, для извлечения из руд ценных металлов (например, урана путем перевода его нерастворимой формы в растворимую), для обезвреживания сточных вод. В медицине растворы Н 2 О 2 применяют для полоскания и смазывания при воспалительных заболеваниях слизистых оболочек (стоматиты, ангина), для лечения гнойных ран. В пеналах для хранения контактных линз в крышку иногда помещают очень небольшое количество платинового катализатора. Линзы для их дезинфекции заливают в пенале 3%-ным раствором Н 2 О 2 , но так как этот раствор вреден для глаз, пенал через некоторое время переворачивают. При этом катализатор в крышке быстро разлагает Н 2 О 2 на чистую воду и кислород.Когда-то модно было обесцвечивать волосы «перекисью», сейчас для окраски волос существуют более безопасные составы.
В присутствии некоторых солей пероксид водорода образует как бы твердый «концентрат», который удобнее перевозить и использовать. Так, если к сильно охлажденному насыщенному раствору борнокислого натрия (буры ) добавить Н
2 О 2 в присутствии, постепенно образуются большие прозрачные кристаллы пероксобората натрия Na 2 [(BO 2) 2 (OH) 4 ]. Это вещество широко используется для отбеливания тканей и как компонент моющих средств. Молекулы Н 2 О 2 , как и молекулы воды, способны внедряться в кристаллическую структуру солей, образуя подобие кристаллогидратов пероксогидраты, например, К 2 СО 3 ·3Н 2 О 2 , Na 2 CO 3 ·1,5H 2 O; последнее соединение широко известное под названием «персоль».Так называемый «гидроперит» CO(NH
2) 2 ·H 2 O 2 представляет собой клатрат соединение включения молекул Н 2 О 2 в пустоты кристаллической решетки мочевины.В аналитической химии с помощью пероксида водорода можно определять некоторые металлы. Например, если к раствору соли титана(IV) сульфата титанила добавить пероксид водорода, раствор приобретает ярко-оранжевый цвет вследствие образования надтитановой кислоты:
TiOSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 ® H 2 + H 2 O. Бесцветный молибдат-ион MoO 4 2 окисляется Н 2 О 2 в интенсивно окрашенный в оранжевый цвет пероксидный анион. Подкисленный раствор дихромата калия в присутствии Н 2 О 2 образует надхромовую кислоту: K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O 2 ® H 2 Cr 2 O 12 + K 2 SO 4 + 5H 2 O, которая довольно быстро разлагается: H 2 Cr 2 O 12 + 3H 2 SO 4 ® Cr 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O + 4O 2 . Если сложить эти два уравнения, получится реакция восстановления пероксидом водорода дихромата калия: K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 5H 2 O 2 ® Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 9H 2 O + 4O 2 . Надхромовую кислоту можно извлечь из водного раствора эфиром (в растворе эфира она значительно более устойчива, чем в воде). Эфирный слой при этом окрашивается в интенсивный синий цвет.Илья Леенсон
ЛИТЕРАТУРА Долгоплоск Б.А., Тинякова Е.И. Генерирование свободных радикалов и их реакции . М., Химия, 1982Химия и технология перекиси водорода . Л., Химия, 1984
Помимо воды, кислород с водородом образует еще одно соединение - пероксид водорода Н 2 О 2 . Молекула этого вещества содержит пероксогруппу - О - О -, степени окисления элементов: Н 2 +1 О 2 -1 валентность кислорода равна 2.
Физические свойства. Пероксид (перекись) водорода представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость плотностью 1,45 г/см 3 , затвердевающую при -0,48ºС и с довольно высокой температурой кипения 150,2ºС.
Это очень непрочное вещество, способное разлагаться со взрывом на воду и кислород. При этом выделяется большое количество теплоты:
2Н 2 О 2 (ж) = 2H 2 O (ж) + О 2 + 197,5 кДж (ΔH = – 197,5кДж)
Водные растворы пероксида водорода более устойчивы; в прохладном месте они могут сохраняться довольно долго. Разложение пероксида водорода ускоряется катализаторами. Если, например, в раствор пероксида водорода добавить немного диоксида марганца МnО 2 происходит бурная реакция и выделяется кислород. К катализаторам, способствующим разложению пероксида водорода, принадлежат медь, железо, марганец, а также ионы этих металлов. Уже следы этих металлов могут вызвать распад Н 2 О 2 .
Пероксид водорода - хороший ионизирующий растворитель. С водой смешивается в любых отношениях благодаря возникновению новых водородных связей. Из растворов выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата Н 2 О 2 ·2Н 2 О (т. пл. –52,0 ºС). В лаборатории обычно используются 3%-ные и 30%-ные растворы Н 2 О 2 (последний называют пергидролем).
Молекулы Н 2 О 2 обладают значительной полярностью (µ = 2,13 D), что является следствием их пространственной структуры. Длины связей: О – Н 0,097нм и О – О 0,149нм. Угол между плоскостями Н – О – Н ~100º, а между Н – О – О ~95º.
Получение. Пероксид водорода получается при взаимодействии атомарного водорода с кислородом. В лаборатории его можно получить обработкой пероксида бария ВаО 2 холодной разбавленной серной кислотой:
ВаО 2 + Н 2 SO 4 = Ва SO 4 ↓+ Н 2 О 2
В промышленности Н 2 О 2 получают в основном электрохимическими методами, например анодным окислением растворов серной кислоты или гидросульфата аммония с последующим гидролизом образующейся при этом пероксодвусерной кислоты H 2 S 2 O 8 . Происходящие при этом процессы можно изобразить схемой:
2H 2 SO 4 = H 2 S 2 O 8 + 2Н + + 2е
H 2 S 2 O 8 + 2Н 2 О = 2H 2 SO 4 + Н 2 О 2
Химические свойства . В молекуле пероксида водорода связи между атомами водорода и кислорода полярны (вследствие смещения общих электронов к кислороду). Поэтому в водном растворе под влиянием полярных молекул воды пероксид водорода может отщеплять ионы водорода, т. е. он обладает кислотными свойствами. Пероксид водорода - очень слабая двухосновная кислота (К 1 = 2,6·10 -12); в водном растворе она распадается, хотя и в незначительной степени, на ионы:
Н 2 О 2 ⇄ Н + + НО 2 - .
Диссоциация по второй ступени НО 2 - ⇄ Н + + О 2 2- практически не протекает. Она подавляется присутствием воды - вещества, диссоциирующего с образованием ионов водорода в большей степени, чем пероксид водорода. Однако, при связывании ионов водорода (например, при введении в раствор щелочи) диссоциация по второй ступени происходит.
С некоторыми основаниями пероксид водорода реагирует непосредственно, образуя соли. Так, при действии пероксида водорода на водный раствор гидроксида бария выпадает осадок бариевой соли пероксида водорода (пероксида бария):
Ва (ОН) 2 + Н 2 О 2 = ВаО 2 ↓+ 2Н 2 О
Соли пероксида водорода называются пероксидами или перекисями. Они состоят из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов О 2 2- .
В химических реакциях пероксид-радикал может, не изменяясь, переходить в другие соединения, например:
Н 2 О 2 + 2NaОН = Na 2 О 2 + 2H 2 O
ВаО 2 + Н 2 SO 4 = ВаSO 4 + Н 2 О 2
Последняя реакция используется для получения перекиси водорода.
Чаще, однако, протекают реакции, сопровождающиеся разрушением связи О - О или изменением заряда иона O 2 2- . Степень окисления кислорода в пероксиде водорода равна –1, т. е. имеет промежуточное значение между степенью окисления кислорода в воде (– 2) и в молекулярном кислороде (О 2). Поэтому пероксид водорода и его производные обладает свойствами как окислителя, так и восстановителя, т. е. проявляет окислительно-восстановительную двойственность.
O 2 2- +2е = 2O –2 - окислитель
O 2 2- - 2е = O 2 0 - восстановитель.
Пероксид водорода в кислотной среде и пероксиды металлов в щелочной среде проявляют сильные окислительные свойства:
Н 2 О 2 + 2Н + + 2e = 2Н 2 О
Nа 2 О 2 + 2Н 2 О + 2е = 4OH - + 2Na +
и умеренные восстановительные свойства:
Н 2 О 2 - 2е = О 2 + 2Н +
Nа 2 О 2 - 2е = О 2 + 2Na +
Для них более характерны окислительные свойства. Стандартный потенциал электрохимической системы
Н 2 О 2 + 2H + + 2e = 2Н 2 О φ 0 298 = 1,776 В,
в которой Н 2 О 2 выступает как окислитель, равен 1,776 В, в то время как стандартный потенциал электрохимической системы
О 2 + 2Н + + 2е = Н 2 О 2 φ 0 298 = 0,682 В,
в которой пероксид водорода является восстановителем, равен 0,682 В. Иначе говоря, пероксид водорода может окислять вещества, φº которых не превышает 1,776 В, а восстанавливать только те, φº которых больше 0,682 В. Очевидно, что в первую группу входит гораздо больше веществ. В качестве примеров реакций, в которых Н 2 О 2 служит окислителем, можно привести окисление нитрита калия
КNO 2 + Н 2 О 2 = КNO 3 + Н 2 О
и окисление иода в иодиде калия:
2КI + Н 2 О 2 = I 2 + 2КОН
Под действием пероксида водорода черный сульфид свинца окисляется в белый сульфат свинца:
PbS + 4 Н 2 О 2 = РbSO 4 + 4H 2 O
Примером восстановительной способности пероксида водорода является реакция взаимодействия Н 2 О 2 с оксидом серебра(I):
Аg 2 О + Н 2 О 2 = 2Аg + Н 2 О + О 2
а также с раствором перманганата калия в кислой среде:
2КМnО 4 + 5 Н 2 О 2 + 3Н 2 SO 4 = 2МnSО 4 + 5О 2 + К 2 SО 4 + 8 Н 2 О
Процесс разложения пероксида водорода относится к реакциям диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления):
2Н 2 О 2 = 2Н 2 О + О 2
Производные радикала O 2 - называются надпероксидами; они известны для наиболее активных щелочных металлов (К, Rb, Cs). Надпероксиды образуются при прямом взаимодействии простых веществ: К + O 2 = КO 2
Непарный электрон иона O 2 - обусловливает парамагнетизм надпероксидов и наличие у них окраски. Надпероксиды - очень сильные окислители. Они бурно реагируют с водой с выделением кислорода:
4КО 2 + 2 Н 2 О = 3О 2 + 4КОН
В человеческом организме перекись водорода разлагается на воду и атомарный кислород, чему способствует особый фермент – каталаза.
Кроме того, перекись водорода, будучи мощным окислителем, играет значительную роль в процессе очистки самих клеток от токсинов и шлаков.
Влияние H 2 O 2 на реакции в организме
Она также принимает участие в обменных процессах, причем участие весьма многогранное, и мы рассмотрим его подробно:
- прежде всего, разумеется, речь идет о насыщении тканей кислородом;
- не менее важна и утилизация клетками белков, жиров, углеводов и минеральных солей, необходимых для их жизнедеятельности.
- перекись водорода способствует образованию некоторых жизненно важных витаминов, в том числе, витамина С;
- свойство перекиси водорода разлагаться с выделением тепла определяет ее роль в поддержании терморегуляции, а химические особенности обуславливают регуляторное влияние на процессы выработки и перераспределения в организме энзимов, то есть на его гормональные функции;
- известно, что перекись необходима для доставки кальция клеткам головного мозга;
- а исследованиями самого последнего времени установлено, что присутствие перекиси водорода способствует переходу сахара из плазмы крови в клетки без помощи инсулина. Это очень перспективное направление при разработке новых методов лечения больных сахарным диабетом.
Окисляющие свойства перекиси водорода
Наконец, огромную роль играет еще одно свойство перекиси водорода: ее способность окислять токсические вещества – как попавшие в организм извне, так и продукты жизнедеятельности самого организма.
Последнее свойство доктор Ч. Фарр, один из ведущих западных специалистов по перекиси водорода, называет «окислительной детоксикацией». По его же утверждению, перекись окисляет и те жиры, которые отлагаются на стенках кровеносных сосудов, а значит, играет важную роль в борьбе с атеросклерозом.
А также воздействие на систему крови. Клетки белой крови, в частности лейкоциты и гранулоциты, самостоятельно вырабатывают перекись водорода: они используют ее способность выделять атомарный кислород, как свое самое мощное оружие в борьбе с любой инфекцией (их часто так и называют: «клетки – киллеры»).
Образование перекиси водорода клетками крови
Клетки крови вырабатывают перекись из воды и кислорода:
2Н 2 О+О 2 =2Н 2 О 2 ,
а затем при обратном процессе:
2Н 2 О 2 = 2Н 2 О+"О"
получают столько окислителя (кислорода), сколько необходимо для уничтожения любой болезнетворной микрофлоры, будь-то вирусы, грибки или бактерии.
Насыщение тканей кислородом играет важную роль при лечении онкологических заболеваний. Это связано с тем, что, как доказано исследованиями, раковые клетки не способны развиваться и гибнут в обогащенной кислородом среде. Дефицит кислорода в тканях организма является необходимым условием для опухолевого роста.
По некоторым данным, вирус СПИДа становится нежизнеспособен и гибнет при достаточно высоких уровнях кислорода в крови больного.
Среди лечебных средств так называемого широкого профиля на одном из первых мест по популярности у читателей ЗОЖ стоит перекись водорода – Н2О2. Да, да, та самая перекись, которую мы привыкли применять для промывания гнойных ран. Благодаря энергии доктора медицинских наук Ивана Павловича Неумывакина это старое средство обрело новую жизнь.
Рецепт приема перекиси водорода
1 капля Н2О2 – обычной аптечной 3-процентной перекиси водорода на 50 мл воды принять 3 раза в день. Затем с каждым днем увеличивать дозу Н2О2 на 1 каплю в каждом приеме. Дойти до 10 (в сумме) капель в день. Отдохнуть 2-3 дня. Следующий курс начинать сразу с 10 капель на 50 мл воды три раза в день, что составит опять-таки максимальную дозу в 30 капель.
Схема приема перекиси водорода выглядит так:
1-й день – 1-1-1
2-й день – 2-2-2
5-й – 5-5-5
10-й – 10-10-10
Во всех случаях на 50 мл воды. Перерыв 2-3 дня, и новый цикл начинается с 10 капель – 10-10-10. Если в процессе приема появятся дискомфорт, жжение в желудке, пульсация, потливость, необходимо на 2-3 дня снизить количество капель на прием или прекратить его вовсе до исчезновения неприятных ощущений.
Из интервью с Неумывакиным
ЗОЖ:
Впрочем, есть еще один способ использования перекиси – введение внутривенно, широко применяемый на Западе. При этом используется перекись, подготовленная специально: очищенная, значительно меньшей концентрации, в смеси с физраствором и, как правило, с витамином С.
В России этот метод используется очень редко и очень немногими. Скажем, в хирургическом отделении 1-й Республиканской клинической больницы, на базе которой работает кафедра факультета хирургии Ижевской медакадемии.
Сила и энергия от Н2О2
Три года назад мы с мужем и дочкой уехали жить в Словакию. Было очень трудно, не знали языка, переходный возраст у дочки, поиск жилья, работы, отсутствие полноценного общения, друзей, да к тому же я была на седьмом месяце беременности. В общем, эти три года ежедневных стрессов не могли пройти без последствий. К маме, в Россию, я приехала истеричкой, с аритмией и периодическими болями в сердце, в желудке и с проблемами во всех суставах. Нужно было срочно приводить себя в порядок. Поэтому вестник оказался очень кстати.
Мне понравился способ оздоровления с помощью перекиси водорода. Мы с братом начали с очищения организма. Сначала вегетарианская диета пять дней с ежедневным очищением кишечника (1,5 л воды). Затем чистка печени: 100 г сока лимона + 100 г оливкового масла и грелка на область печени, так два дня подряд. Потом мы чистили суставы отваром лаврового листа, а кровь – имбирным чаем. Все эти советы были даны профессором Неумывакиным в одном из интервью вестнику.
А после этого мы с братом пили перекись водорода, начиная с двух капель 3 раза в день. И вот представьте: неожиданные и приятные изменения не заставили себя ждать. Надо сказать, что до этого мы очень вяло пытались в течение трех недель полоть сорняки на огороде. А на четвертый день приема перекиси появилось столько сил и энергии! В общем, траву мы выпололи за три дня, брат переколол все дрова. Я совершенно уверена, что это результат действия перекиси водорода. Это подтверждается еще и тем, что в октябре я перестала пить ее регулярно, и опять начали ныть суставы, стала больше отекать к утру. Но как только начала опять ее принимать, улучшение наступило уже на следующий день.
Шарипова Е.
Спасибо Н2О2
Перекись водорода пью недавно, а результаты уже положительные. Зрение улучшилось, а ведь раньше начинали плыть строчки. Теперь этого не замечаю, даже когда читаю больше часа. У меня был хронический тонзиллит. Теперь пробок на миндалинах не стало. Насморк тоже обходит меня стороной. По утрам болели, немели и отекали пальцы рук. Этого ничего уже нет, хотя от неприятного ощущения в области шейного отдела позвоночника еще не избавилась. Тромбы на ногах беспокоили 21 год. Что ни пробовала, ничего не помогало. А теперь могу подолгу стоять, вены не вздуваются. Ноги перестали болеть. Энергии прибавилось, теперь появилось желание делать больше домашних дел.
Бояришкова З.
Результаты налицо
Мне 63 года, пенсионерка. Не перестаю благодарить судьбу за то, что я подружилась с вестником ЗОЖ.
Уже второй год пью перекись водорода – и результаты налицо. К примеру, в минувшую зиму я ни разу не чихнула, не кашлянула, а у нас ведь была эпидемия гриппа. Раньше в зимний период обязательно два-три раза болела, а тут чувствовала себя отлично. Убеждена: это результат приема перекиси водорода.
Мурзина Л.
Герпес исчез
Я принимала перекись с ноября 2003-го по май 2004 года. У меня сразу же исчезли герпес в носу и высыпания на губах, которые мучили с детства. Очистились кисти рук от дерматита.
Колесникова-Непомнящая А.
Н2О2 против зубной боли
В ЗОЖ (№4 за 2002 год) прочла статью «Перекись водорода – панацея XXI века» и решила предложить испытанный способ от зубной боли, особенно если заболит зуб под коронкой или под мостом.
Таблетки гидроперита (перекиси водорода) бывают по 1,5 и 2 грамма. В аптеках они всегда есть и стоят недорого. Растворить 2 таблетки по 1,5 или 2 г на 0,5 стакана воды. Этим раствором полоскать рот, держать раствор во рту (должна образоваться пена), сколько хватит терпения. Потом выплюнуть и набрать новую порцию раствора. На эту процедуру у меня уходит минут 20, потому что я подолгу держу перекись во рту. Боль исчезает полностью. Главное, чтобы гидроперит был свежий.
Дулькина Т.
Полчаса лечения – и…
С января 2002 года я – зожевец. Получаю, читаю, изучаю, радуюсь и пользуюсь. Спасибо большое Т.С. Дулькиной из Калмыкии. У меня три дня болели зубы под коронкой, а тут принесли вестник ЗОЖ (№7 за 2002 год) с рецептом «Н2О2 против зубной боли». Ну, чудо! Полчаса лечения: прополоскала во рту, и болезни – конец!
Горшкова Р.
Помощь очевидна
Суставным ревматизмом заболел в 14 лет после купания весной в снеговой воде. Это было в 1955 году. Через 28 лет врачи поставили диагноз: полиартрит. Прочитав в ЗОЖ интервью с профессором Неумывакиным, стал принимать Н2О2 – аптечную перекись. Строго соблюдал перерывы между едой и приемом перекиси. Продолжительность курса составила два месяца без перерывов. К концу первого месяца приема уже чувствовал себя хорошо. A к концу второго месяца приема перекиси – вообще прекрасно. Как водится, наступила эйфория. Решил сделать перерыв с недельку, отдохнуть. Но «неделька», к сожалению, растянулась на три-четыре недели. Жизнь заставила почувствовать, что приемы перекиси бросать не стоит. Стал вновь принимать. Видимо, отказываться от этого лекарства нельзя, так как помощь организму – очевидна.
Загрузка...
