Peroxid vodíka; Lanová noc

0,5 ml/m 3 (MAK)
+11,62
1,44 g/cm3
-0,43 ° C
+150,2 ° C
miešateľný v akomkoľvek pomere

Číra, mierne modrastá kvapalina vo veľmi vysokých koncentráciách

Hnedá fľaša s odvzdušňovacím ventilom alebo voľnou zátkou; uchovávajte na chladnom mieste

Nestabilizovaný peroxid vodíka má tendenciu spontánne explodovať. V školskom laboratóriu by sa mal skladovať iba stabilizovaný 30% roztok peroxidu vodíka. Skladuje sa v hnedej fľaši s odvzdušňovacím ventilom na chladnom mieste chránenom pred svetlom. Na experimenty študentov na sekundárnom stupni I sa odporúča používať iba čerstvo pripravené roztoky do koncentrácie 10%. Čistý peroxid vodíka alebo koncentrovaný roztok sa nepovažuje za výbušninu, ale môže sa použiť na výrobu týchto látok (poznámka).

Hodnotenie rizika Nemecko (tiež EÚ)
GBU Experimentovanie s peroxidom vodíka (až 30%)
GBU Slonia zubná pasta

Hodnotenie bezpečnosti ŠvajčiarskoGBU Experimentovanie s peroxidom vodíka (až 30%)
GBU Slonia zubná pasta

Účinok na ľudské telo

Peroxid vodíka dráždi a koroduje oči, pokožku a sliznice, a to aj v zriedenej forme. Svetlé škvrny na pokožke, ktoré sa objavia pri kontakte, sú výsledkom kyslíka, ktorý vzniká pri rozpade tkaniva a má bieliaci účinok. Pri vdýchnutí pár môže dôjsť k zápalu slizníc až po pľúcny edém. Požitie spôsobuje popáleniny pažeráka. Uvoľnenie kyslíka v žalúdku môže viesť k preťaženiu. V prípade tvorby peny potom existuje riziko zadusenia. Ak sa absorbuje do krvi absorpciou cez kožu alebo cez žalúdok, objavia sa príznaky ako bolesť hlavy, závraty, zvracanie, hnačky, kŕče alebo všeobecné poruchy obehu.

Žieravé a bieliace účinky zriedeného roztoku peroxidu vodíka na pokožku.

Chemicko-fyzikálne vlastnosti

Čistý bezvodý peroxid vodíka je číra kvapalina, ktorá sa v silných vrstvách javí ako mierne modrastá. Viskozita je vyššia ako viskozita vody. Kvapalina tuhne pri -0,43 ° C a vytvára ihličkovité bezfarebné kryštály. Môže sa miešať s vodou v akomkoľvek pomere. Peroxid vodíka je možné destilovať za zníženého tlaku bez rozkladu. Vysoko koncentrované roztoky však môžu pri zahriatí samovoľne explodovať, najmä v prítomnosti kontaminantov ťažkých kovov. Kvôli tejto vlastnosti sú zriedené a stabilizované roztoky komerčne dostupné.

koncentrácia, Hmotnostné percento	koncentrácia, Množstvo hmoty	označenie	hustota pri 20 ° C
100%	42,63 mol/l	„čisto“	1,45 g/cm3
35%	11,63 mol/l	„koncentrovaný“	1,13 g/cm3
30%	9,79 mol/l	„koncentrovaný“	1,11 g/cm3
10%	2,97 mol/l	„Zriedený“	1,01 g/cm3
3%	0,88 mol/l	„Zriedený“	1,00 g/cm3

Zriedené roztoky pod 30% musia byť vždy čerstvo pripravené, pretože sa rozkladajú a koncentrácia neustále klesá. Zriedené roztoky majú tiež bieliaci účinok a spália pokožku. Pre svoj silný oxidačný účinok je peroxid vodíka vhodný na bielenie vlasov. Pôsobí redukčne na manganistan draselný, chlórované vápno alebo oxid strieborný, väčšina ďalších látok sa oxiduje peroxidom vodíka, napríklad kyselina siričitá na kyselinu sírovú alebo alkoholy na aldehydy.

Na nakrájaný zemiak dáte roztok peroxidu vodíka,
potom sa spustí katalytická reakcia a peroxid vodíka sa rozpadne.

Komerčne dostupný 30% roztok sa rozkladá pôsobením svetla a tepla v prítomnosti katalyzátorov, ako sú prach, jemne rozomleté zlato, striebro alebo platina, zásady a biokatalyzátory, za vzniku vody a kyslíka. Z tohto dôvodu sa do komerčne dostupnej kvapaliny pridávajú stabilizátory ako fosforečnan sodný alebo kyselina fosforečná, aby sa zabránilo tomuto rozkladu.

Peroxid vodíka reaguje s vodou za vzniku menšieho množstva hydróniových iónov H3O +. Rovnováha je silná vo východiskových látkach, takže peroxid vodíka je len veľmi slabá kyselina:

Soli peroxidu vodíka sa takmer úplne rozkladajú s vodou za vzniku peroxidu vodíka a zodpovedajúcich hydroxidov kovov. Bieliace činidlá, ako je peroxid sodný Na2O2 a peroxid bárnatý BaO2, majú technický význam. Peroxid sodný sa vyrába spaľovaním sodíka vo vzduchu. Peroxid bárnatý je vhodný ako nosič kyslíka pri zapaľovaní termitu zápalným činidlom. Ak sa k peroxidu vodíka pridá oxid manganičitý, rozkladá sa uvoľňovaním kyslíka. Oxid manganičitý pôsobí ako katalyzátor. Kyslík môže byť tiež predstavovaný ponorením platinovaného niklového plechu alebo pridaním solí železa (III) k peroxidu vodíka.

Peroxid vodíka je možné detegovať reakciou s roztokom titánovej soli, ktorý bol strávený horúcou koncentrovanou kyselinou sírovou. Tak vznikne žltooranžový komplex. Naopak, reakcia s peroxidom vodíka slúži aj na detekciu titánu. Vytvorí sa hydroxoperoxotitánium (IV), ktoré spôsobí žltooranžovú farbu:

[Ti (OH) 3] + + H202 [Ti (02) OH] + + 2 H20

Peroxid vodíka v prírode

Peroxid vodíka je medziproduktom metabolizmu. Vzniká v určitých bunkových organelách, ktoré sa nazývajú peroxizómy alebo mikročastice. Účasťou oxidačných enzýmov, oxidáz, sa z vodíka a kyslíka vytvára peroxid vodíka. Používa sa ako oxidačné činidlo v metabolizme. Katalyticky aktívne enzýmy, katalázy, opäť rozkladajú peroxid vodíka v peroxizómoch. Úlohou týchto bunkových organel je rozkladať peroxid vodíka, ktorý sa tvorí mimo organel a môže tam ničiť bunkové membrány ako bunkový jed. Peroxid vodíka má germicídny účinok a môže sa použiť ako dezinfekčný prostriedok. Počas oplodnenia ženské vajíčko produkuje peroxid vodíka krátko po preniknutí do prvej spermie a zabije tak nasledujúcu spermu. Bombardierov chrobák používa na výrobu silnej obrannej zbrane peroxid vodíka spolu s hydrochinónom.

Francúzsky chemik Louis Jacques Thénard (1777–1857) dosiahol prvú syntézu v roku 1818, keď upravil peroxid bárnatý BaO2 kyselinou sírovou:

Do roku 1945 sa peroxid vodíka vyrábal elektrolýzou kyseliny sírovej. Na anóde kyselina sírová oxiduje na kyselinu peroxodisírovú za tvorby vodíka (reakcia 1). Hydrolýzou tohto produktu sa izoluje kyselina sírová a peroxid vodíka (reakcia 2). Tento postup bol dôležitý pre stavbu rakety V2 počas druhej svetovej vojny.

Dnes sa priemyselná výroba uskutočňuje podľa antrachinónového procesu. V tomto procese sa atmosférický kyslík hydrogenuje pri teplotách okolo 30 až 80 ° C a tlaku 5 bar za použitia hydrogenačného činidla antrahydrochinónu. Získaný antrachinón sa redukuje na antrahydrochinón pomocou platinového katalyzátora a vodíka:

Peroxid vodíka sa používa na výrobu bielidla v pracích prostriedkoch. Používa sa tiež na bielenie papiera, celulózy, dreva alebo textílií. Chemický priemysel ho používa ako surovinu na výrobu glycerínu, zmäkčovadiel, peroxidov a epoxidov. Pri výrobe kremíkových doštičiek sa na čistenie povrchu a na nanášanie veľmi tenkej oxidovej vrstvy používa zmes peroxidu vodíka a kyseliny sírovej. Peroxid vodíka je populárne oxidačné činidlo v laboratóriu.

V minulosti sa peroxid vodíka príležitostne používal ako oxidačná zložka v raketových palivách, napríklad v britskej vesmírnej rakete „Black Arrow“, ktorá vyniesla prvý britský satelit na obežnú dráhu. V nemeckej rakete V2 sa peroxid vodíka rozložil s manganistanom draselným, aby sa vytvoril hnací plyn pre palivové čerpadlá. Skutočným raketovým palivom vo V2 bol etanol, ktorý bol zmiešaný s kvapalným kyslíkom a zapálený. Peroxid vodíka sa dodnes používa ako palivo pre ponorky a torpéda. Na výrobu výbušného triacetón triperoxidu (TATP) sa môže použiť aj peroxid vodíka. Táto výbušnina bola použitá napríklad pri teroristických útokoch v Bruseli v marci 2016.

Na dezinfekciu v domácnosti je vhodný 3% roztok, lekárske roztoky na kloktanie obsahujú 0,3% peroxidu vodíka. Pri plnení PET fliaš v nápojovom priemysle sa používa 35% roztok, aby bol výrobok sterilný. Týmto spôsobom je však vopred upravený aj rad ďalších druhov obalov, napríklad na mlieko alebo mliečne výrobky. Proti rastu plesní v interiéri sa dá bojovať aj peroxidom vodíka. Medicína ho používa na sterilizáciu prístrojov.

Na bielenie sú vhodné zriedené roztoky peroxidu vodíka.

Už v staroveku sa ženy snažili zosvetliť vlasy zásaditými roztokmi vyrobenými z dreveného popola, vápna alebo sódy. V minulosti šľachtici používali prášok zo zlata, striebra alebo medi, aby vlasy pôsobili žiarivo alebo lesklo. Anglický lekárnik E. H. Thiellay prvýkrát preukázal bielenie vlasov peroxidom vodíka v 3% koncentrácii v roku 1867 na výstave v Paríži. Pri bielení peroxid vodíka oxidáciou ničí farebný pigment melanín, ktorý je zodpovedný za farbu vlasov. Bielenie môže vykonávať iba kvalifikovaný personál, pretože nesprávne použitie môže zničiť vlasové korienky. Komerčne dostupné bieliace prášky tiež obsahujú amoniak a persírany, ktoré vlasy napučiavajú a tým ich prispôsobujú bieliacemu prostriedku. Vymyje sa kyslým šampónom, aby sa obnovilo prirodzené pH vlasov.

Zvislý valec obsahuje koncentrovaný roztok jodidu draselného, do ktorého bol pridaný prací prostriedok do umývačky riadu.
Ak sa pridá 30% roztok peroxidu vodíka, dôjde k reakcii s prudkým zväčšením objemu.

Z triedy chémie je známe, že pri reakcii peroxidu vodíka s koncentrovaným roztokom jodidu draselného vzniká „zubná pasta pre slony“. 30% roztok peroxidu vodíka reaguje s koncentrovaným roztokom jodidu draselného. Ako reakčná nádoba slúži úzky, vysoko stojaci valec, do ktorého bol pridaný čistiaci prostriedok na riad. Jodid draselný pôsobí ako katalyzátor. Všetok peroxid vodíka sa štiepi rýchlou reakciou na kyslík a vodu. Reakcia je vysoko exotermická s vývojom tepla, takže výsledné plynné produkty sa zmiešajú s detergentom na umývanie riadu za vzniku žltej peny, ktorej objem sa enormne zvyšuje. Žltá farba v pene naznačuje tvorbu jódu.

Ďalšie informácie a médiá
Študentské experimenty s peroxidom vodíka
Popis a bezpečná implementácia demonštračnej zubnej pasty pre slony

Vytvorte samostatnú knihu: Základný text peroxid vodíka