Peróxido de hidrogênio

Peróxido de hidrogênio
Wasserstoffperoxid.svgHydrogen-peroxide-3D-balls.png
H2O2 gas structure.svg
Estrutura do peróxido de hidrogênio
(parâmetros geométricos no estado gasoso)
Identificação
Nome IUPAC peróxido de hidrogênio
Sinônimos

peróxido de hidrogênio, peridrol

N o CAS 7722-84-1
N o ECHA 100.028.878
N o EC 231-765-0
N o RTECS MX0899500
Código ATC A01 AB02 , D08 AX01 , S02 AA06
PubChem 784
ChEBI 16240
SORRISOS OO
PubChem , visualização 3D
InChI InChI: visualização 3D
InChI = 1S / H2O2 / c1-2 / h1-2H
InChIKey:
MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N
Aparência líquido azul claro (puro)
Propriedades quimicas
Fórmula H 2 O 2   [Iseros]
Massa molar 34,0147 ± 0,0007  g / mol
H 5,93%, O 94,07%,
Momento dipolar 1,573  ± 0,001  D
Suscetibilidade magnética -17,3 × 10 -6  cm 3 · mol -1
Diâmetro molecular 0,358  nm
Propriedades físicas
Fusão T ° -6  ° C ( 10  % m ),

−33  ° C ( 35  % m ),
−52  ° C ( 50  % m ),
−40  ° C ( 70  % m ),
−11  ° C ( 90  % m ),
−0,4  ° C ( 100  % m) )

T ° fervendo 102  ° C ( 10  % m ),

108  ° C ( 35  % m ),
114  ° C ( 50  % m ),
125  ° C ( 70  % m ),
141  ° C ( 90  % m ),
150  a  152  ° C ( 100  % m , decomp. )

Solubilidade terra. em éter dietílico , insol. em éter de petróleo , decomposto por muitos solventes orgânicos
Parâmetro de solubilidade δ 45,9  J 1/2 · cm -3/2 ( 25  ° C )
Miscibilidade na água: miscível
Massa volumica 1,03  g · cm -3 ( 10  % w , 25  ° C ),

1,13  g · cm -3 ( 35  % w , 25  ° C )
1,19  g · cm -3 ( 50  % w , 25  ° C )
1,28  g · cm -3 ( 70  % m , 25  ° C )
1,39  g · cm - 3 ( 90  % w , 25  ° C )
1,44  g · cm -3 ( 100  % m , 25  ° C )

Pressão de vapor de saturação a 20  ° C  : 0,2 (90%),
0,1 (70%) kPa.
3,9  mbar a 30  ° C .
13,2  mbar a 50  ° C
Termoquímica
S 0 gás, 1 bar 232,95 J / mol · K
S 0 líquido, 1 bar 110 J / mol · K
Δ f H 0 gás -136,11  kJ · mol -1
Δ f H 0 líquido -187,5  kJ · mol -1
Δ f H 0 sólido -200  kJ · mol -1
Δ vap H ° 51,6  kJ · mol -1 ( 1  atm , 25  ° C )
Propriedades eletrônicas
1 energia de re ionização 10,58  ± 0,04  eV (gás)
Propriedades ópticas
Índice de refração 1.407
Precauções
SGH
SGH03: OxidanteSGH05: CorrosivoSGH07: Tóxico, irritante, sensibilizante, narcótico
Perigo H271 , H302 , H314 e H332 H271  : Pode causar incêndio ou explosão; oxidante forte
H302  : Nocivo por ingestão
H314  : Provoca queimaduras na pele e lesões oculares graves
H332  : Nocivo por inalação
WHMIS
C: material oxidanteE: Material corrosivoF: Material perigosamente reativo
C, E, F, C  : Material oxidante
causa ou promove a combustão de outro material pela liberação de oxigênio
E  : Material corrosivo
Transporte de mercadorias perigosas: classe 8
F  : Material perigosamente reativo
sujeito a violenta reação de decomposição; torna-se autorreativo após choque ou aumento na temperatura de

divulgação de 1,0% de acordo com a lista de divulgação de ingredientes
NFPA 704

Símbolo NFPA 704.

0 3 3 BOI
Transporte
> 60%:
559
   2015   
Código Kemler:
559  : substância muito oxidante (promove fogo) que pode produzir espontaneamente uma reação violenta
Número ONU  :
2015  : PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO EM SOLUÇÃO AQUOSA ESTABILIZADA contendo mais de 60 por cento de peróxido de hidrogênio; ou PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO ESTABILIZADO
Classe:
5.1
Código de classificação:
OC1  : Materiais oxidantes corrosivos:
Líquidos;
Rótulos: 5.1  : Substâncias oxidantes 8  : Substâncias corrosivas Embalagem: Grupo de embalagem I  : substâncias muito perigosas;
Pictograma ADR 5.1

ADR 8.svg




20 a 60%:
58
   2014   
Código Kemler:
58  : material oxidante (promove incêndio), corrosivo
Número ONU  :
2014  : SOLUÇÃO AQUOSA DE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO contendo pelo menos 20 por cento, mas não mais de 60 por cento de peróxido de hidrogênio (estabilizado conforme necessário)
Classe:
5.1
Código de classificação:
OC1  : Corrosivo oxidante materiais:
Líquidos;
Rótulos: 5.1  : Substâncias oxidantes 8  : Substâncias corrosivas Embalagem: Grupo de embalagem II  : substâncias de risco médio;
Pictograma ADR 5.1

ADR 8.svg




8 a 20%:
50
   2984   
Código Kemler:
50  : material oxidante (promove incêndio)
Número ONU  :
2984  : PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO EM SOLUÇÃO AQUOSA contendo pelo menos 8%, mas menos de 20% de peróxido de hidrogênio (estabilizado conforme necessário)
Classe:
5.1
Código de classificação:
O1  : Substâncias oxidantes sem subsidiária risco ou artigos que contenham tais substâncias:
Líquidos;
Etiqueta: 5.1  : Substâncias oxidantes Embalagem: Grupo de embalagem III  : substâncias de baixo perigo.
Pictograma ADR 5.1



Classificação IARC
Grupo 3: Não classificável quanto à sua carcinogenicidade para humanos
Inalação Irritação severa, possível morte.
Pele Whitens; limpe imediatamente.
Olhos Perigoso; lave imediatamente por um quarto de hora.
Ingestão Ferimentos graves, possível morte.
Outro Mais informações:
Banco de dados de produtos químicos perigosos
Ecotoxicologia
DL 50 2.000  mg · kg -1 (camundongo, oral )
> 50.000  mg · kg -1 (camundongo, iv )
1.072  mg · kg -1 (rato, sc )
880  mg · kg -1 (mouse, ip )
12.000  mg · kg -1 (camundongo, pele )
CL 50 2000 mg / m 3 por 4 horas (rato, inalação )
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário.

O peróxido de hidrogênio é um composto químico de fórmula H 2 O 2. Sua solução aquosa é chamada de peróxido de hidrogênio . É incolor e ligeiramente mais viscoso que a água.

O peróxido de hidrogênio tem propriedades oxidantes , por exemplo, em relação a íons iodeto, e propriedades redutoras , por exemplo, em relação a íons permanganato. É um agente clareador eficaz. É usado como anti-séptico.

O peróxido de hidrogênio ocorre naturalmente nos seres vivos como um subproduto da respiração celular . Todos os organismos aeróbicos têm enzimas chamadas peroxidases que catalisam a desproporção de H 2 O 2em H 2 Oe O 2 :

2 H 2 O 2→ 2 H 2 O+ O 2  ( Δ r H = −195,2  kJ / mol ).

A concentração das soluções de peróxido de hidrogênio é geralmente indicada em "volumes" ou em mol / l . Por definição, 1  l de peróxido de hidrogênio em x volumes provavelmente liberará x litros de O 2gás, medido sob condições normais de temperatura e pressão, por desproporção de H 2 O 2(equação química acima). A correspondência é de aproximadamente 10 volumes para 1  mol / l .

O peróxido de hidrogênio foi usado na aeronáutica como um oxidante (por exemplo, o T-Stoff usado na década de 1940 para o Messerschmitt Me 163B ), e até mesmo como um monergol para foguetes na década de 1960 . Ele continua a ser usado na astronáutica como um propelente oxidante para os navios russos Soyuz .

Produção

Método de fabricação

Historicamente, o peróxido de hidrogênio é preparado pela eletrólise de uma solução aquosa de ácido sulfúrico ou bissulfato de amônio (NH 4 HSO 4), seguido por hidrólise de peroxodissulfato S 2 O 82 - treinado.

Atualmente, o peróxido de hidrogênio é produzido quase exclusivamente pela auto-oxidação da 2-alquil antra-hidroquinona em 2-alquil antraquinona ( processo da antraquinona ). Os fabricantes usam mais particularmente os derivados 2- etil ou 2- amil da antraquinona . A maioria dos processos industriais usa o borbulhar de ar comprimido através de uma solução de um derivado dihidroxiantraceno, o dioxigênio reagindo com os prótons lábeis dos grupos hidroxila para dar o peróxido de hidrogênio, dando assim o derivado da antraquinona . O peróxido de hidrogênio é então extraído e o derivado de antraquinona é reduzido com hidrogênio na presença de um catalisador metálico para restaurar o derivado dihidroxiantraceno, podendo o ciclo ser repetido. Este processo também é conhecido como processo Riedl-Pfleiderer e foi descoberto em 1936 . Em 2005 , a produção global de peróxido de hidrogênio atingiu 2,2 milhões de toneladas. A síntese eletroquímica de H 2 O 2a partir da água e do oxigênio é uma alternativa muito promissora porque permite: (a) a produção local onde é necessária e (b) o uso de energia elétrica para síntese química.

Composto natural

O peróxido de hidrogênio não é produzido apenas por microrganismos, mas também pelas proteínas DUOX . Em seguida, é desintoxicado por peroxidases para produzir hipotiocianito . É produzido naturalmente pelo besouro bombardeiro e atua como sistema de defesa em combinação com a hidroquinona . Esta reacção exotérmica energia liberta e eleva a temperatura da mistura a cerca de 100  ° C .

Decomposição

O peróxido de hidrogênio é decomposto em uma reação exotérmica de desproporção água e oxigênio em proporções dependentes da temperatura, concentração, presença de impurezas e estabilizadores. É decomposto por muitas substâncias, incluindo a maioria dos metais de transição e seus compostos, compostos orgânicos, poeira, etc. Espalhar peróxido de hidrogênio em material inflamável pode causar incêndio.

O uso de um catalisador ( como dióxido de manganês , permanganato de potássio , prata ou uma enzima como a catalase ) aumenta muito a taxa de decomposição do peróxido de hidrogênio. Este fenômeno produz uma liberação intensa de oxigênio , bem como calor elevado. Os recipientes de armazenamento devem ser feitos de um material compatível, como polietileno ou alumínio, e limpos de quaisquer impurezas (um processo denominado passivação ).

A reação de desproporção é lenta e as soluções aquosas de peróxido de hidrogênio podem ser armazenadas por um longo tempo sob certas condições. O peróxido de hidrogênio comercial denominado “estabilizado” contém agentes que tornam possível complexar ou adsorver impurezas em solução. Estes catalisam a desproporção e aceleram a decomposição da solução, às vezes violenta. Para evitar isso, vários agentes estabilizadores podem ser usados, tais como fosfatos de sódio, estanatos ou silicatos, ácido fosfórico ou então acetanilida .

A desproporção destaca as propriedades oxidantes e redutoras do peróxido de hidrogênio. A desproporção pode ser descrita como uma reação entre H 2 O 2oxidante e H 2 O 2redutor .

A reação de desproporção

2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2( –23,66  kcal )

é composto pelas seguintes duas meias-equações de oxidação-redução :

H 2 O 2 + 2 H + + 2 e -     2 H 2 O (onde H 2 O 2 é o oxidante) H 2 O 2     O 2 + 2 H + + 2 e - (onde H 2 O 2 é o redutor)

O peróxido de hidrogênio também tem sido usado como monergol . Nas décadas de 1930 e 1940, o engenheiro alemão Hellmuth Walter foi o pioneiro. No entanto, seu uso em torpedos foi abandonado na maioria das marinhas por razões de segurança.

Purificação

Como o peróxido de hidrogênio concentrado ( porcentagem molar maior que 70%) está à venda restrito, alguns são tentados a destilar soluções mais diluídas para obter um monergol. É extremamente perigoso.

O borbulhamento seguido opcionalmente de congelamento fracionário é um método mais seguro. O borbulhar aproveita o fato de que o ar morno (não muito quente) evapora preferencialmente a água.

Em concentrações acima de 62%, o peróxido de hidrogênio dissolvido na água congela antes da água (o inverso é verdadeiro em concentrações mais baixas). O peróxido de hidrogênio tende a permanecer super-resfriado , um estado metaestável que cessa, por exemplo, se um cristal de "gelo oxigenado" for imerso na solução super-resfriada.

Toxicidade, ecotoxicidade

Este poderoso biocida é tóxico para muitos organismos , em doses que variam de acordo com a espécie , a idade e o contexto. Sua toxicidade foi objeto de uma reavaliação publicada em 1999 pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC).

Usar

Uso industrial

Uso médico ou estético

Use como combustível

Outros usos

História

O peróxido de hidrogênio foi isolado pela primeira vez em 1818 por Louis Jacques Thénard pela reação do peróxido de bário com o ácido nítrico . O processo poderia ser melhorado usando ácido clorídrico em vez de ácido nítrico, seguido pela adição de ácido sulfúrico para precipitar o sulfato de bário como subproduto . Tenhard método é utilizado no final do XIX th  século até meados do XX th  século . Os métodos de produção atuais são discutidos abaixo.

O peróxido de hidrogênio há muito é considerado instável, devido a inúmeras tentativas de separá-lo da água. Essa instabilidade se deve às impurezas dos metais de transição presentes nas soluções, mesmo em quantidades muito pequenas, que catalisam a decomposição do peróxido de hidrogênio. Uma solução pura pôde ser obtida pela primeira vez por destilação a vácuo em 1894 por Richard Wolffenstein . No final do XIX th  século , Petre Melikishvili e sua estudante L. Pizarjevski foram capazes de mostrar que todas as fórmulas propostas para a fórmula de peróxido de hidrogénio hooh era correcta.

O uso de peróxido de hidrogênio como esterilizante rapidamente passou a ser considerado uma alternativa eficaz ao óxido de etileno e, de fato, tem sido amplamente utilizado na indústria farmacêutica.

Notas e referências

Notas

  1. A expressão "peróxido de hidrogênio" também é usada, mas erroneamente, como sinônimo de "peróxido de hidrogênio", provavelmente porque encontramos pouco H 2 O 2 líquido puro e muito instável.

Referências

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Veja também

Artigos relacionados

links externos

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