بيروكسيد الهيدروجين أو H2O2 هو سائل أزرق شاحب ذو خصائص مؤكسدة قوية. ويشيع استخدامه كمطهر ومبيض وفي الصواريخ كوقود دافع. في تركيزات عالية يمكن أن تكون ضارة.
| اسم الأيوباك | ثاني أكسيد الهيدروجين |
| الصيغة الجزيئية | H2O2 |
| CAS رقم | 7722-84-1 |
| المرادفات | ثاني أكسيد الهيدروجين، بيروكسيد، أوكسيدول، سوبروكسول، ثاني أكسيد الهيدرونيوم، بيروكسان، معقم، الخ. |
| إنتشي | إنتشي = 1S/H2O2/c1-2/h1-2H |
خصائص بيروكسيد الهيدروجين
هيكل H2O2
يحتوي بيروكسيد الهيدروجين على بنية جزيئية منحنية، بزاوية تبلغ حوالي 104.5 درجة بين ذرتي الأكسجين. يحتوي الجزيء على رابطتين OH ورابطة OO واحدة. الرابطة OO ضعيفة وسهلة الكسر، مما يجعل بيروكسيد الهيدروجين عامل مؤكسد قوي. ينتج التركيب المنحني لبيروكسيد الهيدروجين عن التنافر بين أزواج الإلكترونات الوحيدة الموجودة على ذرات الأكسجين.
صيغة بيروكسيد الهيدروجين
الصيغة الكيميائية لبيروكسيد الهيدروجين هي H2O2، مما يدل على أن كل جزيء من بيروكسيد الهيدروجين يحتوي على ذرتين هيدروجين وذرتين أكسجين. الصيغة هي طريقة مختصرة لتمثيل التركيب الجزيئي للمادة. تعتبر الصيغة الكيميائية لبيروكسيد الهيدروجين مهمة لفهم خصائصه وتفاعلاته مع المواد الأخرى.
بيروكسيد الهيدروجين الكتلة المولية
يحتوي بيروكسيد الهيدروجين على كتلة مولية تبلغ حوالي 34.01 جم / مول. الكتلة المولية هي مجموع الكتل الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء المركب. يحتوي بيروكسيد الهيدروجين على ذرتي هيدروجين وذرتي أكسجين في كل جزيء، لذلك يتم حساب كتلته المولية عن طريق إضافة الكتلة الذرية لكل ذرة. تعد الكتلة المولية خاصية مهمة للمادة لأنها تستخدم في حسابات قياس العناصر الكيميائية لتحديد كمية المادة الموجودة في عينة معينة.
نقطة غليان بيروكسيد الهيدروجين
نقطة غليان بيروكسيد الهيدروجين هي 150.2 درجة مئوية (302.4 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة هذه هي النقطة التي يساوي فيها ضغط بخار السائل الضغط الجوي. وفوق درجة الحرارة هذه يتحول السائل إلى غاز، وتحت درجة الحرارة هذه يبقى في الحالة السائلة. درجة غليان بيروكسيد الهيدروجين أعلى من درجة غليان الماء الذي يغلي عند 100 درجة مئوية، وذلك بسبب وجود روابط هيدروجينية بين الجزيئات في بيروكسيد الهيدروجين.
نقطة انصهار بيروكسيد الهيدروجين
نقطة انصهار بيروكسيد الهيدروجين هي -0.43 درجة مئوية (31.23 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة هذه هي النقطة التي تكون فيها الحالة الصلبة والسائلة للمادة في حالة توازن. عند درجة الحرارة هذه، يذوب الشكل الصلب من بيروكسيد الهيدروجين إلى سائل. درجة انصهار بيروكسيد الهيدروجين أقل من درجة انصهار الماء الذي ينصهر عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، وذلك بسبب الطبيعة غير المستقرة لجزيء بيروكسيد الهيدروجين.
كثافة بيروكسيد الهيدروجين جم/مل
تبلغ كثافة بيروكسيد الهيدروجين 1.11 جم / مل عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP). وهذا يعني أن مليلتر واحد من بيروكسيد الهيدروجين يزن 1.11 جرام. كثافة بيروكسيد الهيدروجين أكبر من كثافة الماء الذي تبلغ كثافته 1 جم/مل، وذلك بسبب وجود ذرات أكسجين أثقل في بيروكسيد الهيدروجين.
الوزن الجزيئي لبيروكسيد الهيدروجين
الوزن الجزيئي لبيروكسيد الهيدروجين هو 34.01 جم / مول. يتم حساب هذه القيمة عن طريق إضافة الكتل الذرية لكل ذرة في جزيء بيروكسيد الهيدروجين. الوزن الجزيئي هو خاصية مهمة للمادة لأنه يستخدم في حسابات مختلفة، بما في ذلك تحديد تركيز بيروكسيد الهيدروجين في المحلول.
| مظهر | سائل واضح عديم اللون |
| جاذبية معينة | 1.11 جم/سم3 عند 20 درجة مئوية |
| لون | أزرق شاحب (شكل نقي) |
| يشم | عديم الرائحة تقريبا (شكل نقي) |
| الكتلة المولية | 34.01 جم/مول |
| كثافة | 1.11 جم/مل عند 20 درجة مئوية |
| نقطة الانصهار | -0.43 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 150.2 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | يمتزج تماما مع الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في الكحول والأثير والمذيبات العضوية الأخرى |
| ضغط البخار | 23.3 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 1.1 (الهواء = 1) |
| pKa | 11.6 (عند 25 درجة مئوية) |
| الرقم الهيدروجيني | 4.5 – 6.0 (محلول 10%) |
ملحوظة: هذه القيم هي قيم نموذجية وقد تختلف حسب النقاء والتركيز وعوامل أخرى.
سلامة ومخاطر بيروكسيد الهيدروجين
يمكن أن يكون بيروكسيد الهيدروجين خطيرًا إذا تم التعامل معه بشكل غير صحيح. وهو عامل مؤكسد قوي يمكن أن يتفاعل بعنف مع المواد العضوية وغير العضوية، مما قد يتسبب في نشوب حريق أو انفجار. الشكل المركز من بيروكسيد الهيدروجين هو أيضًا مادة أكالة ويمكن أن يسبب حروقًا شديدة أو تلف الأنسجة إذا لامس الجلد أو العينين. يمكن أن يؤدي استنشاق أبخرة بيروكسيد الهيدروجين إلى تهيج الجهاز التنفسي، وقد يؤدي تناوله إلى حدوث أضرار داخلية خطيرة أو الوفاة. ولذلك، ينبغي اتخاذ احتياطات السلامة المناسبة، مثل ارتداء الملابس والقفازات الواقية، وتجنب ملامسة المواد غير المتوافقة، واستخدامه في منطقة جيدة التهوية، عند التعامل مع بيروكسيد الهيدروجين.
| رموز الخطر | يا، ج |
| وصف الأمان | الابتعاد عن الحرارة، والشرر واللهب. ارتداء ملابس واقية وقفازات. تجنب التلامس مع الجلد والاعين والملابس. لا تتنفس الأبخرة. في حالة نشوب حريق، استخدم رذاذ الماء أو الرغوة أو المواد الكيميائية الجافة أو ثاني أكسيد الكربون. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | الأمم المتحدة 2015 |
| رمز النظام المنسق | 2847.00.00 |
| فئة الخطر | 5.1 |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | سام إذا تم ابتلاعه أو استنشاقه. يسبب حروقا جلدية شديدة وتلفا للعين. قد يسبب تهيج الجهاز التنفسي. قد يسبب حريق أو انفجار. |
طرق تصنيع بيروكسيد الهيدروجين
يمكن تصنيع بيروكسيد الهيدروجين بطرق مختلفة، بما في ذلك عملية الأنثراكينون، والأكسدة الذاتية لـ 2-إيثيلانثرايدروكينون، والتحليل الكهربائي لحمض الكبريتيك المخفف. الطريقة الأكثر شيوعًا للإنتاج التجاري لبيروكسيد الهيدروجين هي عملية الأنثراكينون.
في عملية الأنثراكينون، يتم هدرجة الأنثراكينون أولاً لتكوين أنثراهيدروكينون، والذي يتم أكسدته بعد ذلك بالهواء في وجود محفز لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين. يتم بعد ذلك استخراج بيروكسيد الهيدروجين وتنقيته باستخدام تقنيات مختلفة، مثل التقطير والترشيح.
هناك طريقة أخرى لتصنيع بيروكسيد الهيدروجين وهي الأكسدة الذاتية لـ 2-إيثيلانثرايدروكينون. في هذه الطريقة، يتم تعريض 2-إيثيلانثر هيدروكينون للهواء في وجود محفز قلوي، مما يعزز الأكسدة الذاتية للمركب لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين.
التحليل الكهربائي لحمض الكبريتيك المخفف هو طريقة أخرى لتصنيع بيروكسيد الهيدروجين. في هذه الطريقة، يتم تحليل حمض الكبريتيك المخفف كهربائيًا باستخدام خلية تحليل كهربائي خاصة، والتي تولد بيروكسيد الهيدروجين في أحد الأقطاب الكهربائية.
يمكن أيضًا تصنيع بيروكسيد الهيدروجين بطرق أخرى، مثل التوليف المباشر من الهيدروجين والأكسجين أو اختزال البيروكسيدات باستخدام عوامل اختزال. ومع ذلك، لا تستخدم هذه الطرق بشكل شائع في الإنتاج التجاري لبيروكسيد الهيدروجين بسبب انخفاض كفاءتها ومخاوف السلامة.
استخدامات بيروكسيد الهيدروجين
بيروكسيد الهيدروجين مركب كيميائي متعدد الاستخدامات وله مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لبيروكسيد الهيدروجين:
- تستخدم صناعات النسيج والورق ولب الورق عادة H2O2 كعامل تبييض لإزالة اللون من الأقمشة واللب.
- تستخدم مرافق الرعاية الصحية H2O2 كمطهر فعال لقتل البكتيريا والفيروسات والفطريات وتعقيم المعدات والأسطح الطبية.
- تستخدم محطات معالجة المياه H2O2 لإزالة الشوائب مثل الحديد والمنغنيز ولتطهير المياه.
- تستخدم صبغات الشعر ومنتجات تبييض الأسنان H2O2 لتفتيح لون الشعر والأسنان.
- تستخدم صناعة الطيران H2O2 كوقود صاروخي.
- إنتاج البوليمرات المختلفة، مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين والبوليسترين، ينطوي على استخدام H2O2.
- H2O2 هو عامل تنظيف مفيد لإزالة البقع والأوساخ من الأسطح وتنظيف العدسات اللاصقة.
- يستخدم H2O2 في صناعة المواد الغذائية كعامل تبييض وكمادة حافظة للمنتجات الغذائية.
وبشكل عام، فإن تعدد استخدامات H2O2 يجعله مركبًا كيميائيًا قيمًا له العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات.
أسئلة:
سعر بيروكسيد الهيدروجين
يمكن أن يختلف سعر بيروكسيد الهيدروجين بشكل كبير اعتمادًا على عوامل مختلفة مثل النقاء والتركيز والكمية المشتراة. بشكل عام، يمكن أن يتراوح سعر بيروكسيد الهيدروجين من بنسات لكل رطل لبيروكسيد الهيدروجين من الدرجة الفنية إلى عدة دولارات لكل رطل للدرجات عالية النقاء المستخدمة في التطبيقات المتخصصة.
اعتبارًا من فبراير 2023، كان متوسط سعر بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 35% من الدرجة الغذائية حوالي 20 دولارًا إلى 30 دولارًا للغالون الواحد أو 0.10 دولارًا إلى 0.20 دولارًا للأونصة السائلة. قد يكلف بيروكسيد الهيدروجين الصناعي ذو النقاوة والتركيز الأقل، عادة ما بين 1 دولار و 5 دولارات للغالون الواحد. ومع ذلك، قد تختلف الأسعار حسب المزود والمنطقة وعوامل أخرى.
أين يمكن شراء بيروكسيد الهيدروجين؟
بيروكسيد الهيدروجين هو مركب كيميائي شائع يمكن شراؤه من موردين مختلفين، سواء عبر الإنترنت أو في المتاجر الفعلية. فيما يلي بعض الأماكن التي يمكنك شراء بيروكسيد الهيدروجين فيها:
- موردو المواد الكيميائية: يقدم موردو المواد الكيميائية، مثل Sigma-Aldrich، وFisher Scientific، وVWR International، مجموعة واسعة من درجات وتركيزات بيروكسيد الهيدروجين لمختلف التطبيقات.
- الأسواق عبر الإنترنت: تقدم الأسواق عبر الإنترنت، مثل Amazon وeBay وAlibaba، بيروكسيد الهيدروجين من موردين مختلفين، بنوعيات وتركيزات مختلفة.
- محلات البقالة والصيدليات: تبيع العديد من محلات البقالة والصيدليات بيروكسيد الهيدروجين منخفض التركيز (3٪ إلى 6٪) كمطهر لتنظيف الجروح والإسعافات الأولية.
- متاجر مستلزمات حمامات السباحة: يمكن استخدام بيروكسيد الهيدروجين كمؤكسد لحمام السباحة والمنتجع الصحي للحفاظ على نقاء المياه وتطهيرها. قد تحتوي متاجر مستلزمات حمامات السباحة، مثل Leslie’s Pool Supply، على منتجات بيروكسيد الهيدروجين لهذا الغرض.