Estrutura de peróxido de hidrogênio (H2O2), propriedades, usos, obtenção

Ele peróxido de hidrogênio É um composto inorgânico cuja fórmula química é h₂QUALQUER₂. Todo mundo é o peróxido mais simples desta família de compostos químicos. Sua fórmula estrutural é H-O-O-H, esta ponte oxigenada interna sendo característica para todos os peróxidos.

Em 1818, H₂QUALQUER₂ Foi identificado por Louies Jacques Thénard, que preparou um composto químico que ele chamou para então Huzigenada. É um composto instável, decompõe -se pela exposição à luz, calor e alguns metais.

Fórmula química de peróxido de hidrogênio

É um composto muito útil que é usado na desinfecção de pequenas feridas, clareador de cabelo, tratamento de água, etc. Embora ele possa ter ações prejudiciais para o ser humano, é encontrado em todas as células eucarióticas dos seres vivos, onde ele desempenha várias funções benéficas.

O peróxido de hidrogênio produz oxidação de substâncias tóxicas, como fenóis, etanol, formaldeído, etc., produtos que são eliminados pelo fígado e rins. Além disso, contribui para a destruição das bactérias fagocitadas por neutrófilos e leucócitos de macrófagos.

[TOC]

Estrutura

Molécula

Molécula de peróxido de hidrogênio representada com um modelo de esferas e barras. Fonte: Benjah-BMM27 via Wikipedia.

Na imagem superior, a estrutura da molécula H pode ser vista₂QUALQUER₂ (H-O-O-H), com as esferas vermelhas correspondentes a átomos de oxigênio e átomos de hidrogênio branco. Observe que a molécula não é plana e que nem os átomos H são eclipsados ​​no espaço (um na frente do outro).

Curiosamente, para H₂QUALQUER₂ É difícil girar seu link central simples O-O, para que as posições destes H não possam ser trocadas; um não vai cair enquanto o outro sobe.

Porque? Porque nos dois átomos de oxigênio, existem dois pares livres de elétrons, o que fornece um total de oito elétrons muito próximos e que se repelirem por suas cargas negativas.

Rotações

Mesmo assim, é provável que o link O-O gire devido a interações com o ambiente.

Por exemplo, quando junto com os dois polegares, com os dedos se estendidos e os outros fechados, como desenhar um tribunal, e depois girar os polegares de tal maneira que um dos dedos se destina para frente e o outro para trás, haverá um Representação aproximada de H₂QUALQUER₂.

Se um corpo reproduzir algum dos índices, os polegares girarão em resposta a essa interação; No entanto, eles retornarão imediatamente à sua posição original devido às repulsões eletrônicas mencionadas acima. Essas rotações enquadram os aspectos dinâmicos desta molécula.

Interações intermoleculares

No estado líquido o H₂QUALQUER₂ consegue estabelecer pontes de hidrogênio (hooh-o₂H₂), caso contrário, seu alto ponto de ebulição (150 ºC) não seria explicado em comparação com a água.

Pode servir a você: sulfato de cálcio (case4): estrutura química, propriedades, usos

Uma vez que passa para a fase gasosa, as moléculas M₂QUALQUER₂ Presumivelmente, não pode mais formar essas pontes, não apenas para a maior distância intermolecular, mas também os átomos de hidrogênio seriam os primeiros a serem tocados em caso de colisões (isso pode ser visualizado recorrendo ao modelo de dedos).

Enquanto isso, na fase sólida, o ângulo dos aviões que estabelecem o H é 90º (coloque os dedos perpendiculares). Agora as pontes de hidrogênio se tornam ainda mais importantes e as moléculas H₂QUALQUER₂ Eles são ordenados em um cristal de estrutura tetragonal.

Propriedades

Sbotella com peróxido de hidrogênio. Nas farmácias, é alcançado com uma concentração de 3% m/v. Fonte: Pixnio.

Nomes

-Peróxido de hidrogênio

-Dioxidano

-Oxidanol

-Ácido perhydoxico

-O-hidroxiol

-Água oxigenada

Massa molar

34.0147 g/mol

Aparência física

Azul pálido (concentrado) ou incolor. É um pouco mais viscoso e denso que a água. É destilado para segurança a baixas temperaturas e pressão reduzida, pois se decompõe aquecendo explosivamente.

Cheiro

Agudo ou um cheiro semelhante ao ozônio.

Sabor

Amargo

Densidade

Sólido 1,71 g/cm³

As densidades de suas soluções aquosas dependem de sua concentração; Por exemplo, 27 % têm uma densidade de 1,10 g/cm³, enquanto 50 %, 1,13 g/cm³

Ponto de fusão

- 0,43 ºC

Ponto de ebulição

150.2 ºC. Este valor foi obtido por extrapolação, uma vez que o peróxido de hidrogênio se decompõe a altas temperaturas.

Solubilidade em água

Miscível ≥ 100 mg/ml a 25 ° C

Solubilidade

É solúvel em éter e álcoois, mas insolúvel em éter de petróleo. Se decompõe em água e oxigênio em muitos solventes orgânicos.

Coeficiente de partição de octanol/água

Log p = - 0,43

Pressão de vapor

5 mmHg a 30 ºC.

Constante de dissociação

PKA = 11,72

ph

As soluções de peróxido de hidrogênio são ligeiramente ácidas. Por exemplo, um a 35% tem um pH de 4,6; Mas quando se concentra em 90%, o pH se torna menos ácido: 5.1.

Índice de refração (n_D)

1.4061

Gosma

1,245 cpoise a 20 ° C.

Capacidade de calor

1.267 J/G · K (gás)

2.619 J/G · K (líquido)

Calor de vaporização

1.519 J/G · K

Estabilidade

Estável nas condições recomendadas. A adição de acetanilídeo e sais de lata os estabiliza mais.

Corrosão

Corrosivo

Decomposição

Ele se decompõe pela exposição à luz ou na presença de substâncias oxidantes e redutores. Também é quebrado por aquecimento. Quando é apreendido, a água e o oxigênio são liberados e favorecidos por um aumento de pH e temperatura, bem como com a presença da enzima catlase.

Pode atendê -lo: peróxido de sódio (Na2O2): estrutura, propriedades, usos

Tensão superficial

80,4 Dins/cm A 20 ºC

Reatividade

O h₂QUALQUER₂ Ele atua como um agente oxidante em soluções ácidas de ferro ferroso (fé²⁺) Ferro férrico (f³⁺); também oxidam o íon sulfito (então₃^2-) para sulfato de íons (então₄^2-).

Também pode atuar como um agente redutor na presença de soluções básicas, reduzindo o hipoclorito de sódio (NAOCL) e permanganato de potássio (KMNO₄) Com liberação de oxigênio.

Formulários

Branqueamento

O peróxido de hidrogênio é usado na indústria de papel no branqueamento de polpa e papel, que consome a maior parte de sua produção anual.

Desinfetante

O peróxido de hidrogênio é um anti -séptico suave para evitar pequenas infecções da ferida, arranhões e queimaduras. Também é usado como enxágue na boca e para aliviar a irritação leve da boca devido à presença de porta -vozes ou gengivite.

Também é usado para desinfetar superfícies, o interior de geladeiras, água e combate o crescimento bacteriano excessivo em sistemas de água e torres de resfriamento. O peróxido de hidrogênio libera radicais sem oxigênio, que decompõem poluentes.

Detergente

O peróxido de hidrogênio é usado na fabricação de detergentes de clareamento das roupas, incluindo carbonato de sódio. Este composto é um complexo de carbonato de sódio e peróxido de hidrogênio que é dissolvido na água se separa em seus componentes.

Aplicação cosmética

O peróxido de hidrogênio diluído é usado no clareamento do cabelo, antes de manchas. Também é usado para branquear os dentes, como parte de um creme dental caseiro.

Propulsor

O peróxido de hidrogênio é usado como um componente monoporpora ou oxidante de um foguete biproposo. Ele quebra liberando oxigênio e água, uma característica que permitiu seu uso como propulsor.

Uma célula de reação é bombeada com a presença de um catalisador que acelera disse que a decomposição. Durante isso, o vapor de água é produzido em alta temperatura.

Quando o vapor é expulso através de uma lacuna produz um impulso. O submarino V-80 construído em 1940, usado nas turbinas de oxigênio geradas a partir de peróxido de hidrogênio; chamado Sistema de Turbina Walter.

Obtenção

Inicialmente, o peróxido de hidrogênio foi obtido industrialmente por hidrólise de persulfato de amônio, [(NH₄)₂S₂QUALQUER₈] ou a eletrólise do bissulfato de amônio, NH₄HSO₄.

O peróxido de hidrogênio é obtido industrialmente através do uso de antraquinona. O processo é realizado em quatro etapas: hidrogenação, filtração, oxidação, extração e purificação.

Pode servir a você: Fluoreto de magnésio: estrutura, propriedades, síntese, usos

Hidrogenação

Alquilantroquinona é hidrogenado pela passagem de gás hidrogênio através de um hidrogenador carregado com alumina e uma pequena quantidade do catalisador (paladio). A temperatura é mantida a 45 ºC com agitação permanente.

A alkyndroquinona é convertida em alquiloantrahidroquinona e a tetra -hidroalquilantrahidroquinona, selecionando o último para sua maior conveniência para os seguintes procedimentos.

Filtração

A solução contida.

Oxidação

A solução filtrada oxida passando o ar através dele, formando baixa pureza de hidrogênio peróxido.

Extração e purificação

A solução com peróxido de hidrogênio cruza uma coluna de extração líquido-líquido. A água flui através da coluna, enquanto a solução com peróxido de hidrogênio é bombeada por ela.

A água atinge o fundo do extrator com uma concentração de peróxido de hidrogênio entre 25 e 35 % p/p. Em seguida, é purificado por destilação a vácuo, para uma concentração de 30 % de peróxido de hidrogênio. Finalmente estabilizado e armazenado.

Riscos

Queima de peróxido de hidrogênio. Fonte: Bobjgalindo [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

O peróxido de hidrogênio é um agente corrosivo; portanto, o contato da pele produz grave irritação, além de clareamento temporário (imagem superior). Também pode produzir danos oculares, coceira, salto, vermelhidão e formação de ampolas.

Sua inalação produz irritação no nariz, garganta e pulmões. Enquanto isso, a exposição repetida pode causar bronquite, tosse, fleuma e encurtamento da respiração. E como se não fosse suficiente, também gerou dor de cabeça, vahid, náusea e vômito.

A exposição séria ao peróxido de hidrogênio pode produzir acumulação líquida nos pulmões, que é conhecida como edema pulmonar: condição grave que requer atenção médica imediata.

A Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) estabeleceu o máximo permitido para peróxido de hidrogênio de 1 ppm em um ambiente de trabalho em um dia de 8 horas. No entanto, como é um composto mutagênico, a exposição ao mínimo deve ser reduzida.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Peróxido de hidrogênio. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. William r. Busing e Henri A. Imposição. (2004). Estrutura cristalina e molecular do peróxido de hidrogênio: um estudo de nêutrons - difração. doi.org/10.1063/1.1696379
4. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Peróxido de hidrogênio. Banco de dados PubChem. CID = 784. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
5. Os editores da Enyclopaedia Britannica. (27 de novembro de 2018). Peróxido de hidrogênio. Encyclopædia britannica. Recuperado de: Britannica.com
6. Departamento de Saúde de Nova Jersey. (2016). Peróxido de hidrogênio. [PDF]. Recuperado de: NJ.Gov
7. Mathews, c. K., Van holde, k. E., Ahern, k. G. (2002). Bioquímica. Terceira edição. Pearson Addison Wesley Editorial
8. Md web. (2019). Peróxido de hidrogênio. Recuperado de: webmd.com