Водороден прекис
Водороден прекис
Повечето хора са запознати с водородния прекис като съединение, използвано за избелване на косата. Може да се използва и за дезинфекция на вода.
Луис Жак Тенар открива водородния прекис през 1818 г. Водородният прекис се състои от атоми на кислород и водород. Може да се намери по цялата земя. Водородният прекис съдържа комбинация от два водородни атома и два кислородни атома.
В околната среда водородният прекис може да се намери в много ниски концентрации. Водородният пероксиден газ се получава чрез фотохимични реакции в атмосферата около Земята. Може да се намери и във вода в малки количества.
Пероксидът е химично съединение, което съдържа пероксидния йон (O2 2-).
Пероксидният йон се състои от единична връзка между два кислородни атома: (O-O) 2-. Той е мощен окислител.
Водородният пероксид има химическата формула H2O2 и следната структурна формула:
Н-О-О-Н
Молекулата на водородния прекис съдържа допълнителен кислороден атом в сравнение с по-стабилната водна молекула. Връзката между двата кислородни атома, наричана още пероксидна връзка, се прекъсва, когато се образуват два H-O радикала. Тези радикали реагират бързо с други вещества, тъй като се образуват нови радикали и след това се осъществява верига от реакции. Разтворът на водороден прекис прилича на вода и може да се разтваря във вода без ограничения. При високи концентрации тези разтвори дразнят и издават киселинен мирис. Водородният пероксид е запалим. При ниски температури той става твърд. Количеството водороден прекис в разтвора се изразява като тегловни проценти. За пречистване на вода обикновено се използват концентрации на водороден прекис от 30-50%.
Водородният пероксид се използва за различни приложения, тъй като е много селективен. Чрез промяна на условията на реакцията (температура, рН, доза, време за реакция и добавяне на катализатор), пероксидът ще атакува различни замърсявания.
Корозия поради водороден прекис
Корозията на системата за пречистване на водата поради водороден прекис зависи от количеството произведен разтворен кислород. Кислородът причинява корозия на метали, съдържащи желязо. Количеството желязо и pH имат по-голямо влияние върху корозионната сила на пероксида, отколкото собствената му концентрация.
Разрушаване на водороден прекис
Водородният пероксид може да се разпадне по време на транспортиране. След това се отделят кислород и топлина. Водородният прекис се самовъзпламенява, но кислородът също може да увеличи риска от запалване на други вещества. В разредените разтвори топлината се абсорбира от водата. В концентрираните разтвори температурата на разтворите се повишава, ускорявайки разрушаването на водородния прекис. Скоростта на разрушаване се умножава по 2,2 за всяко повишаване на температурата с 10 ° C. Алкалността и наличието на замърсяване също ускоряват разрушаването на водородния прекис.
За производството на водороден прекис се използват специални катализатори, за да се гарантира, че водородният прекис не се разрушава от замърсителите във водата.
От 1880 г. водородният прекис е търговски продукт. За първи път е произведен във Великобритания чрез изгаряне на бариева сол (Ba), която произвежда бариев пероксид (BaO2). След това бариев пероксид се разтваря във вода и се получава водороден пероксид. От деветнадесети век производството на водороден прекис значително се е увеличило. В днешно време се произвеждат половин милиард килограма годишно.
Водородният пероксид може да се транспортира в контейнери от полиетилен, неръждаема стомана или алуминий. Когато водородният прекис влезе в контакт с запалими вещества, като дърво, хартия, масло, памук, може да възникне самозапалване. Когато водородният пероксид се смесва с органичен материал като алкохоли, ацетон или други кетони, алдехиди и глицерол, могат да се получат силни експлозии.
Когато водородният прекис влезе в контакт с вещества като желязо, мед, хром, олово, сребро, манган, натрий, калий, магнезий, никел, злато, платина, металоиди, метални оксиди или метални соли, това също може да причини силни експлозии. Ето защо водородният прекис често се транспортира в разредена форма.
Най-старото приложение на водороден прекис е при избелване на сламена шапка, много популярна практика в началото на ХХ век. От 1920 до 1950 г. водородният прекис се получава чрез електролиза. Този метод позволи да се получи чист водороден прекис. В наши дни процесът на автоокисляване се използва за получаване на водороден прекис. По време на този процес водородът е суровина.
Разнообразие от водороден прекис
Водородният пероксид е гъвкаво съединение, може да се използва за много приложения. Може да се използва както за въздух, така и за вода, отпадъчни води или почва. Понякога се комбинира с други агенти за подобряване и ускоряване на процесите. Водородният пероксид се използва по-често за отстраняване на замърсителите от водата и въздуха. Той предизвиква растежа (например биообрастания във водни системи) и може да насърчи растежа на бактерии (например биолекове в замърсени почви и подпочвени води) чрез добавяне на кислород. Може да се използва и за третиране на замърсители, които лесно могат да бъдат окислени (например за желязо), отколкото за замърсители, които трудно се окисляват (например разтворени твърди вещества или пестициди).
И накрая, може да се използва за избелване на хартия, текстил, зъби и коса или за производство на храна, минерали, нефтохимикали и прах за пране. В чист вид водородният прекис се използва като доставчик на кислород за управление на руските подводници.
Водородният пероксид е силен окислител. Той е по-мощен от хлора (Cl2), хлорния диоксид (ClO2) и калиев перманганат (KMnO4). Чрез катализа водородният пероксид може да се превърне в хидроксирадикал (OH). Окислителният потенциал на водородния пероксид е малко по-нисък от този на озона.