נוסחת בסיס החיים - מים ידועים. המולקולה שלו מורכבת משני אטומי מימן וחמצן אחד, שנכתב כ-H2O. אם יש פי שניים יותר חמצן, אז יתברר חומר אחר לגמרי - H2O2. מה זה וכיצד החומר שנוצר יהיה שונה מהמים ה"יחסיים" שלו?
H2O2 - מה זה החומר הזה?
בוא נתעכב על זה ביתר פירוט. H2O2 היא הנוסחה למי חמצן, כן, אותה אחת שמטפלת בשריטות, לבן. מי חמצן H2O2 - השם המדעי של החומר.
תמיסת מי חמצן של 3% משמשת לחיטוי. בצורה טהורה או מרוכזת, הוא גורם לכוויות כימיות בעור. תמיסה של שלושים אחוז מי חמצן נקראת אחרת פרהידרול; זה שימש בעבר במספרות להלבנת שיער. העור שהוא שורף גם הופך לבן.
מאפיינים כימיים של H2O2
מי חמצן הוא נוזל חסר צבע עם טעם "מתכתי". זהו ממס טוב ומתמוסס בקלות במים, אתר, אלכוהול.
תמיסות של שלושה ושישה אחוז מי חמצן מוכנות בדרך כלל על ידי דילול תמיסה של שלושים אחוז. כאשר H2O2 מרוכז מאוחסן, החומר מתפרק עם שחרור חמצן, ולכן, באטום היטבאין לאחסן אותו במיכלים על מנת למנוע פיצוץ. עם ירידה בריכוז החמצן, היציבות שלו עולה. כמו כן, כדי להאט את הפירוק של H2O2, ניתן להוסיף לו חומרים שונים, למשל חומצה זרחתית או סליצילית. כדי לאחסן תמיסות בריכוז חזק (יותר מ-90 אחוז) מוסיפים לפרוקסיד נתרן פירופוספט, המייצב את מצב החומר, ומשתמשים גם בכלי אלומיניום.
H2O2 בתגובות כימיות יכול להיות גם חומר מחמצן וגם חומר מפחית. עם זאת, לעתים קרובות יותר, מי חמצן מפגין תכונות חמצון. מי חמצן נחשב לחומצה, אך חלש מאוד; מלחי מי חמצן נקראים מי חמצן.
תגובת הפירוק כשיטה להפקת חמצן
תגובת הפירוק של H2O2 מתרחשת כאשר חומר נחשף לטמפרטורה גבוהה (יותר מ-150 מעלות צלזיוס). התוצאה היא מים וחמצן.
נוסחת תגובה - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2
אתה יכול לחשב את המאזן האלקטרוני של H2O2 במשוואה:
מצב חמצון של H ל-H2O2 ו-H2O=+ 1.
מצב חמצון O: ב-H2O2=-1, ב-H2O=-2, ב-O2=02 O
-1 - 2e -> O20
O-1 + e -> O-2
2 H2O2=2 H2O + O2
פירוק מי חמצן יכול להתרחש גם בטמפרטורת החדר אם משתמשים בזרז (כימיקל שמאיץ את התגובה).
במעבדות אחת השיטות להשגת חמצן לצד פירוקמלח berthollet או אשלגן פרמנגנט, הוא תגובת הפירוק של מי חמצן. במקרה זה, תחמוצת מנגן (IV) משמשת כזרז. חומרים נוספים שמאיצים את פירוק H2O2 הם נחושת, פלטינה, נתרן הידרוקסיד.
היסטוריה של גילוי החמצן
הצעדים הראשונים לקראת גילוי החמצן נעשו בשנת 1790 על ידי אלכסנדר הומבולדט הגרמני, כאשר גילה את הפיכתה של תחמוצת בריום למי חמצן בעת חימום. תהליך זה היה מלווה בספיגת חמצן מהאוויר. 12 שנים מאוחר יותר, המדענים Tenard ו- Gay-Lussac ערכו ניסוי על בעירה של מתכות אלקליות עם עודף חמצן, וכתוצאה מכך נתרן חמצן. אבל מי חמצן הושג מאוחר יותר, רק ב-1818, כאשר לואי טנארד חקר את השפעת החומצות על מתכות; לאינטראקציה היציבה שלהם, היה צורך בכמות נמוכה של חמצן. ערך ניסוי מאשש עם בריום חמצן וחומצה גופרתית, המדען הוסיף להם מים, מימן כלורי וקרח. לאחר זמן קצר מצא טנר טיפות קטנות שהתמצקו על דפנות המיכל עם בריום חמצן. התברר שזה היה H2O2. ואז הם נתנו ל-H2O2 שהתקבל את השם "מים מחומצנים". זה היה מי חמצן - נוזל חסר צבע, חסר ריח, בקושי מתאדה, שממיס חומרים אחרים היטב. התוצאה של האינטראקציה של H2O2 ו-H2O2 היא תגובת דיסוציאציה, הפרוקסיד מסיס במים.
עובדה מעניינת - תכונותיו של החומר החדש התגלו במהירות, מה שאיפשר להשתמש בו בעבודות שיקום. טנרד עצמו שיחזר את הציור עם מי חמצן.רפאל, חשוך בגלל הגיל.
מי חמצן במאה ה-20
לאחר מחקר מעמיק של החומר שהתקבל, החלו לייצר אותו בקנה מידה תעשייתי. בתחילת המאה העשרים הוכנסה טכנולוגיה אלקטרוכימית לייצור פרוקסיד המבוססת על תהליך האלקטרוליזה. אבל חיי המדף של החומר שהושג בשיטה זו היו קטנים, כשבועיים. מי חמצן טהור אינו יציב, ורובו הופק ב-30% להלבנת בדים, ו-3% או 6% לשימוש ביתי.
מדענים מגרמניה הנאצית השתמשו בפרוקסיד כדי ליצור מנוע רקטי דלק נוזלי, ששימש לצרכי הגנה במלחמת העולם השנייה. כתוצאה מאינטראקציה של H2O2 ומתנול/הידרזין, התקבל דלק חזק, עליו הגיע המטוס למהירויות של יותר מ-950 קמ ש.
איפה משתמשים ב-H2O2 עכשיו?
- ברפואה - לטיפול בפצעים;
- תכונות ההלבנה של החומר משמשות בתעשיית העיסה והנייר;
- בתעשיית הטקסטיל, בדים טבעיים וסינטטיים, פרוות, צמר מולבנים עם מי חמצן;
- כדלק רקטה או המחמצן שלו;
- בכימיה - לייצור חמצן, כחומר מקציף לייצור חומרים נקבוביים, כזרז או כחומר הידרוג;
- לייצור חומרי חיטוי או מוצרי ניקוי, אקונומיקה;
- להלבנת שיער (זו שיטה מיושנת, מכיוון שהשיער ניזוק קשות על ידי מי חמצן);
- יש אנשים שמשתמשים בפרוקסיד כדי להלבין את השיניים שלהם, אבל זה שוחק את האמייל שלהם;
- אקווריסטים וחוות דגים משתמשים בתמיסת 3% H2O2 כדי להחיות דגים חנוקים, להרוג אצות וטפילים באקווריום, ולהילחם במחלות דגים מסוימות;
- בכל התעשיות, מי חמצן יכול לשמש כחומר חיטוי למשטחים, ציוד, אריזות;
- לניקוי בריכה;
- להפקת מתכות ושמן בתעשיית הכרייה והנפט;
- לעיבוד מתכות וסגסוגות בעיבוד מתכת.
שימוש ב-H2O2 בחיי היומיום
ניתן להשתמש בהצלחה במי חמצן כדי לפתור בעיות ביתיות שונות. אבל רק 3% מי חמצן יכול לשמש למטרות אלה. הנה כמה דרכים:
- לניקוי משטחים, שפכו מי חמצן לכלי עם אקדח ריסוס ורססו על אזורים מזוהמים.
- כדי לחטא חפצים, נגב אותם בתמיסת H2O2 לא מדוללת. זה יעזור לנקות אותם ממיקרואורגניזמים מזיקים. ניתן להשרות ספוגי כביסה במים עם מי חמצן (פרופורציה 1:1).
- כדי להלבין בדים בעת שטיפת דברים לבנים, הוסף כוס מי חמצן. ניתן גם לשטוף בדים לבנים במים מעורבבים עם כוס H2O2. שיטה זו מחזירה לובן, מונעת מבדים להצהיב ועוזרת להסיר כתמים עיקשים.
- כדי להילחם בעובש ובפטריות, ערבבו פרוקסיד ומים ביחס של 1:2 בבקבוק תרסיס. רססו את התערובת שהתקבלה על משטחים מזוהמים ולאחר 10 דקות, נקה אותם עם מברשת או ספוג.
- ניתן לחדש את הדיס הכהה באריחים על ידי ריסוס מי חמצן על האזורים הרצויים. לאחר 30 דקות, שפשפו אותם היטב עם מברשת נוקשה.
- כדי לשטוף כלים, הוסף חצי כוס H2O2 לאגן מלא של מים (או כיור עם ניקוז סגור). כוסות וצלחות שנשטפו בתמיסה זו יבריקו בניקיון.
- כדי לנקות את מברשת השיניים שלך, טבלו אותה בתמיסת חמצן לא מדוללת של 3%. לאחר מכן שטפו תחת מים זורמים חזקים. שיטה זו מחטאת היטב את פריט ההיגיינה.
- כדי לחטא ירקות ופירות שנרכשו, רססו אותם בתמיסה של חלק אחד מי חמצן וחלק אחד מים, ולאחר מכן שטפו אותם היטב במים (יכולים להיות קרים).
- בקוטג' הקיץ, בעזרת H2O2, ניתן להילחם במחלות צמחים. עליך לרסס אותם בתמיסת חמצן או להשרות את הזרעים זמן קצר לפני השתילה ב-4.5 ליטר מים מעורבבים עם 30 מ"ל של ארבעים אחוז מי חמצן.
- כדי להחיות דגי אקווריום, אם הם מורעלים מאמוניה, נחנקים כשהאוורור כבוי, או מסיבה אחרת, אפשר לנסות לשים אותם במים עם מי חמצן. יש צורך לערבב 3% מי חמצן עם מים בשיעור של 30 מ"ל ל-100 ליטר ולהניח אותו בתערובת המתקבלת של דגים חסרי חיים למשך 15-20 דקות. אם הם לא מתעוררים לחיים בזמן הזה, אז התרופה לא עזרה.
מי חמצן בטבע
מי חמצן לא צריך להיחשב כתרכובת מלאכותית המתקבלת רק במעבדות. ב-H2O2נמצא בגשם ושלג, באוויר הרים. בהרים ניתן למצוא מעיינות ונהרות עם מים לבנים מבועות החמצן הקטנות ביותר, מה שנחשב בצדק לשימושי. מעטים יודעים שהצבע והבועות נובעים מנוכחות של H2O2 במים, הנוצר עקב אוורור טוב שלו. בינתיים, לא צריך לפחד לשתות מים לא רותחים כאלה, אלא אם כן, כמובן, יש מפעלים ומפעלים בקרבת מקום. מי חמצן, המצוי באופן טבעי במים, פועל כחומר חיטוי נגד מיקרואורגניזמים וטפילים.
אפילו ניעור נמרץ של בקבוק מים מייצר מעט מי חמצן, מכיוון שהמים רוויים בחמצן.
פירות וירקות טריים מכילים גם H2O2 עד שהם מבושלים. במהלך חימום, הרתחה, צלייה ותהליכים אחרים עם טמפרטורה גבוהה נלווית, כמות גדולה של חמצן נהרסת. לכן מזונות מבושלים נחשבים לא כל כך שימושיים, אם כי נשארת בהם כמות מסוימת של ויטמינים. מיצים סחוטים טריים או קוקטיילי חמצן המוגשים בבתי ההבראה שימושיים מאותה סיבה - בשל ריווי חמצן, שנותן לגוף כוח חדש ומנקה אותו.
סכנה של בליעת מי חמצן
לאחר האמור לעיל, אולי נראה שניתן ליטול מי חמצן באופן ספציפי דרך הפה, וזה יועיל לגוף. אבל זה בכלל לא המקרה. במים או במיצים, התרכובת נמצאת בכמויות מזעריות וקשורה קשר הדוק לחומרים אחרים. נטילת מי חמצן "לא טבעי" פנימה(וכל מי חמצן שנקנה בחנות או מיוצר באופן עצמאי כתוצאה מניסויים כימיים אינו יכול להיחשב טבעי בשום צורה, וחוץ מזה, יש לו ריכוז גבוה מדי בהשוואה לטבעי) עלול להוביל לסכנת חיים ובריאות. כדי להבין מדוע, עלינו לחזור ולעיין בכימיה.
כפי שכבר ציינו, בתנאים מסוימים, מי חמצן נהרס ומשחרר חמצן, שהוא חומר מחמצן פעיל. לדוגמה, תגובת פירוק יכולה להתרחש כאשר H2O2 מתנגש עם פרוקסידאז, אנזים תוך תאי. השימוש בפרוקסיד לחיטוי מבוסס על תכונות החמצון שלו. לכן, כאשר הפצע מטופל ב-H2O2, החמצן המשוחרר הורס את המיקרואורגניזמים הפתוגניים החיים שנפלו לתוכו. יש לו אותה השפעה על תאים חיים אחרים. אם תטפלו בעור שלם בפרוקסיד, ולאחר מכן תנגבו את האזור באלכוהול, תרגישו תחושת צריבה, המאשרת את נוכחותם של נזק מיקרוסקופי לאחר חמצן. אבל עם שימוש חיצוני בפרוקסיד בריכוז נמוך, לא תהיה פגיעה ניכרת בגוף.
דבר נוסף אם תנסה להכניס אותו פנימה. החומר הזה, שמסוגל לפגוע אפילו בעור עבה יחסית מבחוץ, חודר לריריות של מערכת העיכול. כלומר, מיני-כוויות כימיות מתרחשות. כמובן שחומר החמצון המשתחרר - חמצן - יכול גם להרוג חיידקים מזיקים. אבל אותו תהליך יתרחש עם תאי מערכת העיכול. אם כוויות כתוצאה מפעולהחומר החמצון יחזור על עצמו, ואז תתאפשר ניוון של הממברנות הריריות, וזהו הצעד הראשון לקראת סרטן. מוות של תאי מעיים מוביל לחוסר יכולת של הגוף לספוג חומרים מזינים, זה מסביר, למשל, ירידה במשקל והעלמת עצירות אצל חלק מהאנשים העוסקים ב"טיפול" עם חמצן.
בנפרד, יש לומר על שיטה כזו של שימוש בפרוקסיד כזריקות לווריד. גם אם מסיבה כלשהי הם נקבעו על ידי רופא (זה יכול להיות מוצדק רק במקרה של הרעלת דם, כאשר אין תרופות מתאימות אחרות), אז בפיקוח רפואי ועם חישוב קפדני של מינונים, עדיין יש סיכונים. אבל במצב כל כך קיצוני, זו תהיה הזדמנות להחלמה. בשום מקרה אסור לרשום לעצמך זריקות של מי חמצן. H2O2 מהווה סכנה גדולה לתאי הדם - אריתרוציטים וטסיות דם, שכן הוא הורס אותם כשהוא חודר למחזור הדם. בנוסף, עלולה להתרחש חסימה קטלנית של כלי הדם על ידי החמצן המשוחרר - תסחיף גזים.
אמצעי בטיחות לטיפול ב-H2O2
- הרחק מהישג ידם של ילדים ואנשים חולים. חוסר הריח והטעם המודגש הופכים את החמצן למסוכן במיוחד עבורם, שכן ניתן ליטול מנות גדולות. אם התמיסה נבלעת, ההשלכות של השימוש עלולות להיות בלתי צפויות. פנה מיד לטיפול רפואי.
- תמיסות פרוקסיד בריכוז של יותר משלושה אחוז גורמות לכוויות במגע עם העור. יש לשטוף את האזור השרוף בהרבה מים.
- אל תאפשר לתמיסת החמצן להיכנס לעיניים, מכיוון שנוצרות נפיחות, אדמומיות, גירוי ולעיתים כאב. עזרה ראשונה לפני הפנייה לרופא - שטיפת העיניים בהרבה מים.
- שמרו על החומר בצורה שברור שהוא H2O2, כלומר במיכל עם מדבקה כדי למנוע שימוש לרעה בשוגג.
- תנאי אחסון שמאריכים את חייו - מקום חשוך, יבש וקריר.
- אין לערבב מי חמצן עם נוזלים אחרים מלבד מים טהורים, כולל מי ברז עם כלור.
- כל האמור לעיל חל לא רק על H2O2, אלא על כל התכשירים המכילים אותו.
