ВОДНЮ ПЕРЕКИС. гідроперекис. Н2 O2. сиропообразная рідина, водні розчини якої широко застосовуються в белільной техніці. У невеликих кількостях перекис водню зустрічається в атмосферних опадах, в соках рослин. Освіта її в тваринної і рослинної клітині, мабуть, тісно пов'язане з процесами дихання і засвоєння рослинами вуглекислоти. Водню перекис утворюється також при явищах автоокисления.
Водню перекис була відкрита в 1818 р Тенардье і з тих пір є об'єктом численних наукових досліджень. Технічне значення перекису водню дуже велике. Вона володіє сильним Бєляєв дією і разом з тим не діє руйнівним чином на волокно або інше відбілюючі речовина. Широке поширення перекису водню сильно гальмувалося на початку порівняно високими цінами і малою стійкістю технічного продукту, який виходив тільки у вигляді 3% -ного розчину і тому не витримував витрат по транспорту. Після того як були розроблені зручні і дешеві способи приготування високопроцентних і стійких продуктів (30%), виробництво перекису водню зробилося суттєвою галуззю хімічної промисловості і в даний час сконцентровано на великих хімічних заводах.
При цьому він приймає існування одновалентних і двовалентних аніонів О2 'і О2 ". Також деякі сполуки перекису водню з органічними основами, наприклад, з лупетідіном H2 О2 ∙ 2C7 H15 N, мабуть, є солеобразний речовинами. Досить імовірно, що в водних розчинах перекис водню диссоциирована на іони Н ∙ і АЛЕ2 '.
Будучи ендотермічним з'єднанням, перекис водню легко розкладається з виділенням тепла:
Розкладання водних розчинів відбувається досить повільно, але в присутності сторонніх речовин (каталізаторів) іноді досягає великій швидкості і в разі концентрованих розчинів відбувається з вибухом. Каталізаторами є гл. обр. метали і їхні оксиди: оксид срібла, заліза, свинцю, перекис марганцю, метали групи платини і т. д. Незначних кількостей губчастої або колоїдної платини досить для розкладання великих кількостей перекису водню. Так, розчин 1 г колоїдної платини в 300000 л води в стані розкласти необмежену кількість перекису. Луги також каталізують процес розпаду, і тому тривале зберігання розчинів перекису в скляних судинах неможливо, так як того незначної кількості лугу, яке витягується зі скла, цілком достатньо, щоб викликати розкладання перекису. Тому при роботі з чистою перекисом або її концентрованими розчинами треба вживати заходів проти забруднення і попадання в неї пилу і т. П. З речовин, що знаходяться в рослинній або тваринній клітці, перекис водню розкладають деякі ферменти (каталаза).
Розчини перекису водню можуть бути стабілізований додатком різних речовин. До останніх належать: барбітурова кислота, мила, n-ацетамінофенол, сечова кислота, різні похідні сечовини, гваякол і інші похідні фенольних ефірів, різноманітні аміди і іміди кислот, ацетильную похідні ароматичних підстав, як-то: ацетаніліду, ацетофенетідід (фенацетин), толуолеульфофенетідід , а також дубильні кислота, крохмаль, трагант, агар-агар і ряд інших речовин, які стали предметом численних патентних заявок. Застосування стабілізаторів мало велике значення в справі технічного поширення перекису водню, т. К. Тільки з цього моменту з'явилася можливість приготування концентрованих і стійких препаратів.
Застосування перекису водню в техніці засноване на її окисляє дії. Останнє викликається одним з атомів кисню, що знаходяться в особливому активному стані. Водню перекис перетворює солі закису заліза в солі окису, знебарвлює індиго і інші барвники, сірчистийкислоту окисляє в сірчану, сірчистий свинець - в сірчанокислий, азотної кислоти - в азотну, миш'яковисті - в миш'якову і т. Д. Виділяє йод з йодистого водню, перетворює солі окису хрому в присутності лугів в солі хромової кислоти. У присутності каталізаторів або без них перекис водню окисляє різні органічні сполуки: спирти - в альдегіди і кислоти, кетони - в кетоалкоголі, бензол - в фенол, анілін - в азоксібензол, сульфінових кислоти - в сульфокислоти, гідразосоедіненія - в азосоединения, розщеплює ненасичені сполуки по місця подвійного зв'язку і т. д. Разом з тим перекис водню володіє також і відновні властивості; так, в присутності лугів вона виділяє металеве срібло з розчинів срібних солей, відновлює хлорне золото в слабо кислому розчині до металу, окис ртуті - в металеву ртуть, марганцеву кислоту - в солі закису марганцю. У деяких випадках відновлення і окислення протікають послідовно; так, наприклад, з розчину оцтовокислого свинцю, при дії перекису водню, спочатку випадає чорний осад перекису свинцю, який потім незабаром надлишком перекису водню відновлюється в безбарвний гідрат окису.
Способи приготування перекису водню. Численні спроби отримання перекису водню безпосереднім окисленням водню або, навпаки, відновленням кисню до сих пір не привели до практично сприятливих результатів. Перекис водню утворюється при продуванні через вольтову дугу або водневе полум'я суміші повітря і парів води або з суміші водню з киснем під впливом тихого електричного розряду. Більш сприятливо протікає освіту перекису при окисленні катодного водню. Так, якщо слабкий розчин (1% -ний) сірчаної кислоти піддавати електролізу із застосуванням електродів з амальгованих золота і близько катода продувати повітря при тиску близько 100 atm, то вдається отримати 2,7% -ний розчин перекису з виходом на ток близько 83% . Сірчану кислоту в цьому випадку корисно замінювати слабо кислим розчином сірчанокислого натрію. Технічне значення мають способи отримання перекису водню: 1) розкладанням перекисів барію або натрію кислотами і 2) розкладанням надсірчані кислоти або її солей (персульфат).
1) Вологе перекис барію вносять при сильному помішуванні в 20% -ний розчин сірчаної кислоти до слабо кислої реакції; виділився сульфат барію фільтрують і осаджують залишок сірчаної кислоти їдким баритом. Операцію розкладання ведуть в освінцованних дерев'яних чанах, фільтрування - в фільтр-пресах з гончарного матеріалу або свинцю. Іноді для розкладання користуються вуглекислотою (при підвищеному тиску) або застосовують плавиковую або кремнефтористоводнева кислоту. Плавикова кислота служить також для розкладання перекису натрію. В цьому випадку виходить розчин перекису водню і фтористого натрію, з якого останній осаджують фтористим алюмінієм у вигляді нерозчинної солі Na3 AlF6 (штучний кріоліт). Реакція протікає за рівнянням:
Для звільнення розчинів від фтористого натрію можна користуватися надлишком плавикової кислоти, так як при цьому утворюється важко розчинна кисле фториста сіль
За цим способам виходять тільки слабкі 3% -ві розчини перекису, малопридатні для пересилання на далекі відстані. Концентрування розчинів можна досягти простий дистиляцією, якщо попередньо видалити всі каталізатори, що сприяють розкладанню, і вжити відповідних заходів обережності проти попадання пилу, забруднення і т. П. Згущення за допомогою екстракції ефіром не рекомендується, так як при цьому виходять сильно вибухові органічні перекису.
Перший концентрований (30% -ний) препарат перекису водню був випущений в 1904 р під назвою пергідроль, фірмою Мерк в Дармштадті. Пергідроль Мерк готує розкладанням перекису натрію сірчаною кислотою і наступною разгонкой отриманого розчину під зменшеним тиском. 30% -ву перекис водню можна також отримати з перекису барію і плавикової кислоти.
2) Внаслідок невдачі спроб безпосереднього отримання перекису водню електролізом був розроблений спосіб, що полягає в розкладанні надсірчані кислоти H2 S2 О8 або її солей, які легко готуються електролітичним шляхом. При гидролитическом розкладанні надсірчані кислоти спочатку утворюється кислота Каро (мононадсерная кислота H2 SО5), яка потім розпадається на перекис водню і сірчану кислоту:
При звичайній температурі ці реакції протікають дуже повільно, і значна частина перекисів руйнується внаслідок паралельно протікають реакцій:
Якщо процес вести при нагріванні (80-90 °), то швидкість утворення перекису водню зростає в значно більшому ступені, ніж швидкість розкладання; розчини д. б. попередньо очищені від будь-яких сторонніх речовин, що викликають непродуктивну розпад перекису. Особливо важко звільнитися від слідів платини, що виходить внаслідок анодного розпилення. Для видалення платини користуються додатковим електродом або занурюють в електроліт алюмінієву паличку, на якій платина осідає. Вся апаратура д. Б. зроблена з порцеляни або з гончарних матеріалів.
Іншим джерелом отримання перекису водню в техніці служить персульфат калію. Останній піддається перекристалізації і тому може бути легко очищений від шкідливих домішок. Процес виражається рівняннями:
Сумарне рівняння має вигляд:
Що виходять кисла сірчанокисла сіль калію для регенерації персульфата знову піддається електролізу:
Т. о. сірчана кислота грає тільки роль каталізатора і в процесі не втрачається. Для отримання концентрованих препаратів розчини піддають дистиляції при великому розрідженні. У деяких випадках для отримання перекису водню замість персульфат користуються перкарбонати або перборат.
Т. к. Різні речовини сприяють розпаду перекису, то отримані розчини іноді піддають додатковому очищенню. Таких речовин особливо багато в розчинах перекису, отриманих з перекису барію (солі марганцю і заліза). Від них звільняються додатком фосфорної кислоти. Для видалення слідів лугу розчини підкисляють сірчаною, фосфорної або органічними кислотами, з яких найчастіше застосовують щавлеву.
З причини незручностей, пов'язаних з перевезенням водних розчинів на далекі відстані, були зроблені спроби отримання твердих препаратів перекису водню. До них відноситься, наприклад, з'єднання перекису водню і сечовини, вперше отримане російським хіміком Танатаров. Це само по собі малоустойчивое тіло стабілізується додатком кислот (лимонної, щавлевої і т. П.); препарати ці звуться ортізона і пергідріта.
Застосування перекису водню. У продажу перекис водню існує у вигляді 3% -ного і 30% -ного (пергідроль) розчинів. У техніці їх застосовують для цілей вибілювання, особливо в тих випадках, де інші Бєляєв речовини шкідливо діють на відбілюючі тіло (наприклад, для вибілювання шовку, вовни, пера, воску, слонової кістки, рогу, хутра і т. Д.). Ними користуються також для освіження олійних фарб на картинах і для цілей консервування (наприклад, молока). У медицині перекис водню має широке застосування як дезінфікуючий речовина. Введена в рану, перекис водню утворює піну, ніж сприяє промиванню рани.