Реферат на тему Пероксид водорода. Природа связей и химические свойства. Окислительно-восстановительная двойственность. Радикально-ионный механизм разложения в присутствии ионов железа(II). Применение в медицине и фармации.

Содержание:

Введение. 2

1.
История открытия пероксида водорода и его основные свойства. 4

2.
Область применения пероксида водорода. 6

3.
Возможности промышленного применения перекиси. 7

4.
Радикальный распад пероксида водорода под действием ионов железа. 10

5.
Применение в медицине и фармации. 12

Заключение. 14

Список
использованной литературы.. 15

Введение:

Пероксид водорода (H2O2),
бесцветная жидкость, обычно получаемая в виде водных растворов различной крепости,
используемая главным образом для отбеливания хлопка и других текстильных
изделий, и древесной массы, в производстве других химических веществ, в
качестве ракетного топлива, а также в косметических и медицинских целях.
Растворы, содержащие более 8% пероксида водорода, вызывают ожог кожи.

Многие из его физических свойств
напоминают свойства воды. Он имеет больший диапазон жидкого состояния, чем
вода, плавится при -0,43 °C и кипит при 150,2°C, а также имеет более высокую
плотность (1,44 грамма на кубический сантиметр при 25°C), чем вода.

Диэлектрическая проницаемость
чистого H2O2, как и воды, довольно высокая – 70,7 при 25
°C, по сравнению со значением 78,4 для воды при 25 °С.

Большинство промышленных пероксидов
водорода получают с помощью специального процесса, в котором используется в
качестве сырья только водород и кислород. Процесс включает окисление
2-этилантрахинола до 2-этилантрахинона путем пропускания воздуха через раствор
хинола в органическом растворителе. Образующийся пероксид водорода экстрагируется
в воду. Затем хинон восстанавливается обратно в хинол водородом в присутствии
палладия на инертной подложке. Таким образом, этот процесс носит циклический
характер. Исследование восстановительных потенциалов может показать, что водные
растворы перекиси водорода или чистой жидкости должны самопроизвольно
разлагаться на воду и кислород.

2H2O2
→ 2H2O + O2

В отсутствие катализаторов
происходит минимальное разложение. Однако в присутствии даже незначительных
количеств многих ионов металлов или металлических поверхностей может произойти
взрывное разложение.

Следы ионов щелочных металлов,
растворенных в стекле, могут вызвать это разложение, и по этой причине чистый H2O2
(или концентрированный раствор) обычно хранится в покрытых воском или
пластиковых бутылках. Пероксид водорода является сильным окислителем в кислых
или основных растворах, а также проявляет восстановительные свойства в
отношении очень сильных окислителей, таких как перманганат − ион, MnO4-.

Наибольшее промышленное
применение пероксид водорода находит в качестве отбеливателя для таких
материалов, как текстиль, бумажная масса и кожа. Он используется в разбавленном
растворе в качестве мягкого антисептика и дезинфицирующего средства и применяется
в производстве органических стабилизаторов, инициаторов полимеризации,
отвердителей и фармацевтических препаратов.

Заключение:

Перекись водорода используется в
некоторых процессах очистки сточных вод для удаления органических примесей. При
продвинутой окислительной обработке реакция Фентона дает высокореактивный
гидроксильный радикал (·OH). Это разрушает органические соединения, в том числе
те, которые обычно устойчивы, такие как ароматические или галогенированные
соединения. Он также может окислять соединения на основе серы, присутствующие в
отходах; что полезно, поскольку он обычно уменьшает их запах.

Перекись водорода может быть
использована для стерилизации различных поверхностей, включая хирургические
инструменты, и может быть использована в виде пара (VHP) для стерилизации
помещений. демонстрирует эффективность широкого спектра действия против
вирусов, бактерий, дрожжей и бактериальных спор. В целом наблюдается большая
активность в отношении грамположительных, чем грамотрицательных бактерий;
однако присутствие каталазы или других пероксидаз в этих организмах может
повышать толерантность в присутствии более низких концентраций.[71] Более
низкие уровни концентрации (3%) будут работать против большинства спор; более
высокие концентрации (от 7 до 30%) и более длительное время контакта улучшат
спороцидную активность.

Пероксид водорода рассматривается
как экологически безопасная альтернатива отбеливателям на основе хлора,
поскольку он разлагается с образованием кислорода и воды и обычно признается
безопасным в качестве антимикробного агента

Фрагмент текста работы:

1. История открытия пероксида
водорода и его основные свойства Пероксид водорода представляет
собой прозрачную, бесцветную, несколько неустойчивую жидкость с горьким вкусом.
Когда он абсолютно чист, соединение довольно стабильное. Однако даже небольшие
количества примесей (таких как железо или медь) действуют как катализаторы,
которые усиливают его склонность к разложению на воду и кислород (О). Для
предотвращения разложения к чистому пероксиду водорода и его растворам
добавляют небольшие количества ингибиторов, таких как ацетанилид или станнат
натрия [2].

Фридрих Вильгельм Генрих
Александр фон Гумбольдт был эрудитом, географом, натуралистом, исследователем,
философом и ученым, который первым синтезировал перекись водорода. Он достиг
этого в 1799 году, когда получил пероксид бария в качестве побочного продукта
своих опытов разложения воздуха.

Почти 20 лет спустя французский
химик Луи Жак Тенар понял, что перекись бария может быть использована для
получения совершенно нового соединения, которое он назвал eau oxygénée
(по-французски — оксигенированная вода). Это соединение мы теперь знаем как пероксид
водорода.

Тенар открыл перекись водорода,
сжигая соли бария, чтобы получить перекись бария. Когда он растворял перекись
бария в воде, получалась перекись водорода. В конце концов Тенар и его коллеги
обнаружили, что пероксиды очень эффективны при отбеливании природных
красителей, но попытки получить пероксид водорода в промышленных масштабах потерпели
неудачу [4].

Только в 1873 году в Берлине
первая фабрика начала производить перекись водорода в больших количествах, и
прошло еще около 20 лет, прежде чем Ричард Вольффенштейн открыл вакуумную
дистилляцию и 100% перекись водорода была извлечена из воды.

Примерно в это же время в природе
была также обнаружена перекись водорода. Запись 1888 года в Журнале
Американской Медицинской Ассоциации ссылается на эксперимент 1863 года, который
доказал наличие перекиси водорода в дождевой воде.

Он был впервые использован в
коммерческих целях в 1800-х годах, главным образом для отбеливания шляп.
Сегодня промышленные процессы производят около 500 миллионов килограммов (1
миллиард фунтов) пероксида водорода ежегодно для использования в самых
разнообразных областях применения, начиная от отбеливания зубов и заканчивая
запуском ракет.

Пероксид водорода встречается в
природе в малых количествах. Она образуется, когда атмосферный кислород
вступает в реакцию с водой с образованием H2O2. Пероксид
водорода также присутствует в клетках растений и животных как побочный продукт
метаболических реакций, которые происходят в этих клетках [1].

Большое количество пероксида
водорода, используемого в промышленности, получают в сложной серии реакций,
которая начинается с любого из семейства соединений, известных как
алкилантрагидрохиноны, такие как этилантрагидрохинон. Антрагидрохиноны
представляют собой трехкольцевые соединения, которые могут быть подвержены
модификации. При переходе от одной структуры к другой в качестве побочного
продукта образуется перекись водорода. Антрахинон непрерывно регенерируется во
время производства пероксида водорода, что делает этот процесс очень
эффективным [3].

Существуют и другие способы
получения перекиси водорода. Например, электролиз серной кислоты приводит к
образованию родственного соединения — пероксисерной кислоты (H2SO5),
которая затем вступает в реакцию с водой с образованием пероксида водорода.
Третий способ получения включает нагревание изопропилового спирта [2-пропанола;
(CH3)2CHOH] при высокой температуре и давлении, в
результате чего образуется перекись водорода в качестве одного из продуктов
реакции.

Большинство применений пероксида
водорода зависит от того, что он имеет тенденцию разрушаться, высвобождая один
атом зарождающегося кислорода (O) [6].

Термин «зарождающийся кислород»
относится к одному атому кислорода, структуре, которая химически очень активна.
Зарождающийся кислород имеет тенденцию быть очень сильным окислителем.
Например, пероксид водорода, с которым большинство людей, вероятно, знакомы,
используется в качестве антисептика, вещества, используемого для уничтожения
микробов. Пероксид водорода достигает этого результата, потому что
зарождающийся кислород, который он выделяет, уничтожает бактерии, грибы и
другие микроорганизмы, вызывающие болезни.