O peróxido de hidrogênio é um composto inorgânico cuja fórmula química é HdoisOUdois. De todos, é o peróxido mais simples dessa família de compostos químicos. Sua fórmula estrutural é H-O-O-H, sendo esta ponte oxigenada interna característica para todos os peróxidos.
Em 1818, o HdoisOUdois Foi identificado por Louies Jacques Thénard, que preparou um composto químico que na época chamou de peróxido de hidrogênio. É um composto instável, que se decompõe quando exposto à luz, calor e alguns metais.
É um composto muito útil que é usado na desinfecção de pequenas feridas, clareamento capilar, tratamento de água, etc. Embora possa ter ações prejudiciais ao homem, é encontrada em todas as células eucarióticas dos seres vivos, onde desempenha diversas funções benéficas..
O peróxido de hidrogênio produz a oxidação de substâncias tóxicas como fenóis, etanol, formaldeído, etc., produtos que são eliminados pelo fígado e rins. Além disso, contribui para a destruição de bactérias fagocitadas por leucócitos neutrofílicos e macrófagos..
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A imagem superior mostra a estrutura da molécula HdoisOUdois (H-O-O-H), com as esferas vermelhas correspondendo aos átomos de oxigênio e as brancas aos átomos de hidrogênio. Observe que a molécula não é plana e que os átomos de H não são eclipsados no espaço (um na frente do outro).
Curiosamente, para o HdoisOUdois É difícil para ele girar sua ligação O-O simples central, de modo que as posições desses H não podem ser trocadas; um não vai descer enquanto o outro sobe.
Por quê? Porque nos dois átomos de oxigênio existem dois pares de elétrons livres, o que dá um total de oito elétrons muito próximos que se repelem devido às suas cargas negativas..
Mesmo assim, a ligação O-O é suscetível a uma ligeira rotação devido às interações com seu ambiente..
Por exemplo, aproximando os dois polegares, com os dedos indicadores estendidos e os outros fechados, como se estivesse desenhando uma quadra, e girando os polegares de forma que um dos dedos indicadores aponte para a frente e o outro para trás, você irá tem uma representação aproximada de HdoisOUdois.
Se um corpo tocar qualquer dedo indicador, os polegares girarão em resposta a essa interação; entretanto, eles retornarão imediatamente à sua posição original devido às repulsões eletrônicas mencionadas acima. Essas rotações, portanto, enquadram os aspectos dinâmicos desta molécula.
No estado líquido, o HdoisOUdois consegue estabelecer ligações de hidrogênio (HOOH-OdoisHdois), visto que, caso contrário, seu alto ponto de ebulição (150 ºC) em relação à água não seria explicado.
Uma vez que passa para a fase gasosa, as moléculas HdoisOUdois presumivelmente, ele não pode mais formar tais pontes, devido não apenas à maior distância intermolecular, mas também os átomos de hidrogênio seriam os primeiros a se tocar em caso de colisões (isso pode ser visualizado recorrendo novamente ao modelo do dedo).
Já na fase sólida, o ângulo dos planos estabelecido pelo H é de 90º (coloque os dedos indicadores perpendiculares). Agora as ligações de hidrogênio se tornam ainda mais importantes e as moléculas de HdoisOUdois estão dispostos em um cristal de estrutura tetragonal.
sBottle com água oxigenada. Nas farmácias, é obtido com uma concentração de 3% m / v. Fonte: Pixnio.
-Peróxido de hidrogênio
-Antioxidante
-Oxidanol
-Ácido peridroxico
-O-hidroxiol
-Água oxigenada
34,0147 g / mol
Líquido azul claro (concentrado) ou incolor. É um pouco mais viscoso e denso que a água. É destilado por segurança a baixas temperaturas e sob pressão reduzida, uma vez que se decompõe por aquecimento de forma explosiva.
Odor agudo ou de ozônio.
Amargo
Sólido 1,71 g / cm3
As densidades de suas soluções aquosas dependem de sua concentração; por exemplo, a 27% tem uma densidade de 1,10 g / cm3, enquanto a 50%, 1,13 g / cm3
- 0,43 ºC
150,2 ° C Este valor foi obtido por extrapolação, pois o peróxido de hidrogênio se decompõe em altas temperaturas..
Miscível ≥ 100 mg / mL a 25 ºC
É solúvel em éter e álcoois, mas insolúvel em éter de petróleo. Decompõe-se em água e oxigênio em muitos solventes orgânicos.
Log P = - 0,43
5 mmHg a 30 ºC.
pKa = 11,72
As soluções de peróxido de hidrogênio são ligeiramente ácidas. Por exemplo, um de 35% tem um pH de 4,6; mas, concentrando-se em 90%, o pH se torna menos ácido: 5,1.
1,4061
1.245 cPoise a 20 ºC.
1.267 J / gK (gás)
2.619 J / gK (líquido)
1.519 J / gK
Estável nas condições recomendadas. É ainda estabilizado pela adição de acetanilida e sais de estanho.
Corrosivo
Ele se decompõe quando exposto à luz ou na presença de substâncias oxidantes e redutoras. Também se decompõe com o aquecimento. Quando se decompõe, libera água e oxigênio, sendo favorecido pelo aumento do pH e da temperatura, bem como pela presença da enzima catalase..
80,4 dinas / cm a 20 ° C
O HdoisOUdois Ele atua como um agente oxidante em soluções ácidas de ferro ferroso (Fedois+) para ferro férrico (F3+); também oxida o íon sulfito (SO3dois-) para íon sulfato (SO4dois-).
Também pode atuar como redutor na presença de soluções básicas, reduzindo o hipoclorito de sódio (NaOCl) e o permanganato de potássio (KMnO4) com a liberação de oxigênio.
O peróxido de hidrogênio é usado na indústria de papel na celulose e no branqueamento de papel, que consome a maior parte de sua produção anual.
O peróxido de hidrogênio é um anti-séptico suave para prevenir a infecção de pequenas feridas, arranhões e queimaduras. Também é usado como enxaguatório bucal e para aliviar irritações leves da boca devido à presença de aftas ou gengivite..
Também é usado para desinfetar superfícies, o interior de geladeiras, água e combater o crescimento excessivo de bactérias em sistemas de água e torres de resfriamento. O peróxido de hidrogênio libera radicais livres de oxigênio, que decompõem os poluentes.
O peróxido de hidrogênio é usado na fabricação de detergentes para branquear roupas, incluindo o percarbonato de sódio. Este composto é um complexo de carbonato de sódio e peróxido de hidrogênio que, quando dissolvido em água, se separa em seus componentes.
O peróxido de hidrogênio diluído é usado no clareamento do cabelo, antes da coloração. Também é usado para clarear os dentes, bem como parte de um creme dental caseiro.
O peróxido de hidrogênio é usado como monopropelente ou componente oxidante de um foguete bipropolente. Ele se decompõe liberando oxigênio e água, característica que permitiu seu uso como propelente.
É bombeado para uma célula de reação com a presença de um catalisador que acelera a referida decomposição. Durante isso, um vapor de água em alta temperatura é produzido.
Quando o vapor é expelido por uma fenda, ele produz um impulso. O submarino V-80, construído em 1940, usava oxigênio gerado a partir do peróxido de hidrogênio em suas turbinas; chamado sistema de turbina de Walter.
Inicialmente, o peróxido de hidrogênio foi obtido industrialmente por hidrólise de persulfato de amônio, [(NH4)doisSdoisOU8] ou a eletrólise de bissulfato de amônio, NH4HSO4.
Atualmente, o peróxido de hidrogênio é obtido industrialmente com o uso da antraquinona. O processo é realizado em quatro etapas: hidrogenação, filtração, oxidação, extração e purificação..
A alquilantroquinona é hidrogenada passando o gás hidrogênio por um hidrogenador carregado com alumina e uma pequena quantidade do catalisador (paládio). A temperatura é mantida a 45 ºC com agitação permanente.
A alquildroquinona é convertida em alquilanhidroquinona e tetrahidroalquilanhidroquinona, sendo esta última selecionada por sua maior conveniência para os seguintes procedimentos.
A solução contendo a antraquinona hidrogenada é filtrada para remover vestígios do catalisador que ela possa conter..
A solução filtrada é oxidada pela passagem de ar através dela, formando peróxido de hidrogênio de baixa pureza..
A solução com o peróxido de hidrogênio passa por uma coluna de extração líquido-líquido. A água flui através da coluna, enquanto a solução com o peróxido de hidrogênio é bombeada através dela.
A água chega ao fundo do extrator com uma concentração de peróxido de hidrogênio entre 25 e 35% p / p. Em seguida, é purificado por destilação a vácuo, até uma concentração de peróxido de hidrogênio de 30%. Finalmente estabiliza e armazena.
O peróxido de hidrogênio é um agente corrosivo, logo em contato com a pele causa irritação severa, além de clareamento temporário (imagem acima). Também pode causar lesões oculares, coceira, erupção na pele, vermelhidão e bolhas..
A inalação causa irritação no nariz, garganta e pulmões. Enquanto isso, a exposição repetida pode causar bronquite, tosse, catarro e falta de ar. E como se não bastasse, também gera dores de cabeça, tontura, náuseas e vômitos.
A exposição severa ao peróxido de hidrogênio pode causar acúmulo de fluido nos pulmões, conhecido como edema pulmonar - uma condição séria 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 turno de 8 horas. No entanto, por se tratar de um composto mutagênico, a exposição deve ser mínima..
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