تعریف آب اکسیژنه و کاربردهای فوق العاده آن

آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن ترکیبی شیمیایی با فرمول H2O2 است. این ترکیب در شکل خالص، خود مایعی به رنگ آبی بسیار کمرنگ است که کمی ویسکوزتر از آب است.

این ماده به عنوان اکسید کننده، ماده سفید کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. پراکسید هیدروژن غلیظ یک نوع اکسیژن واکنش پذیر است و به عنوان نیروی محرکه در موشک سازی استفاده می شود. شیمی این ترکیب تحت تأثیر ماهیت پیوند پراکسید ناپایدار آن قرار دارد.

این ترکیب فقط با داشتن یک مولکول اکسیژن اضافی از آب متفاوت است. اما این مولکول اضافی آن را به یک اکسید کننده قدرتمند تبدیل می کند. به همین دلیل پراکسید هیدروژن یک ترکیب پاک کننده همه کاره است و البته به همین دلیل شما باید با احتیاط از آن برای افراد و حیوانات خانگی استفاده کنید.

پراکسید هیدروژن در اثر تماس با هوا یا آب به سرعت و به راحتی تجزیه می شود بنابراین ایمن تر از مواد شیمیایی کلردار است. 

حقایقی در رابطه با آب اکسیژنه:
آب اکسیژنه در سال 1918 توسط تنارد کشف شد. این ترکیب ساده ترین پراکسید (ترکیبی با پیوند منفرد اکسیژن - اکسیژن) موجود و یک ترکیب ناپایدار است که در حضور نور به آرامی تجزیه می شود.

به دلیل بی ثباتی، پراکسید هیدروژن معمولاً با یک تثبیت کننده در یک محلول اسیدی ضعیف در بطری تیره رنگ ذخیره می شود. اگر این سوال برای شما پیش آمده که آب اکسیژنه اسید است یا باز، در جواب آن به شما می گوییم که این ترکیب یک اسید ضعیف است.

پراکسید هیدروژن در سیستم های بیولوژیکی از جمله بدن انسان نیز یافت می شود. آنزیم هایی که از پراکسید هیدروژن استفاده می کنند و یا آن را تجزیه می کنند به عنوان پراکسیداز طبقه بندی می شوند. مبحث آب اکسیژنه چیست علوم ششم توضیحات کاملی در رابطه با این ماده ارائه می دهد.

نقطه جوش H2O2 تقریبا 150.2 درجه سانتی گراد (302.4 درجه فارنهایت) است که 50 درجه سانتی گراد (90 درجه فارنهایت) بالاتر از آب است. البته در عمل گرم شدن تا این دما باعث تجزیه حرارتی بالقوه انفجاری پراکسید هیدروژن خواهد داشت. این ترکیب ممکن است در دمای پایین و تحت فشار کم به صورت ایمن تقطیر شود.

ساختار آب اکسیژنه:
پراکسید هیدروژن (H2O2) یک مولکول غیر مسطح با تقارن C2 (پیچ خورده) است که اولین بار توسط Paul-Antoine Giguère در سال 1950 با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز نشان داده شد.

اگرچه پیوند O − O یک پیوند منفرد است، اما مولکول دارای یک مانع چرخشی نسبتاً بالا (45/29 کیلوژول در مول) است. تقریباً 100 درجه زاویه دو طرفه بین دو پیوند O-H باعث کایرال شدن مولکول می شود. H2O2 کوچک ترین و ساده ترین مولکولی است که انانتیومری را به نمایش می گذارد.

ساختارهای مولکولی H2O2 در حالت گازی و بلوری به طور قابل توجهی متفاوت است. این تفاوت به اثرات پیوند هیدروژن نسبت داده می شود که در حالت گازی وجود ندارد.

روش تولید آب اکسیژنه:
امروزه پراکسید هیدروژن تقریباً به طور انحصاری توسط فرآیند آنتراکینون تولید می شود که شرکت شیمیایی آلمان BASF در سال 1939 آن را تولید و ثبت کرد. در این واکنش در حضور اکسیژن، آنترا هیدروکینون تحت اکسیداسیون قرار می گیرد و اتم های هیدروژن ناپایدار گروه های هیدروکسی به مولکول اکسیژن منتقل می شوند تا پراکسید هیدروژن تولید کرده و آنتراکینون را بازسازی کنند.

آب اکسیژنه همان وایتکس است؟
وایتکس یا هیپوکلریت سدیم محلولی حاوی 10 تا 16 درصد هیپوکلریت سدیم (Nacl) در آب به رنگ زرد است که به عنوان گند زدا، بو زدا، رنگ زدا و سفید کننده مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب به علت تولید کلر آزاد دارای خاصیت ضدعفونی کننده می باشد.

این ماده ناپایدار است و به تدریج در اثر نور و حرارت خاصیت خود را از دست می دهد. بنابراین وایتکس و آب اکسیژنه دو ترکیب کاملا متفاوت هستند. وایتکس در برخی موارد خصوصا ضدعفونی کردن سطوح می تواند جایگزین آب اکسیژنه باشد.

طرز تهیه آب اکسیژنه 3 درصد:
طرز تهیه آب اکسیژنه در منزل به این صورت است که ابتدا آب اکسیژنه موجود در بازار که معمولا با غلظت 35% فروخته می شود را خریداری کرده و آن را برای استفاده به عنوان ضدعفونی کننده به آب اکسیژنه 3 درصد تبدیل می کنیم.

برای این منظور آب اکسیژنه 35 درصد را به نسبت 1 به 10 با آب مخلوط می کنیم. برای رقیق سازی بهتر است آب مقطر استفاده کنید زیرا آب شرب دارای برخی ناخالصی های تأثیرگذار است. توجه داشته باشید که این ماده به شدت خورنده است و برای کار کردن با آن حتما باید از دستکش و عینک محافظ استفاده نمائید. آب اکسیژنه برای پوست نیز خورنده است و هنگام کار با آن جوانب احتیاط را رعایت نمائید.

کاربردهای آب اکسیژنه:
حدود 60٪ از تولید پراکسید هیدروژن در جهان برای سفیدکردن کاغذ استفاده می شود. دومین کاربرد عمده صنعتی این ترکیب تولید پرکربنات سدیم و سولفات سدیم است که به عنوان سفید کننده های ملایم در مواد شوینده لباس استفاده می شود.

این ماده در تولید پراکسیدهای آلی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که دی اکسید دی بنزوئیل نمونه ای با حجم بالا است.

این ماده در پلیمریزاسیون، به عنوان ماده سفید کننده آرد و برای درمان آکنه استفاده می شود. اسیدهای پراکسی مانند اسید پراستیک و اسید متا کلروپراکسی بنزوئیک نیز با استفاده از پراکسید هیدروژن تولید می شوند. از این ماده برای ایجاد مواد منفجره مبتنی بر پراکسید آلی، مانند پراکسید استون استفاده شده است.

از پراکسید هیدروژن در برخی فرآیندهای تصفیه فاضلاب برای حذف ناخالصی های آلی استفاده می شود. H2O2 می تواند ترکیبات گوگرددار موجود در زباله ها را اکسید کند و بوی آنها را کاهش دهد.

پراکسید هیدروژن دارای کاربردهای خانگی مختلفی است و در درجه اول به عنوان یک ماده تمیز کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. این ترکیب برای سفید شدن دندان نیز استفاده می شود و در ترکیب بیشتر خمیردندان های سفید کننده وجود دارد.

برخی از باغبانان و استفاده کنندگان از روشهای کشت هیدروپونیک از محلول پراکسید هیدروژن ضعیف در محلولهای آبیاری استفاده می کنند. تجزیه خود به خود این ترکیب، اکسیژن آزاد می کند که رشد ریشه گیاه را افزایش می دهد و به درمان پوسیدگی ریشه (مرگ ریشه سلولی به دلیل کمبود اکسیژن) و انواع دیگر آفات کمک می کند.

همچنین از پراکسید هیدروژن در آبزی پروری برای کنترل مرگ و میر ناشی از میکروب های مختلف استفاده می شود. این ترکیب در پزشکی به عنوان یک ماده ضد میکروب و ماده اکسید کننده استفاده می شود. همچنین از آن به عنوان ضد عفونی کننده OTC برای پاکسازی زخم ها استفاده می شود.

آب اکسیژنه را از کجا بخریم؟
پراکسید هیدروژن معمولاً به عنوان محلول در آب در دسترس است. برای مصرف کنندگان، این ترکیب معمولاً با غلظت 3 و 6 درصد وزنی در داروخانه ها در دسترس است. غلظت ها گاهی اوقات بر حسب حجم گاز اکسیژن تولید شده توصیف می شوند.

برای استفاده آزمایشگاهی، محلول های 30 درصد وزنی رایج ترین هستند. گریدهای تجاری از 70 تا 98 نیز موجود است اما به دلیل پتانسیل بالای محلول های بیش از 68 برای تبدیل کامل به بخار و اکسیژن این گریدها به طور بالقوه خطرناک تر هستند و در دسترس همه نمی باشند.

این ترکیب را می توان در غلظت های مختلف از شرکت های تولید و توزیع مواد شیمیایی تهیه نمود و آب اکسیژنه داروخانه در غلظت 3% موجود است که بیشتر برای ضدعفونی کردن سطوح عرضه می گردد.

تجزیه آب اکسیژنه فیزیکی است یا شیمیایی؟
پراکسید هیدروژن از نظر ترمودینامیکی ناپایدار است و به سرعت به آب و اکسیژن تبدیل می شود که یک تغییر شیمیایی است. پراکسید هیدروژن همچنین می تواند توسط آنزیم کاتالاز از نظر بیولوژیکی تجزیه شود. تجزیه پراکسید هیدروژن اکسیژن و گرما را آزاد می کند.

این مسئله می تواند خطرناک باشد زیرا ریختن پراکسید هیدروژن با غلظت بالا بر روی یک ماده قابل اشتعال می تواند باعث آتش سوزی فوری شود.