Nadtlenek wodoru

2007 Szkoły Wybór Wikipedii. Przedmioty pokrewne: Związki chemiczne

Nadtlenek wodoru
Ogólne
Nazwa systematyczna	Dwutlenek wodoru
Inne nazwy	Dwutlenek wodoru
Wzór cząsteczkowy	H2O2
Masa molowa	34.0147 g/mol.
Wygląd	Bardzo jasnoniebieski kolor; bezbarwny w roztworze.
Numer CAS
Właściwości
Gęstość i faza	1.4 g/cm3, ciecz
Rozpuszczalność w wodzie	Mieszalny.
Temperatura topnienia	-11 °C (262.15 K)
Temperatura wrzenia	150.2 °C (423.35 K)
Kwasowość (pKa)	11.65
Lepkość	1.245 c P w 20 °C
Struktura
Kształt cząsteczki	?
Moment dipolowy	2.26 D
Zagrożenia
MSDS	30% nadtlenek wodoru msds 60% nadtlenek wodoru msds
Główne zagrożenia	Tlenek, żrący.
NFPA 704	3 1 OX
Punkt zapłonu	Nie-.łatwopalny.
Określenie R/S	R: R5, R8, R20, R22,R35 S: S1, S2, S17, S26,S28, S36, S37, S39, S45
Numer RTECS	MX0900000
Strona z danymi uzupełniającymi
Struktura i właściwości	n, εr, itd.
Dane termodynamiczne	Zachowanie fazowe stałe, ciekłe, gazowe
Dane spektralne	UV, IR, NMR, MS
Związki pokrewne
Inne aniony	?
Pozostałe kationy	Nadtlenek sodu
Związki pokrewne	Woda ozon hydrazyna
O ile nie zaznaczono inaczej, dane są podane dla materiałów w ich standardowym stanie (w 25°C, 100 kPa) Infobox disclaimer and references

Nadtlenek wodoru (H2O2) jest bardzo bladoniebieską cieczą, która w rozcieńczonym roztworze wydaje się bezbarwna, nieco bardziej lepka od wody. Ma silne właściwości utleniające i dlatego jest silnym środkiem wybielającym, który znalazł zastosowanie jako środek dezynfekujący, jako utleniacz i w rakietach (szczególnie w wysokich stężeniach jako nadtlenek wysokotestowy (HTP) jako monopropellant), a także w systemach dwupociskowych.

Historia

Nadtlenek wodoru został po raz pierwszy wyizolowany w 1818 r. przez Louisa Jacquesa Thénarda w reakcji nadtlenku baru z kwasem azotowym. W ulepszonej wersji tego procesu użyto kwasu solnego, a następnie kwasu siarkowego do wytrącenia produktu ubocznego – chlorku baru. Proces Thenarda był stosowany od końca XIX wieku do połowy XX wieku. Nowoczesne metody produkcji omówiono poniżej.

Zastosowania

Zastosowania przemysłowe

Około 50% światowej produkcji nadtlenku wodoru w 1994 roku było wykorzystywane do bielenia masy celulozowej i papieru. Inne zastosowania bielenia stają się coraz ważniejsze, ponieważ nadtlenek wodoru jest postrzegany jako przyjazna dla środowiska alternatywa dla wybielaczy na bazie chloru.

Inne główne zastosowania przemysłowe nadtlenku wodoru obejmują produkcję nadwęglanu sodu i nadboranu sodu, używanych jako łagodne wybielacze w detergentach do prania. Jest on stosowany w produkcji niektórych nadtlenków organicznych, takich jak nadtlenek dibenzoilu, wykorzystywanych w polimeryzacji i innych procesach chemicznych. Nadtlenek wodoru jest również stosowany w produkcji epoksydów, takich jak tlenek propylenu. W wyniku reakcji z kwasami karboksylowymi powstaje odpowiedni „nadkwas”. Kwas nadoctowy i kwas meta-chloroperoksybenzoesowy (powszechnie określany skrótem mCPBA) są otrzymywane odpowiednio z kwasu octowego i kwasu meta-chlorobenzoesowego. Ten ostatni jest powszechnie poddawany reakcji z alkenami w celu otrzymania odpowiedniego epoksydu.

Użytki domowe

Rozcieńczony H2O2 (około 5%) jest używany do wybielania ludzkich włosów, stąd zwroty nadtlenkowy blond i butelkowy blond. Może wchłaniać się w skórę przy kontakcie i tworzyć miejscowy zator kapilarny skóry, który objawia się jako tymczasowe wybielenie skóry. Wybiela szkielety, które mają być wystawione na pokaz. 3% H2O2 jest stosowany w medycynie do oczyszczania ran, usuwania martwych tkanek lub jako środek do oczyszczania jamy ustnej. Większość dostępnych bez recepty roztworów nadtlenku nie nadaje się jednak do spożycia.

Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) sklasyfikowała nadtlenek wodoru jako lek o niskim priorytecie regulacyjnym (LRP) do stosowania w kontroli grzybów na rybach i ikrze. Zobacz ektopasożyty.

Niektórzy ogrodnicy i hydroponicy wyznają wartość nadtlenku wodoru w ich roztworach nawadniających. Twierdzą oni, że jego spontaniczny rozkład uwalnia tlen do rośliny, który może poprawić rozwój korzeni, a także pomóc w leczeniu zgnilizny korzeni, która jest komórkową śmiercią korzeni z powodu braku tlenu. Testy laboratoryjne przeprowadzone przez hodowców ryb w ostatnich latach wykazały, że powszechnie stosowany w gospodarstwie domowym nadtlenek wodoru może być bezpiecznie stosowany do dostarczania tlenu dla małych ryb. Nadtlenek wodoru uwalnia tlen poprzez rozkład, gdy jest wystawiony na działanie katalizatorów.

Nadtlenek wodoru jest coraz bardziej popularny w leczeniu siarkowodoru i żelaza. Katalityczny węgiel i media redoks dobrze sprawdzają się przy wstępnej obróbce nadtlenkiem wodoru. Generalnie 90% reakcji pomiędzy nadtlenkiem wodoru a siarkowodorem zachodzi w ciągu 10 do 15 minut, a reszta reaguje w ciągu dodatkowych 20 do 30 minut. Siarka w siarkowodorze H2S) jest w stanie -2. W roztworze obojętnym nadtlenek wodoru utleni siarkowodór do siarki elementarnej w następującej reakcji: 8 H2S(g) + 8 H2O2(aq) → S8(s) + 16 H2O(l)

Reakcja jest powolna, ale może być katalizowana przez jony metali. Aby być bardziej szczegółowym dla dawek chemicznych poziomów zasilania dla utleniania żelaza, manganu i siarkowodoru w domowych zasobach wody, oto kilka liczb: Żelazo: Dla każdego ppm Fe feed = 0,3 – 0,5 ppm, 20 minut Mangan: Dla każdego ppm Mn = 0,8 – 1,0 ppm, 20 minut Siarkowodór: Na każdy ppm H2S feed = 1,0 – 1,5 ppm, 30 minut (wszystkie powyższe liczby dotyczą minimalnego czasu retencji). Gdy więcej niż jeden składnik ma być utleniony (np. żelazo & H2S) dodaj powyższe wartości, aby określić całkowitą ilość ppm potrzebną do utlenienia dwóch lub więcej.

Nadtlenek wodoru jest silnym utleniaczem skutecznym w kontroli zapachów siarczkowych i organicznych w systemach zbierania i oczyszczania ścieków. Jest on zwykle stosowany w systemach ściekowych najczęściej tam, gdzie czas retencji jest krótszy niż pięć godzin i co najmniej 30 minut przed punktem, w którym uwalniany jest siarkowodór. Nadtlenek wodoru utleni obecny siarkowodór i dodatkowo wspomoże bioutlenianie zapachów organicznych. Nadtlenek wodoru rozkłada się na tlen i wodę, dodając rozpuszczony tlen do systemu, co zmniejsza Biologiczne Zapotrzebowanie na Tlen (BZT).

Komercyjny nadtlenek, kupiony w aptece w roztworze 2,5%-3%, może być używany do usuwania plam krwi z dywanów i ubrań. Jeśli kilka łyżek stołowych nadtlenku wleje się na plamę, będą one bulgotać w miejscu, gdzie znajduje się krew. Po kilku minutach nadmiar płynu można wytrzeć szmatką lub papierowym ręcznikiem, a plama zniknie. Należy jednak zachować ostrożność, ponieważ nadtlenek wodoru wybiela lub odbarwia wiele tkanin.

Nadtlenek wodoru jest używany w świecących pałeczkach jako środek utleniający. Reaguje z estrem szczawianu fenylu tworząc niestabilny dimer CO2, który z kolei powoduje, że dodany barwnik osiąga stan wzbudzony, ten ostatni rozluźniając się uwalnia fotony światła.

Przechowywanie

Małe ilości wielu różnych stężeń i gatunków mogą być legalnie przechowywane i używane z niewielką ilością przepisów.

Nadtlenek wodoru powinien być przechowywany w pojemniku wykonanym z materiału, który nie reaguje z tą substancją chemiczną. Dostępnych jest wiele materiałów i procesów, które różnią się w zależności od stężenia i klasy (czystości) nadtlenku wodoru. Ogólnie rzecz biorąc, jest to utleniacz i powinien być przechowywany z dala od źródeł paliwa i źródeł zanieczyszczeń katalitycznych. Ponieważ tlen powstaje podczas naturalnego rozkładu nadtlenku, wynikający z tego wzrost ciśnienia może spowodować pęknięcie szklanego pojemnika. Dlatego H2O2 powinien być przechowywany w wentylowanych plastikowych pojemnikach.

Użycie jako materiał pędny

H2O2 może być użyty albo jako monopropelent (nie zmieszany z paliwem) albo jako składnik utleniacza w rakiecie dwupropelentowej. Zastosowanie jako monopropellant wykorzystuje rozkład 70-98+% stężenia nadtlenku wodoru do pary wodnej i tlenu. Materiał pędny jest pompowany do komory reakcyjnej, gdzie katalizator (zwykle srebrny lub platynowy ekran) wywołuje rozkład, a gorący (> 600 °C) tlen/para są wykorzystywane bezpośrednio do ciągu. Monopaliwo H2O2 wytwarza maksymalny impuls właściwy (Isp) wynoszący 161 s (1,6 kN-s/kg), co czyni je mało wydajnym monopaliwem. W porównaniu do hydrazyny, nadtlenek jest mniej toksyczny, ale jest też znacznie mniej wydajny. Słynny Bell Rocket Belt używał monopropellantu nadtlenku wodoru.

Jako bipropellant, H2O2 jest rozkładany do spalania paliwa jako utleniacza. W zależności od paliwa można osiągnąć impulsy właściwe nawet do 350 s (3,5 kN-s/kg). Nadtlenek stosowany jako utleniacz daje nieco niższy Isp niż ciekły tlen, ale jest gęsty, łatwy do przechowywania, niekryogeniczny i może być łatwiej stosowany do napędzania turbin gazowych do wysokich ciśnień. Może być również używany do regeneracyjnego chłodzenia silników rakietowych. Nadtlenek był z powodzeniem stosowany jako utleniacz we wczesnych niemieckich rakietach z okresu II wojny światowej oraz w tanich brytyjskich wyrzutniach Black Knight i Black Arrow.

W latach 40-tych i 50-tych XX wieku turbina Waltera wykorzystywała nadtlenek wodoru do stosowania w okrętach podwodnych podczas zanurzenia; okazało się, że jest zbyt hałaśliwa i wymagająca konserwacji w porównaniu z konwencjonalnym systemem zasilania elektrycznego z silnikiem Diesla. Niektóre torpedy używały nadtlenku wodoru jako utleniacza lub materiału pędnego, ale większość marynarki wojennej zaprzestała tego stosowania ze względów bezpieczeństwa. Wycieki nadtlenku wodoru zostały obwinione o zatonięcie HMS Sidon i rosyjskiego okrętu podwodnego Kursk. Zostało odkryte, na przykład, przez japońską marynarkę wojenną w próbach torpedowych, że stężenie H2O2 w zakrętach pod kątem prostym w rurociągach HTP może często prowadzić do eksplozji w okrętów podwodnych i torped.

Chociaż jego zastosowanie jako monopropellant dla dużych silników osłabła, małe silniki odrzutowe do kontroli postawy, które działają na nadtlenku wodoru są nadal w użyciu na niektórych satelitach, i zapewniają korzyści na statku kosmicznym, dzięki czemu łatwiejsze do dławienia i bezpieczniejsze ładowanie i obsługa paliwa przed uruchomieniem (w porównaniu do hydrazyny monopropellant). Jednakże hydrazyna jest bardziej popularnym monopropelentem w statkach kosmicznych z powodu wyższego impulsu właściwego i niższego tempa rozkładu.

Ostatnio zaproponowano H2O2/propylen jako podejście do niedrogiego pojedynczego etapu na orbitę; obejmuje to główny zbiornik paliwa zawierający propylen, z pęcherzem pływającym w nim zawierającym H2O2. Ta kombinacja oferuje 15% lepsze ISP niż O2/RP4 (nafta używana jako paliwo rakietowe), unikając potrzeby turbin, przechowywania kriogenicznego lub sprzętu i znacznie zmniejszając koszty budowy boostera; potencjał tego i innych alternatywnych systemów jest omówiony szczegółowo na stronie Dunn Engineering, która jest oferowana jako cytat.

Zastosowanie terapeutyczne

Nadtlenek wodoru był używany jako środek antyseptyczny i antybakteryjny przez wiele lat. Podczas gdy jego użycie zmniejszyło się w ostatnich latach z powodu popularności lepiej pachnących i łatwiej dostępnych produktów bez recepty, jest on nadal używany przez wiele szpitali, lekarzy i dentystów do sterylizacji, czyszczenia i leczenia wszystkiego, od podłóg po procedury kanałowe.

Ostatnio praktycy medycyny alternatywnej opowiedzieli się za podawaniem dawek nadtlenku wodoru dożylnie w ekstremalnie niskich (mniej niż jeden procent) stężeniach w terapii nadtlenkiem wodoru – kontrowersyjnej alternatywnej terapii medycznej dla raka. Jednakże, według American Cancer Society, „nie ma naukowych dowodów na to, że nadtlenek wodoru jest bezpiecznym, skutecznym lub użytecznym leczeniem raka.” Radzą oni pacjentom chorym na raka, aby „pozostawali pod opieką wykwalifikowanych lekarzy, którzy stosują sprawdzone metody leczenia i zatwierdzone badania kliniczne obiecujących nowych metod leczenia.” Wewnętrzne stosowanie nadtlenku wodoru ma historię powodowania śmiertelnych zaburzeń krwi, a jego niedawne stosowanie jako leczenia terapeutycznego zostało powiązane z kilkoma zgonami.,

Nadtlenek wodoru jest GRAS (Generally Recognised As Safe) jako środek przeciwbakteryjny, środek utleniający i więcej przez US Food and Drug Administration. Nadtlenek wodoru może być również stosowany jako pasta do zębów po zmieszaniu z odpowiednimi ilościami sody oczyszczonej i soli. Podobnie jak nadtlenek benzoilu, nadtlenek wodoru jest również czasami stosowany w leczeniu trądziku.

Nadtlenek wodoru jest również stosowany jako emetyk w praktyce weterynaryjnej.

Właściwości fizyczne

Nadtlenek wodoru przyjmuje „skośny” kształt, z powodu odpychania pomiędzy samotnymi parami na atomach tlenu. Pomimo tego, że wiązanie O-O jest wiązaniem pojedynczym, cząsteczka ma wyjątkowo wysoką barierę dla całkowitego obrotu, wynoszącą 29,45 kJ/mol (w porównaniu z 12,5 kJ/mol dla bariery rotacyjnej etanu). Podwyższona bariera jest również przypisana odpychaniu lone-para lone-para. Na kąty wiązań wpływa wiązanie wodorowe, co ma znaczenie dla różnicy strukturalnej między formami gazowymi i krystalicznymi; rzeczywiście szeroki zakres wartości jest widoczny w kryształach zawierających cząsteczkowe H2O2.

Właściwości chemiczne

H2O2 jest jednym z najsilniejszych znanych utleniaczy — silniejszym niż chlor, dwutlenek chloru i nadmanganian potasu. Dzięki katalizie, H2O2 może być przekształcony w rodnik hydroksylowy (.OH), którego reaktywność jest druga po fluorze.

Nadtlenek wodoru może rozkładać się samorzutnie do wody i tlenu. Zazwyczaj działa jako czynnik utleniający, ale istnieje wiele reakcji, w których działa jako czynnik redukujący, uwalniając tlen jako produkt uboczny. Łatwo też tworzy nadtlenki zarówno nieorganiczne jak i organiczne.

Rozkład

Nadtlenek wodoru często rozkłada się (dysproporcjonuje) egzotermicznie do wody i tlenu gazowego spontanicznie:

2 H2O2 → 2 H2O + O2 + Energia

Proces ten jest bardzo korzystny; ma ΔHo równe -98.2 kJ/ mol i ΔGo -119,2 kJ/mol oraz ΔS 70,5 J/mol K. Szybkość rozkładu zależy od temperatury i stężenia nadtlenku, a także od pH oraz obecności zanieczyszczeń i stabilizatorów. Nadtlenek wodoru jest niekompatybilny z wieloma substancjami, które katalizują jego rozkład, w tym z większością metali przejściowych i ich związków. Typowymi katalizatorami są dwutlenek manganu, nadmanganian potasu i srebro. Ta sama reakcja jest katalizowana przez enzym katalazę, znajdujący się w wątrobie, którego główną funkcją w organizmie jest usuwanie toksycznych produktów ubocznych przemiany materii i redukcja stresu oksydacyjnego. Rozkład następuje szybciej w środowisku alkalicznym, dlatego często dodaje się kwas jako stabilizator.

Wylanie nadtlenku o wysokim stężeniu na substancję łatwopalną może spowodować natychmiastowy pożar podsycany przez tlen uwalniany przez rozkładający się nadtlenek wodoru. Nadtlenek o wysokiej wytrzymałości (zwany także nadtlenkiem o wysokiej próbie, lub HTP) musi być przechowywany w wentylowanym pojemniku, aby zapobiec gromadzeniu się gazu tlenu, który w przeciwnym razie doprowadziłby do ostatecznego pęknięcia pojemnika. Każdy pojemnik musi być wykonany z kompatybilnego materiału, takiego jak PTFE, polietylen, stal nierdzewna lub aluminium i poddany procesowi czyszczenia (pasywacji) w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń przed wprowadzeniem nadtlenku. (Należy pamiętać, że choć kompatybilny w temperaturze pokojowej, polietylen może eksplodować z nadtlenkiem w ogniu.)

W obecności niektórych katalizatorów, takich jak Fe2+ lub Ti3+, rozkład może przebiegać inną drogą, z tworzeniem wolnych rodników, takich jak HO- (hydroksyl) i HOO-. Połączenie H2O2 i Fe2+ jest znane jako odczynnik Fentona.

Reakcje redoks

W roztworze wodnym, nadtlenek wodoru może utleniać lub redukować różne jony nieorganiczne. Kiedy działa jako czynnik redukujący, wytwarza się również gazowy tlen. W roztworze kwaśnym Fe2+ jest utleniany do Fe3+,

2 Fe2+(aq) + H2O2 + 2 H+(aq) → 2 Fe3+(aq) + 2H2O(l)

a siarczyn (SO32-) jest utleniany do siarczanu (SO42-). Natomiast nadmanganian potasu jest redukowany do Mn2+ przez kwaśny H2O2. W warunkach alkalicznych, jednakże, niektóre z tych reakcji odwracają się; Mn2+ jest utleniony do Mn4+ (jako MnO2), ale Fe3+ jest zredukowany do Fe2+.

2 Fe3+ + H2O2 + 2 OH- → 2 Fe2+ + 2 H2O + O2

Nadtlenek wodoru jest często używany jako środek utleniający w chemii organicznej. Jednym z zastosowań jest utlenianie tioeterów do sulfotlenków. Na przykład, siarczek fenylu metylu został utleniony do sulfotlenku fenylu metylu z 99% wydajnością w metanolu w ciągu 18 godzin (lub 20 minut przy użyciu katalizatora TiCl3):

Ph-S-CH3 + H2O2 → Ph-S(O)-CH3 + H2O

Nadtlenek wodoru alkalicznego jest używany do epoksydacji alkenów pozbawionych elektronów, takich jak kwasy akrylowe, a także do utleniania alkiloboranów do alkoholi, drugiego etapu utleniania hydroborowego.

Tworzenie związków nadtlenkowych

Nadtlenek wodoru jest słabym kwasem i może tworzyć wodoronadtlenki lub sole nadtlenkowe lub pochodne wielu metali. Na przykład, z wodnymi roztworami kwasu chromowego (CrO3), może tworzyć niestabilny niebieski nadtlenek CrO(O2)2. Może również wytwarzać nadtlenoaniony w reakcji z anionami; na przykład reakcja z boraksem prowadzi do nadboranu sodu, wybielacza stosowanego w detergentach do prania:

Na2B4O7 + 4 H2O2 + 2 NaOH → 2 Na2B2O4(OH)4 + H2O

H2O2 przekształca kwasy karboksylowe (RCOOH) w kwasy nadtlenowe (RCOOOH), które same są stosowane jako utleniacze. Nadtlenek wodoru reaguje z acetonem, tworząc nadtlenek acetonu, a w reakcji z ozonem tworzy trójtlenek wodoru. W reakcji z mocznikiem powstaje nadtlenek karbamidu, stosowany do wybielania zębów. Addukt kwasowo-zasadowy z tlenkiem trifenylofosfiny jest użytecznym „nośnikiem” dla H2O2 w niektórych reakcjach.

Nadtlenek wodoru reaguje z ozonem tworząc trioksydan.

Zasadowość

Nadtlenek wodoru jest znacznie słabszą zasadą niż woda, ale nadal może tworzyć addukty z bardzo silnymi kwasami. Nadkwas HF/ SbF5 tworzy niestabilne związki zawierające jon +.

Produkcja

Nadtlenek wodoru jest obecnie produkowany prawie wyłącznie przez autoutlenianie 2-etylo-9,10-dihydroksyantracenu do 2-etyloantrachinonu i nadtlenku wodoru przy użyciu tlenu z powietrza. Pochodna antrachinonu jest następnie ekstrahowana i redukowana z powrotem do związku dihydroksylowego przy użyciu wodoru gazowego w obecności katalizatora metalowego. Ogólne równanie procesu jest zwodniczo proste:

H2 + O2 → H2O2

Jednakże ekonomika procesu zależy od efektywnego recyklingu chinonu i rozpuszczalników ekstrakcyjnych oraz katalizatora uwodornienia.

Poprzednio stosowano procesy nieorganiczne, w których wykorzystywano elektrolizę wodnego roztworu kwasu siarkowego lub kwaśnego wodorosiarczanu amonu (NH4HSO4), a następnie hydrolizę powstającego nadtlenodisiarczanu ((SO4)2)2-.

W 1994 r. światowa produkcja H2O2 wynosiła około 1,9 mln ton, z czego większość miała stężenie 70% lub mniejsze. W tym samym roku luzem 30% H2O2 sprzedawano za około 0,54 USD za kg, co odpowiada 1,50 USD za kg (0,68 USD za funt) na „100% bazie”.

Stężenie

Nadtlenek wodoru działa najlepiej jako materiał pędny w bardzo wysokich stężeniach – grubo ponad 70%. Chociaż każde stężenie nadtlenku wytworzy trochę gorącego gazu (tlen plus trochę pary), przy stężeniach powyżej około 67%, ciepło rozkładu nadtlenku wodoru staje się wystarczająco duże by całkowicie odparować całą ciecz w standardowej temperaturze. Stanowi to punkt zwrotny w bezpieczeństwie, ponieważ rozkład każdego stężenia powyżej tej wartości jest w stanie całkowicie przekształcić ciecz w podgrzany gaz (im wyższe stężenie, tym gorętszy gaz), a ta gorąca mieszanina pary i tlenu może być użyta do wytworzenia maksymalnego ciągu, mocy lub pracy.

Normalne stężenia klasy paliwa zmieniają się od 70 do 98%, z powszechnymi klasami 70, 85, 90 i 98%. Wiele z tych klas i odmian jest opisanych szczegółowo w amerykańskiej specyfikacji materiałów pędnych o numerze MIL-P-16005 Revision F, która jest obecnie dostępna. Dostępni dostawcy nadtlenku wodoru o wysokim stężeniu do celów napędowych to na ogół jedne z dużych firm komercyjnych, które produkują inne gatunki nadtlenku wodoru, w tym Solvay Interox, FMC i Degussa. Inne firmy, które w niedawnej przeszłości produkowały nadtlenek wodoru klasy propelentowej to Air Liquide i DuPont. Zauważ, że DuPont niedawno sprzedał swoją działalność produkcyjną nadtlenku wodoru firmie Degussa.

Nadtlenek wodoru klasy propelentowej jest dostępny dla wykwalifikowanych nabywców. Zazwyczaj ta substancja chemiczna jest sprzedawana tylko firmom komercyjnym lub instytucjom rządowym, które mają możliwość właściwego obchodzenia się z materiałem i jego wykorzystania.

Nieprofesjonaliści kupili nadtlenek wodoru o stężeniu 70% lub niższym (pozostałe 30% to woda ze śladami zanieczyszczeń i materiałów stabilizujących, takich jak sole cyny, fosforany, azotany i inne dodatki chemiczne) i sami zwiększyli jego stężenie – jest to potencjalnie bardzo niebezpieczna praktyka, do której nie należy zachęcać. Wielu amatorów próbuje destylacji, ale jest to bardzo niebezpieczne w przypadku nadtlenku wodoru; opary nadtlenku mogą się zapalić lub zdetonować w zależności od określonych kombinacji temperatury i ciśnienia. Ogólnie rzecz biorąc, każda wrząca masa nadtlenku wodoru o wysokim stężeniu przy ciśnieniu otoczenia wytworzy nadtlenek wodoru w fazie lotnej, który może ulec detonacji. Zagrożenie to jest złagodzone, ale nie całkowicie wyeliminowane dzięki destylacji próżniowej. Destylacja próżniowa nadtlenku wodoru klasy propelentowej jest nadal niebezpieczna i najlepiej przeprowadzać ją w wykwalifikowanych laboratoriach lub firmach. Inne metody zatężania nadtlenku wodoru to sparging i krystalizacja frakcjonowana.

Nadtlenek wodoru o wysokim stężeniu jest łatwo dostępny w stężeniach 70, 90 i 98% w pojemnościach 1 galon, 30 galonów i w cysternach do przewozu luzem. Nadtlenek wodoru klasy propelentowej jest używany w obecnych systemach wojskowych i jest w licznych programach badawczych i rozwojowych w dziedzinie obrony i lotnictwa. Wiele prywatnie finansowanych firm rakietowych używa nadtlenku wodoru, zwłaszcza Blue Origin. Niektóre grupy amatorów wyraziły zainteresowanie produkcją własnego nadtlenku wodoru, na własny użytek i do sprzedaży w małych ilościach innym. Produkcja nadtlenku wodoru przez amatorów jest potencjalnie niebezpieczna zarówno dla producentów tej substancji chemicznej, osób znajdujących się w jej pobliżu, jak i użytkowników tej substancji.

Zagrożenia

Nadtlenek wodoru, w postaci czystej lub rozcieńczonej, może stwarzać kilka zagrożeń:

• Powyżej około 70% stężenia, nadtlenek wodoru może wydzielać opary, które mogą wybuchnąć w temperaturze powyżej 70 °C (158 °F) przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym. Może to spowodować BLEVE pozostałej cieczy. Destylacja nadtlenku wodoru przy normalnym ciśnieniu jest więc bardzo niebezpieczna i należy jej unikać.

• Opary nadtlenku wodoru mogą tworzyć wrażliwe materiały wybuchowe kontaktowe z węglowodorami, takimi jak smary. Niebezpieczne reakcje od zapłonu do wybuchu zostały zgłoszone z alkoholami, ketonami, kwasami karboksylowymi (szczególnie kwasem octowym), aminami i fosforem. Powiedzenie mówi, że „nadtlenki zabijają chemików”.

• Nadtlenek wodoru, jeśli zostanie rozlany na odzież (lub inne materiały palne), będzie preferencyjnie odparowywał wodę, aż stężenie osiągnie wystarczającą siłę, wtedy odzież ulegnie spontanicznemu zapaleniu. Skóra zazwyczaj zawiera jony metali z procesu garbowania i często zapala się prawie natychmiast.

• Stężony nadtlenek wodoru (>50%) jest żrący, a nawet domowe roztwory mogą powodować podrażnienie oczu, błon śluzowych i skóry. Połknięcie roztworów nadtlenku wodoru jest szczególnie niebezpieczne, ponieważ rozkład w żołądku powoduje uwolnienie dużych ilości gazu (10 razy więcej niż w przypadku 3% roztworu), co prowadzi do krwawienia wewnętrznego. Poważne podrażnienie płuc przy wdychaniu powyżej 10%.

Nadtlenek wodoru jest naturalnie wytwarzany jako produkt uboczny metabolizmu tlenu, a praktycznie wszystkie organizmy posiadają enzymy znane jako peroksydazy, które pozornie nieszkodliwie katalizują rozkład nadtlenku wodoru w niskich stężeniach do wody i tlenu (patrz Rozkład powyżej).

W jednym przypadku, kilka osób zostało rannych po rozlaniu się nadtlenku wodoru na pokładzie Northwest Airlines Flight 957, ponieważ pomylili go z wodą.

Aby uzyskać więcej informacji na temat ryzyka związanego z pracą z tą substancją chemiczną, zapoznaj się z MSDS. W wyniku reakcji powstaje woda i gazowy tlen.