آب اکسیژنه و کاربرد آن به عنوان ضدعفونی کننده

اکثر مردم آب اکسیژنه را به عنوان ترکیبی که باعث سفید کردن مو می شود، می شناسند. همچنین می توان از آن برای ضد عفونی آب استفاده کرد. آب اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید مایعی شفاف و بی رنگ است که کمی ویسکوزتر از آب است. H2O2 یا آب اکسیژنه به عنوان یک اکسید کننده و سفید کننده در کاربردهای مختلف بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. با نقطه جوش ۱۱۴ درجه سانتیگراد هیدروژن پر اکسید در دمای منفی ۵۲- درجه سانتیگراد منجمد می شود. آب اکسیژنه یک ماده شیمیایی غیر قابل اشتعال و کاملاً محلول با فشار بخار ۱۸ میلی متر جیوه در ۳۰ درجه و چگالی ۱٫۲۱ g/cm3 است.

آب اکسیژنه چه زمانی کشف شد؟

لوئیس ژاک تنارد در سال ۱۸۱۸ هیدروژن پراکسید را کشف کرد. هیدروژن پراکسید از اتم های اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است. این اتم ها را می توان در همه جای زمین یافت. هیدروژن پراکسید شامل ترکیبی از دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن است.
در محیط زیست، آب اکسیژنه در غلظت های بسیار کم یافت می شود. آب اکسیژنه گازی با واکنشهرای شیمیایی معکوس در جو پیرامون زمین تولید می شود. این ماده همچنین در مقادیر کمی در آب یافت می شود.

خصوصیات آب اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید چیست؟

پراکسید یک ترکیب شیمیایی است که حاوی یون پراکسید است.
یون پراکسید از یک پیوند واحد بین دو اتم اکسیژن تشکیل شده است (O-O)-2 که یک اکسید کننده قوی است.
پراکسید هیدروژن دارای فرمول شیمیایی H2O2 و فرمول ساختاری زیر است:
H-O-O-H
مولکول هیدروژن پراکسید، در مقایسه با مولکول پایدارتر آب، دارای یک اتم اکسیژن اضافی است. پیوند بین دو اتم اکسیژن، به اصطلاح پیوند پراکسید، شکسته می شود در حالیکه دو رادیکال H-O تشکیل می شود. این رادیکال ها به سرعت با سایر مواد واکنش نشان می دهند، در حالیکه رادیکال های جدید تشکیل می شوند و یک واکنش زنجیره ای صورت می گیرد. محلول های پراکسید هیدروژن مانند آب به نظر می رسند و به طور نامحدود در آب حل می شوند. در غلظت های زیاد این محلول ها بوی تحریک کننده و اسیدی می بخشد. هیدروژن پراکسید قابل اشتعال است. در دماهای پایین جامد می شود. مقدار هیدروژن پراکسید موجود در محلول در درصد وزن بیان می شود. برای تصفیه آب از غلظت ۳۵ یا ۵۰٪ هیدروژن پراکسید استفاده می شود.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی هیدروژن پر اکسید یا آب اکسیژنه

انتخاب پذیری آب اکسیژنه

هیدروژن پراکسید برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا بسیار انتخابی است. با تغییر شرایط واکنش (دما ، pH، دوز، زمان واکنش و افزودن کاتالیزور) هیدروژن پراکسید به آلودگی های مختلف حمله می کند.

خوردگی هیدروژن پراکسید

خوردگی آب فرآوری شده به دلیل هیدروژن پراکسید به میزان اکسیژن محلول تولید شده بستگی دارد. اکسیژن باعث خوردگی فلزات حاوی آهن می شود. مقدار آهن و pH تأثیر بیشتری در میزان خوردگی، نسبت به غلظت هیدروژن پراکسید دارد.

تخریب آب اکسیژنه

آب اکسیژنه می تواند طی حمل و نقل تجزیه شود. اکسیژن و گرما آزاد می شوند. آب اکسیژنه به خودی خود قابل اشتعال است، اما اکسیژن می تواند باعث تقویت اشتعال سایر مواد شود. در محلول های رقیق، گرما توسط آب جذب می شود. در محلول های غلیظ، دمای محلول افزایش می یابد و باعث تسریع در تخریب هیدروژن پراکسید می شود. میزان تخریب برای هر ۱۰ درجه سانتیگراد افزایش دما با ۲،۲ ضرب می شود. قلیائیت و وجود آلودگی نیز باعث از بین رفتن هیدروژن پراکسید می شود.
برای تولید آب اکسیژنه از کاتالیزورهای ویژه استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که آب اکسیژنه توسط آلاینده های موجود در آب از بین نمی رود.

آب اکسیژنه چگونه تولید می شود؟

از سال ۱۸۸۰، آب اکسیژنه یک محصول تجاری است. برای اولین بار در انگلستان با سوزاندن نمک باریم (Ba)، که پراکسید باریم تولید می کرد. پس از آن پراکسید باریم در آب حل و آب اکسیژنه تولید شد. از قرن نوزدهم تولید آب اکسیژنه تا حد زیادی افزایش یافته است. امروزه سالانه حدود نیم میلیارد کیلوگرم تولید می شود.

فروش اب اکسیژنه

آب اکسیژنه Hydrogen Peroxide


بشکه / گالن
فروش آب اکسیژنه، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

آب اکسیژنه چگونه حمل و ذخیره می شود؟

آب اکسیژنه باید در ظروف پلی اتیلن، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم منتقل شود. هنگامی که آب اکسیژنه با مواد قابل اشتعال مانند چوب، کاغذ، روغن یا پنبه (سلولز) در تماس باشد، ممکن است احتراق خود به خود ایجاد شود. هنگامی که هیدروژن پراکسید با مواد آلی مانند الکل ها، استون و سایر کتون ها، آلدهیدها و گلیسرول ها مخلوط شود، ممکن است انفجارهای سنگینی رخ دهد.
وقتی پراکسید هیدروژن با موادی مانند آهن، مس، کروم، سرب، نقره، منگنز، سدیم، پتاسیم، منیزیم، نیکل، طلا، پلاتین، متالوئیدها، اکسیدهای فلزی یا نمک های فلزی در تماس باشد، ممکن است منجر به انفجارهای قدرتمند شود. به همین دلیل است که پراکسید هیدروژن معمولاً به شکل رقیق شده منتقل می شود.

کاربردهای آب اکسیژنه

هیدروژن پراکسید یا آب اکسیژنه یک ماده شیمیایی سازگار با محیط زیست است که دارای خاصیت سفید کنندگی و اکسید کنندگی قوی است. با داشتن آب و اکسیژن به عنوان محصولات بیولوژیکی، آب اکسیژنه به عنوان یکی از ایمن ترین مواد شیمیایی شناخته می شود و به طور گسترده در کاربردهای مختلف در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

قدیمی ترین کاربرد شناخته شده آب اکسیژنه سفید کردن کلاه های نی بود، که در آغاز قرن بیستم مد بودند. از سال ۱۹۲۰ تا ۱۹۵۰، آب اکسیژنه از طریق الکترولیز تولید شد. این روش، آب اکسیژنه خالص تولید می کند. امروزه از فرآیندهای خود اکسیداسیون برای تولید آب اکسیژنه استفاده می شود. در طی این فرایندها ، هیدروژن ماده اولیه است.

تطبیق پذیری آب اکسیژنه

آب اکسیژنه همه کاره است، می تواند برای بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار گیرد. می توان از آن در کلیه مواد استفاده کرد. هوا، آب، فاضلاب و خاک. گاهی اوقات همراه با عوامل دیگر، برای تقویت و تسریع فرآیندها مورد استفاده قرار می گیرد. آب اکسیژنه بیشتر برای از بین بردن آلاینده ها از پساب و از هوا استفاده می شود. استفاده از آب اکسیژنه، رشد باکتری را مورد بحث قرار می دهد (به عنوان مثال رسوب زیستی در سیستم های آبی) و با افزایش اکسیژن می تواند رشد باکتری ها (به عنوان مثال اصلاح زیستی خاک های آلوده و آبهای زیرزمینی) را تقویت کند. همچنین می توان از آن برای تصفیه آلودگی هایی استفاده کرد که به راحتی اکسیده شوند (به عنوان مثال آهن و سولفیدها) و آلودگی هایی که اکسیداسیون آنها دشوار است (به عنوان مثال مواد جامد محلول، بنزین و سموم دفع آفات).
سرانجام می توان از آب اکسیژنه برای سفید کردن کاغذ، نساجی، دندان و مو یا تولید مواد غذایی، مواد معدنی، مواد پتروشیمی یا پودر لباسشویی استفاده کرد. به شکل خالص، آب اکسیژنه به عنوان یک منبع تامین کننده اکسیژن جهت راندن زیردریایی های روسی استفاده می شود.

کاربردهای صنعتی آب اکسیژنه

تولیدات شیمیایی

آب اکسیژنه نقش مهمی در شیمی آلی دارد و در ساخت هیدرازین هیدرات و هیدروکسیل آمین، پراکسیدهای آلی، پر استیک اسید و مشتقات گوگرد استفاده می شود.

سفید کردن قند

آب اکسیژنه به عنوان ماده سفید کننده در صنعت قند استفاده می شود. این ماده به عنوان ماده ای در ارائه قند درخشان با کیفیت عالی نگهدارنده عمل می کند. قند تولید شده با دی اکسید گوگرد و خاکستر سولفات کمتر مزایای اقتصادی دارد. آب اکسیژنه برای سفید کردن محلول غلیظ قندی یا شیره قند نیز استفاده می شود.

سفید کردن پارچه

آب اکسیژنه یک ماده سفیدکننده جهانی است و به دلیل خاصیت سازگار با محیط زیست و مصرف زمان کمتری برای سفید کردن، در نساجی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروژن پراکسید هزینه مناسبی در سفید کردن دارد و تقریباً برای همه الیاف مناسب است و در هر دما و در شرایط مختلف قابل استفاده است.

کاغذ و خمیر کاغذ

آب اکسیژنه برای سفید کردن کاغذ بازیافت شده و درخشان تر شدن پالپ در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ یا پالپ استفاده می شود. استفاده از هیدرژن پراکسید روشی مقرون به صرفه است و به کیفیت محصول نهایی کمک می کند.

صنایع غذایی

آب اکسیژنه برای بهبود رنگ مواد غذایی و استریل کردن ظروف بسته بندی ضد عفونی کننده استفاده می شود. هیدروژن پر اکسید همچنین ماندگاری محصول را افزایش می دهد و به عنوان ماده ضد میکروبی در شیر و ماده سفید کننده در آرد گندم، روغن خوراکی و سفیده تخم مرغ استفاده می شود.

داروسازی و مواد آرایشی بهداشتی

آب اکسیژنه با خاصیت ضد عفونی کننده، به طور گسترده در صنایع دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. پراکسید هیدروژن در محلول لنزهای تماسی، به عنوان ضد عفونی کننده برای جلوگیری از عفونت و به عنوان ضد عفونی کننده وسایل دندانپزشکی و جراحی مورد استفاده قرار می گیرد. آب اکسیژنه همچنین برای سفید کننده مو، لوسیون های سفید کننده دندان، خمیر دندان، دهانشویه ، محصولات مراقبت از مو و غیره استفاده می شود.

تصفیه فاضلاب

آب اکسیژنه برای از بین بردن آلودگی های صنعتی ناشی از پساب استفاده می شود، همچنین از خوردگی و آلودگی بو ناشی از سایر مواد شیمیایی جلوگیری می کند. آب اکسیژنه منبع اکسیژن را برای درمان بیولوژیکی هوازی فراهم می کند و یک عامل ضد باکتری کشنده عالی برای ضد عفونی آب است که همراه بقیه مواد استفاده می شود.

صنعت معدن

آب اکسیژنه به عنوان یک اکسیدان در صنعت معدن برای فرآیند تولید عناصر گران قیمت استفاده می شود. Hآب اکسیژنه کنترل کلی فرایند را بهبود می بخشد و در مراحل مختلف فرآیند متالوژی استفاده می شود.

آب اکسیژنه به عنوان اکسید کننده

آب اکسیژنه یک اکسید کننده قوی است. از کلر (Cl2) ، دی اکسید کلر (ClO2) و پرمنگنات پتاسیم (KMnO4) قدرت بیشتری دارد. از طریق کاتالیز، پراکسید هیدروژن را می توان به هیدروکسی رادیکال (OH) تبدیل کرد. پتانسیل اکسیداسیون پراکسید هیدروژن درست زیر ازن است.

دوز مناسب آب اکسیژنه

اکثر کاربردهای آب اکسیژنه مربوط به تزریق آن به آبهای روان است. دیگر مواد شیمیایی و تجهیزات لازم نیست. این برنامه برای کنترل رشد بیولوژیکی، اضافه کردن اکسیژن، از بین بردن مانده های کلر و اکسیداسیون سولفیدها، سولفیت ها، فلزات و سایر مواد به راحتی اکسیده شده استفاده می شود. مناسب بودن مقدار آب اکسیژنه برای این کاربردها تحت تأثیر pH ، دما و زمان واکنش است.

پراکسید هیدروژن کاتالیزوری

آلودگی هایی که به راحتی اکسیده نمی شوند، نیاز به فعال شدن پراکسید هیدروژن توسط کاتالیزورها (آهن، منگنز یا سایر متالوئیدها) دارند. از این کاتالیزورها همچنین می توان برای تقویت واکنش پراکسید هیدروژن استفاده کرد که در غیر این صورت ساعت ها یا روزها طول می کشد.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته یک پیشرفت جدید در زمینه ضد عفونی آب اکسیژنه است. این فرآیندها رادیکال های اکسیژن واکنش پذیر تولید می کنند، بدون اینکه تداخل کاتالیزورهای فلزی وجود داشته باشد. نمونه ها عبارتند از ترکیب آب اکسیژنه با ازن (پراکسون) یا اشعه ماوراء بنفش. نتیجه این روش ها اکسیداسیون مواد قابل تخریب، بدون تولید باقیمانده یا لجن است. این روش ها در سراسر جهان برای تصفیه آب های زیرزمینی، برای آب آشامیدنی و تصفیه آب فرآوری شده و برای ضد عفونی و حذف مواد آلی از فاضلاب های صنعتی استفاده می شود.

آب اکسیژنه بعنوان ضدعفونی کننده

از کاربردهای دیگر، آب اکسیژنه به عنوان ضد عفونی کننده استفاده می شود. برای درمان التهاب لثه ها و ضد عفونی کننده (نوشیدن) آب استفاده می شود. همچنین برای مقابله با رشد بیش از حد میکروبی در سیستم های آب و برج های خنک کننده استفاده می شود.
در ایالات متحده، آب اکسیژنه بیش از پیش مورد استفاده قرار می گیرد تا منابع آب مورد استفاده قرار گیرد. از این ماده برای جلوگیری از شکل گیری رنگ ها، بوهای نامطبوع، خوردگی و رسوب گذاری توسط تخریب آلودگی (آهن، منگنز، سولفات ها) و تخریب میکروارگانیسم ها استفاده می شود. آب اکسیژنه خیلی سریع واکنش نشان می دهد. بدون تشکیل محصولات جانبی، این ماده به هیدروژن و آب تبدیل می شود. این میزان اکسیژن موجود در آب را افزایش می دهد.
مکانیسم ضد عفونی هیدروژن پراکسید مبتنی بر آزاد کردن رادیکال های اکسیژن آزاد است:

آلودگی ها توسط رادیکال های آزاد اکسیژن تجزیه می شوند و فقط آب باقی می ماند. رادیکال های آزاد توانایی اکسیداسیون و ضد عفونی کننده هم دارند. آب اکسیژنه پروتئین ها را از طریق اکسیداسیون از بین می برد.
پراکسیدها از جمله پراکسید هیدروژن، پربورات، پراکسی فسفات و پرسولفات، ضد عفونی کننده ها و اکسید کننده های خوبی هستند. به طور کلی، این می تواند به اندازه کافی میکروارگانیسم ها را از بین ببرد. با این حال، این پراکسیدها بسیار ناپایدار هستند.
پربورات ها بسیار سمی هستند. پر استیک اسید (PAA) یک اسید قوی است. می تواند به شکل خالص خود بسیار خورنده باشد. از پرسولفات های تثبیت شده می توان جهت جایگزینی کلر برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.

آیا آب اکسیژنه برای ضد عفونی آب آشامیدنی استفاده می شود؟

در دهه ۱۹۵۰، هیدروژن پراکسید برای اولین بار برای ضد عفونی آب آشامیدنی در اروپای شرقی مورد استفاده قرار گرفت. این به دلیل داشتن ویژگی های اکسیداتیو و بایوسایدی بسیار شناخته شده آن است. هیدروژن پراکسید غالباً برای ضد عفونی آب آشامیدنی استفاده نشده است، اما به نظر می رسد محبوبیت آن افزایش می یابد. غالباً در ترکیب با ازن، نقره یا اشعه ماوراء بنفش استفاده می شود.

آیا پراکسید هیدروژن برای ضد عفونی کردن استخر شنا استفاده می شود؟

کاربرد پراکسیدها برای ضد عفونی و تصفیه آب محدود است. اخیراً اشکال پایدار تری ایجاد شده است که می تواند برای کاربرد در استخرها مورد استفاده قرار گیرد.
ضد عفونی پراکسید هیدروژن به دوز بالایی احتیاج دارد. نقطه ضعف اصلی توانایی ضد عفونی کننده و اکسید کننده کم پراکسید هیدروژن در غلظت های فعال (ده ها میلی گرم در لیتر) است که برای ضد عفونی کردن استخر لازم است. مشکل دیگر تجزیه سریع پراکسید هیدروژن در آب و وجود رادیکال های اکسیژن است. با افزودن تثبیت کننده، تجزیه پراکسید هیدروژن به تأخیر می افتد و توانایی ضد عفونی شدن را نیز می توان حفظ کرد.
در مقایسه با کلر، برم، ازن و سایر ضد عفونی کننده ها، پراکسید هیدروژن یک ضد عفونی کننده بسیار قدرتمند نیست. ضد عفونی کننده استخرها توسط پراکسید هیدروژن مجاز نیست، مگر اینکه در ترکیب با سایر ضد عفونی کننده ها (UV، ازن، نمک های نقره یا نمک کوارتر آمونیوم) استفاده شود. پراکسید هیدروژن توانایی ضد عفونی کننده سایر ضد عفونی کننده ها را بهبود می بخشد.

آیا می توان از آب اکسیژنه برای ضد عفونی آب برج خنک کننده استفاده کرد؟

آب اکسیژنه می تواند هنگام خنک کردن با سایر مواد ضد عفونی کننده، برای ضد عفونی آب برج خنک کننده مورد استفاده قرار گیرد. پر استیک اسید (CH3COOH, PAA) همچنین می تواند برای ضد عفونی آب برج خنک کننده مورد استفاده قرار گیرد.

آیا پراکسید هیدروژن کلر را از بین می برد؟

پراکسید هیدروژن را می توان برای کلر زدایی و به عبارت دیگر برای از بین بردن کلر باقیمانده استفاده کرد. کلر باقیمانده وقتی توسط هوا یا میعانات سیستم های فرآیند اکسیده می شوند، به اسیدهای خورنده تبدیل می شوند.
هنگامی که کلر با پراکسید هیدروژن واکنش نشان می دهد، پراکسید هیدروژن در آب و اکسیژن فرو می رود. گاز کلر هیدرولیز می شود و به اسید هیپوکلروز (HOCl) تبدیل می شود که متعاقباً یون ها را به یون های هیپوکلریت (OCl) تبدیل می کنند. وپس از آن پراکسید هیدروژن با هیپوکلریت واکنش نشان می دهد.
واکنش بین پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت خیلی سریع صورت می گیرد. سایر مواد آلی و معدنی نمی توانند با هیپوکلریت واکنش نشان دهند.

مزایا و مضرات استفاده از آب اکسیژنه چیست؟

مزایای آب اکسیژنه

برخلاف سایر مواد شیمیایی، آب اکسیژنه، باقی مانده یا گاز تولید نمی کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا آب اکسیژنه کاملاً محلول در آب است.

به طور کلی کارآیی آب اکسیژنه به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.

معایب آب اکسیژنه

برخلاف سایر مواد شیمیایی، آب اکسیژنه، باقی مانده یا گاز تولید نمی کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا آب اکسیژنه کاملاً محلول در آب است.

به طور کلی کارآیی آب اکسیژنه به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.

این یک واکنش کاهشی است. مولکول های هیدروژن تا حدی به عنوان کاهنده و بخشی نیز به عنوان اکسید کننده عمل می کنند.

اثرات آب اکسیژنه بر سلامتی چگونه است؟

قرار گرفتن در معرض آب اکسیژنه از طریق استنشاق مرطوب یا غبار، از طریق جذب مواد غذایی و از طریق تماس با پوست یا چشم صورت می گیرد. آب اکسیژنه می تواند چشم ها، پوست و غشاهای مخاطی را تحریک کند. قرار گرفتن در معرض چشم در غلظت ۵٪ یا بیشتر می تواند منجر به آسیب دائمی چشم شود. آزمایشات با حیوانات آزمایشگاهی آژانس بین المللی تحقیقات سرطان آمریکا (IARC) نشان می دهد که پراکسید هیدروژن برای حیوانات می تواند سرطان زا باشد. آزمایشات آزمایشگاهی باکتریایی نشان می دهد که پراکسید هیدروژن جهش زا است. این ماده DNA را تغییر می دهد و آسیب می زند. هنگامی که انسان پراکسید هیدروژن را استنشاق می کند، باعث تحریک ریه می شود. قرار گرفتن در معرض پوست باعث تاول های دردناک، سوختگی و سفید شدن پوست می شود. ارگان هایی که بیش از حد در معرض پراکسید هیدروژن قرار دارند، ریه ها، روده ها، تیموس، کبد و کلیه ها هستند. اثرات قرار گرفتن در معرض مزمن بر روی انسان ناشناخته است.

مقالات مرتبط