هیدروژن پراکسید یا آب اکسیژنه یک جزء رایج در بسیاری از سفید کننده ها، رنگ ها، پاک کننده ها و ضد عفونی کننده ها است. این ترکیب همه کاره کاربردهای بالقوه زیادی دارد که شاید با آن اشنا نباشید.
پراکسید هیدروژن (H2O2) مایعی بی رنگ است که تفاوت آن با آب (H2O) وجود یک مولکول اکسیژن اضافی است. این مولکول اکسیژن اضافی باعث تبدیل شدن آن به یک اکسید کننده قوی می شود. بنابراین می تواند الکترون از مواد دیگر پذیرفته و به عنوان یک ضدعفونی کننده قوی شناخته می شود.
به دلیل در دسترس بودن و خاصیت ضد عفونی کنندگی آن، بسیاری از مردم پراکسید هیدروژن را به عنوان یک عنصر اصلی در کابینت دارو یا جعبه کمک های اولیه خود نگه می دانند. در این مقاله رایج ترین روش های استفاده از پراکسید هیدروژن شرح داده شده است لطفا همراه ما باشید.
خریدهیدروژن پراکسید
برای خرید آنلاین هیدروژن پراکسید با بهترین قیمت و تضمین کیفیت از بهترین برندهای موجود بازار از فروشگاه معتبر ای‌آز بازدید نمائید
تاریخچه هیدروژن پراکسید
پراکسیدهیدروژن یا آب اکسیژنه (H2O2) یک ترکیب شیمیایی با فرمول مولکولی H2O2 است که به عنوان یک اکسید کننده و سفید کننده استفاده می شود. این ماده به صورت مایع بی رنگ یا مایل به آبی با بوی تند وجود دارد. پراکسیدهیدروژن یک ماده ناپایدار است که به راحتی به آب و اکسیژن تجزیه می شود.
تاریخچه اولیه
پراکسیدهیدروژن برای اولین بار در سال 1818 توسط تئوفیل ژیلبرت شیمیدان فرانسوی کشف شد. او این ماده را با واکنش هیدروکسید پتاسیم با دی اکسید گوگرد تهیه کرد. ژیلبرت به این ماده “هیدروژن پراکسید” نام داد.
تاریخچه مدرن
پراکسیدهیدروژن در ابتدا برای اهداف پزشکی استفاده می شد. در طول جنگ جهانی اول، از پراکسیدهیدروژن برای ضدعفونی زخم ها استفاده می شد. در دهه 1930، از پراکسیدهیدروژن برای سفید کردن خمیر کاغذ استفاده شد. این ماده به عنوان یک جایگزین برای کلر که یک ماده سمی است استفاده شد.
در دهه 1950، از پراکسیدهیدروژن در تولید مواد آرایشی و بهداشتی استفاده شد. این ماده به عنوان یک عامل سفید کننده، ضدعفونی کننده، و اکسید کننده استفاده شد.
در دهه 1960، از پراکسیدهیدروژن در صنایع غذایی استفاده شد. این ماده به عنوان یک نگهدارنده، سفید کننده، و آنتی اکسیدان استفاده شد.
فهرست مطالب
ساختار مولکولی هیدروژن پراکسید
ساختار مولکولی پراکسید هیدروژن (H2O2) از دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است که توسط یک پیوند کووالانسی به هم متصل شده اند. اتم های اکسیژن در یک ساختار خطی قرار دارند و هر یک از آنها دارای یک جفت الکترون آزاد هستند.
ساختار مولکولی پراکسید هیدروژن به صورت زیر نشان داده می شود:
H-O-O-H
در این ساختار، اتم های هیدروژن با پیوندهای کووالانسی تکی به اتم های اکسیژن متصل شده اند. اتم های اکسیژن نیز با پیوند کووالانسی دوگانه به هم متصل شده اند.
پراکسید هیدروژن یک ماده ناپایدار است و به راحتی به آب و اکسیژن تجزیه می شود. این تجزیه می تواند به صورت خود به خود یا در حضور کاتالیزور انجام شود.
ویژگی های هیدروژن پراکسید
پراکسید هیدروژن یک ماده شیمیایی ضد میکروب است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به دو صورت مایع و گاز برای کاربردهای نگهدارنده، ضد عفونی و استریل کردن استفاده می شود. از مزایای آن می توان به فعالیت ضد میکروبی قوی و گسترده، انعطاف پذیری در استفاده و مشخصات ایمنی در مقایسه با سایر میکروبیوسیدها اشاره کرد.
| نام آیوپاک (IUPAC) | هیدروژن پراکسید یا پراکسید هیدروژن |
| فرمول شیمیایی آب اکسیژنه | H2O2 |
| وزن مولکولی | 34.0147 g/mol |
| شکل ظاهری | مایع شفاف بی رنگ مایل به آبی خیلی روشن |
| بو | کمی تند |
| نقطه ذوب | -0.43 °C |
| نقطه جوش | 150.2 °C |
| چگالی | 1.110 g/cm3 |
| ویسکوزیته | 1.245 cP |
| اسیدیته | 11.75 |
| فشار بخار | 5 mmHg |
| حلالیت | محلول در آب، اتر و الکل و نامحلول در هیدروکربن های سبک |
| قابلیت مغناطیسی | −17.7 cm3/mol |
| لحظه دوقطبی | 2.26 D |
روش تولید هیدروژن پراکسید
پراکسیدهیدروژن را می توان با روش های مختلفی تولید کرد. دو روش اصلی تولید پراکسیدهیدروژن عبارتند از:
روش خود اکسایش
در این روش، یک ماده آلی مانند اتیلن گلیکول با هیدروژن پراکسید واکنش می دهد و پراکسیدهیدروژن تولید می کند. این واکنش در حضور یک کاتالیزور مانند پالادیوم انجام می شود.
روش الکترولیز
در این روش، یک محلول آبی سولفات هیدروژن آمونیوم با استفاده از الکترولیز به پراکسیدهیدروژن تبدیل می شود. این واکنش در حضور یک کاتالیزور مانند روتنیم انجام می شود.
روش های دیگر تولید پراکسیدهیدروژن
روش های دیگری نیز برای تولید پراکسیدهیدروژن وجود دارد که عبارتند از:
- واکنش هیدروژن و اکسیژن
- واکنش هیدروژن و پراکسید هیدروژن
- واکنش هیدروژن و پراکسید هیدروژن با یک کاتالیزور
روش تولید پراکسیدهیدروژن در صنعت
در صنعت، پراکسیدهیدروژن عمدتاً با روش الکترولیز تولید می شود. این روش به دلیل تولید محصول با کیفیت بالا و بازدهی بالا، روشی ترجیحی برای تولید پراکسیدهیدروژن است.
فرآیند تولید پراکسیدهیدروژن با روش الکترولیز
در فرآیند تولید پراکسیدهیدروژن با روش الکترولیز، یک محلول آبی سولفات هیدروژن آمونیوم در یک سلول الکترولیز قرار می گیرد. دو الکترود در محلول قرار می گیرند و یک جریان الکتریکی از طریق محلول عبور می کند.
در کاتد، هیدروژن تولید می شود:
2H^+ + 2e- → H2
در آند، اکسیژن تولید می شود:
4OH^- → 2H2O + O2 + 4e-
هیدروژن و اکسیژن تولید شده در دو طرف سلول جمع می شوند. سپس، هیدروژن با اکسیژن در حضور یک کاتالیزور واکنش می دهد و پراکسیدهیدروژن تولید می شود:
2H2 + O2 → 2H2O2
پراکسیدهیدروژن تولید شده از سلول الکترولیز خارج می شود و برای مصارف مختلف استفاده می شود
انواع درصدهای هیدروژن پراکسید
میزان پراکسید هیدروژن در یک محلول را با درصد بیان می کنند. درصد پراکسید هیدروژن نشان می دهد که یک لیتر از محلول حاوی چند گرم پراکسید هیدروژن است.
انواع درصدهای پراکسیدهیدروژن عبارتند از:
- پراکسید هیدروژن 3 درصد
پراکسید هیدروژن 3 درصد نوعی پراکسید هیدروژن با درصد کم است که برای مصارف خانگی و بهداشتی استفاده می شود. این ماده برای سفید کردن دندان ها، ضدعفونی کردن زخم ها، و تمیز کردن سطوح استفاده می شود.
- پراکسید هیدروژن 6 درصد
پراکسید هیدروژن 6 درصد نوعی پراکسید هیدروژن با درصد متوسط است که برای مصارف صنعتی و پزشکی استفاده می شود. این ماده برای سفید کردن خمیر کاغذ، ضدعفونی کردن تجهیزات پزشکی، و تمیز کردن سطوح استفاده می شود.
- پراکسید هیدروژن 30 درصد
پراکسید هیدروژن 30 درصد نوعی پراکسید هیدروژن با درصد بالا است که برای مصارف صنعتی استفاده می شود. این ماده برای سفید کردن پارچه، ضدعفونی کردن سطوح، و تولید مواد شیمیایی استفاده می شود.
- پراکسید هیدروژن 90 درصد
پراکسید هیدروژن 90 درصد نوعی پراکسید هیدروژن با درصد بسیار بالا است که برای مصارف صنعتی استفاده می شود. این ماده برای تولید مواد شیمیایی، سفید کردن مواد غذایی، و تولید سوخت های زیستی استفاده می شود.
کاربردهای هیدروژن پراکسید
پراکسیدهیدروژن یک ماده بسیار متنوع است که در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود. برخی از کاربردهای پراکسیدهیدروژن عبارتند از:
سفید کردن
پراکسیدهیدروژن یک ماده سفید کننده قوی است که برای سفید کردن لباس ها، دندان ها، و پوست استفاده می شود. همچنین برای سفید کردن خمیر کاغذ و سایر مواد غذایی استفاده می شود.
ضدعفونی کردن
پراکسیدهیدروژن یک ماده ضدعفونی کننده قوی است که برای ضدعفونی کردن زخم ها و از بین بردن باکتری ها و ویروس ها استفاده می شود. همچنین برای ضدعفونی کردن تجهیزات پزشکی و مواد غذایی استفاده می شود.
تولید مواد آرایشی و بهداشتی
پراکسیدهیدروژن در تولید مواد آرایشی و بهداشتی مانند کرم، ژل، و مایع پاک کننده استفاده می شود. این ماده به عنوان یک عامل سفید کننده، ضدعفونی کننده، و اکسید کننده استفاده می شود.
صنایع غذایی
پراکسیدهیدروژن در صنایع غذایی به عنوان یک نگهدارنده، سفید کننده، و آنتی اکسیدان استفاده می شود. این ماده برای جلوگیری از رشد باکتری ها و کپک ها در غذا استفاده می شود. همچنین برای سفید کردن آرد و سایر مواد غذایی استفاده می شود.
صنایع کاغذسازی
پراکسیدهیدروژن در صنایع کاغذسازی برای سفید کردن خمیر کاغذ استفاده می شود. این ماده به عنوان یک جایگزین برای کلر که یک ماده سمی است استفاده می شود.
صنایع پتروشیمی
پراکسیدهیدروژن در صنایع پتروشیمی برای تولید مواد اولیه مانند هیدروژن پراکسید و پراکسید اتیل استفاده می شود. این مواد در تولید مواد منفجره، رنگ ها، و مواد آرایشی استفاده می شوند.
کاربردهای دیگر پراکسیدهیدروژن
پراکسیدهیدروژن در کاربردهای دیگر نیز استفاده می شود که عبارتند از:
- صنایع نساجی
- تصفیه آب و فاضلاب
- تولید سوخت های زیستی
- تولید مواد دارویی
آب اکسیژنه همان وایتکس است؟
یکی از سوال های متداولی که معمولا مطرح می شود این است که هیدروژن پراکسید همان وایتکس است؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که آب اکسیژنه همان وایتکس نیست، اما عمل ضدعفونی با آب اکسیژنه هم اتفاق می افتد. برای ضد عفونی کردن باید از آب اکسیژنه 3% استفاده کرد. به منظور رقیق سازی آب اکسیژنه 35% باید به ازای هر یک لیتر این محصول 11 لیتر آب مقطر افزود تا ماده 3% ساخته شود. محلول رقیق شده آب اکسیژنه تا چه زمانی پایدار است؟ اگر به آن آب مقطر افزود و در شرایط دمایی و به دور از نور خورشید قرار داد، تا دو ماه تجزیه نمی شود اما اگر آب اکسیژنه را با آب معمولی رقیق کرد این ماده به اندازه مصرف همان روز کارایی دارد و پس از یک روز تجزیه می شود. نکته مهم دیگری که باید به آن توجه داشت فرق بین آب اکسیژنه صنعتی و خوراکی است، اختلاف بین این دو در نوع فلزات سنگینی است که در آب اکسیژنه صنعتی وجود دارد اما در آب اکسیژنه خوراکی تصفیه شده و خالص سازی شده و در نتیجه این فلزات حذف می شوند.
عوامل موثر بر قدرت اکسیدکنندگی پراکسیدهاواکسیدکننده ها
عوامل اکسید کننده معمولاً در بالاترین حالت اکسیداسیون ممکن خود وجود دارند و بنابراین تمایل زیادی به پذیرش الکترون و یا کاهش آن دارند. یون ها، اتم ها و مولکول هایی که میل زیادی به الکترون دارند، اکسید کننده های خوبی محسوب می شوند. هر چه میل الکترون بیشتر باشد، قدرت اکسیداسیون آن بیشتر است. گفته می شود که فلوئور عنصری، قوی ترین عامل اکسیدکننده عناصر است. این امر شاید به این دلیل باشد که فلوئور، منفی ترین الکترون در جدول تناوبی مدرن است و بنابراین در بین همه عناصر قوی ترین نیروی جاذبه را به الکترون وارد می کند. در حقیقت، قدرت اکسیداسیون فلوئور دواتمی (F2) به اندازه کافی قوی است که باعث می شود فلزاتی مانند آزبست و کوارتز (و حتی مولکول هایی مانند آب) هنگام قرار گرفتن در معرض آن، شعله ور شوند. چند مثال دیگر از عوامل اکسیداسیون بنیادی شامل اکسیژن دواتم (O2) ، کلر دواتمی (Cl2) و ازن (O3) است. این اکسیدکننده ها اشکال اصلی عناصر دوم و سوم منفی الکتریکی هستند (به ترتیب اکسیژن و کلر)، و آنها را به عنوان پذیرنده های الکترونی مناسب تبدیل می کنند. پتانسیل الکترود استاندارد یک نیم واکنش در یک فرآیند ردوکس، نگرشی را در مورد قدرت اکسیداسیون ماده شیمیایی فراهم می کند. تصویری که برخی اکسیدکننده ها را از نظر قدرت اکسید کنندگی آنها رتبه بندی می کند، در زیر آورده شده است.
برخی از ترکیباتی که حالت اکسیداسیون قوی از خود نشان می دهند، نیز می توانند عوامل اکسید کننده خوبی در نظر گرفته شوند. نمونه های یونی شامل یون پرمنگنات، یون کرومات و یون دیکرومات است.
ظروف و نحوه بسته بندی هیدروژن پراکسید
پراکسیدهیدروژن معمولاً در ظروف پلاستیکی یا فلزی نگهداری می شود. ظروف پلاستیکی معمولاً از مواد پلیمری مانند پلی اتیلن یا پلی پروپیلن ساخته می شوند. ظروف فلزی معمولاً از فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند.
ظروف پراکسیدهیدروژن باید دارای ویژگی های زیر باشند:
- مقاوم در برابر تجزیه پراکسیدهیدروژن
- مقاوم در برابر خوردگی
- مقاوم در برابر ضربه
- مقاوم در برابر نشت
بسته بندی پراکسیدهیدروژن
پراکسیدهیدروژن معمولاً در بسته بندی های زیر عرضه می شود:
- ظروف کوچک
- ظروف بزرگ
- تانکرها
ظروف کوچک پراکسیدهیدروژن معمولاً برای مصارف خانگی و صنعتی استفاده می شوند. ظروف بزرگ پراکسیدهیدروژن معمولاً برای مصارف صنعتی استفاده می شوند. تانکرها پراکسیدهیدروژن معمولاً برای حمل و نقل مقادیر زیاد پراکسیدهیدروژن استفاده می شوند.
بسته بندی پراکسیدهیدروژن باید دارای ویژگی های زیر باشد:
- مقاوم در برابر ضربه
- مقاوم در برابر نشت
- دارای برچسب هشدار دهنده
برچسب هشدار دهنده باید حاوی اطلاعات زیر باشد:
- نام ماده
- خطرات ماده
- روش های ایمنی
مزایا و مضرات استفاده از هیدروژن پراکسید چیست؟
مزایای آب اکسیژنه
برخلاف سایر مواد شیمیایی، اب اکسیژنه، باقی‌مانده یا گاز تولید نمی‌کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا هیدروژن پراکسید کاملاً محلول در آب است.
به‌طورکلی کارایی هیدروژن پراکسید به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.
معایب آب اکسیژنه
برخلاف سایر مواد شیمیایی، آب اکسیژنه، باقی‌مانده یا گاز تولید نمی‌کند. ایمنی به غلظت کاربردی بستگی دارد، زیرا هیدروژن پراکسید کاملاً محلول در آب است.
به‌طورکلی کارایی آب اکسیژنه به عوامل مختلفی از جمل pH ، کاتالیزور، دما، غلظت پراکسید و زمان واکنش بستگی دارد.
واکنش پراکسید هیدروژن
این یک واکنش کاهشی است. مولکول‌های هیدروژن تا حدی به‌عنوان کاهنده و بخشی نیز به‌عنوان اکسیدکننده عمل می‌کنند.
ایمنی و عوارض هیدروژن پراکسید
با اینکه به طور کلی استفاده از هیدروژن پراکسید 3% ایمن است اما قرارگیری در معرض غلظت های بالاتر عوارض و خطراتی به همراه خواهد داشت.
بعضی از بازاریاب ها استفاده از غلظت های بالاتر هیدرژون پراکسید را به عنوان درمان جایگزین بسیاری از مشکلات تبلیغ می کنند. با این وجود طبق اعلام Poison Control، هیچ مدرک علمی از این ادعاها پشتیبانی نکرده و استفاده از این محصولات منجر به آسیب شدید یا حتی موارد کشنده خواهد شد.
حتی افراد باید در هنگام استفاده از هیدروژن پراکسید 3% نیز احتیاط کنند.
بر اساس اعلام ATSDR، عوارض این موارد عبارتند از:
- درد
- سوزش چشم
- سوزش ریه ها
- سوختگی و تاول
- سوزش دستگاه گوارش
- اتساع معده
- آمبولی معده
- استفراغ
- فلج تنفسی
محصولات جایگزین
افرادی که مایل به استفاده از موارد جایگزین برای هیدروژن پراکسید هستند، می توانند موارد زیر را در نظر بگیرند:
برای پاک کردن زخم
یک مطالعه در سال 2019 نشان داد که افراد می توانند زخم ها را با آب استریل شده (آب آشامیدنی بطری یا لوله کشی) تمیز کنند. در واقع استفاده ترکیبی از آب تمیز، پمادها و پانسمان کردن برای بهبود بیشتر زخم ها کافی خواهد بود.
درمان آکنه
بنزوئیل پروکساید محصولی بدون نیاز به نسخه است که توسط سازمان غذا و دارو (FDA) برای درمان آکنه تایید شده است.
بنزوئیل پروکساید ترشح سبوم را کاهش می دهد. سبوم یک ماده روغنی است که می تواند منجر به بروز آکنه شود.
این ماده خواص ضد باکتریایی داشته و در برابر باکتری هایی که منجر به آکنه می شوند موثر خواهد بود.
برای جرم گوش
یک مطالعه در سال 2020 نشان داد که اغلب افراد می توانند پس از حمام از یک دستمال نرم برای پاک کردن جرم گوش استفاده کنند.
سایر روش های ایمن برای از بین بردن جرم گوش عبارتند از:
- توپ سرنگی لاستیکی
- روغن های خاص یا گلیسیرین
- قطره های گوش بدون نسخه
زمان مراجعه به پزشک
قرارگیری در معرض هیدروژن پراکسید باعث ایجاد عوارض خفیف خواهد شد. با این وجود افرادی که در مورد علائم خود نگران هستند باید به پزشک مراجعه کنند.
همچنین افراد باید بروز علائم ناشی از واکنش های آلرژیک از جمله بثورات پوستی و خارش را به پزشک اطلاع دهند.
به علاوه در صورت جدی به نظر رسیدن علائم باید با اورژانس تماس گرفت.
برای نمونه، طبق اعلام Poison Control، علائم تهدیدکننده آمبولی هوا عبارتند از:
- درد قفسه سینه
- تنفس دشوار
- گیجی
بازار جهانی هیدروژن پراکسید یا آب اکسیژنه
بازار جهانی پراکسیدهیدروژن یا آب اکسیژنه (H2O2) یک بازار بزرگ و رو به رشد است. این بازار در سال 2022 ارزشی معادل 10.5 میلیارد دلار داشت و پیش بینی می شود که تا سال 2028 به ارزش 14.6 میلیارد دلار برسد.
عوامل محرک رشد بازار پراکسیدهیدروژن
عوامل مختلفی بر رشد بازار پراکسیدهیدروژن تأثیر می گذارند، از جمله:
- رشد جمعیت و افزایش تقاضا برای مواد غذایی و محصولات بهداشتی
- توسعه صنایع جدید مانند تولید باتری های لیتیوم یونی
- افزایش استفاده از پراکسیدهیدروژن در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب
بخش های اصلی بازار پراکسیدهیدروژن
بازار پراکسیدهیدروژن را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد:
- بخش صنعتی: این بخش شامل کاربردهای پراکسیدهیدروژن در صنایع مختلف مانند کاغذسازی، نساجی، پتروشیمی، و تولید مواد شوینده است.
- بخش مصرفی: این بخش شامل کاربردهای پراکسیدهیدروژن در محصولات مصرفی مانند پاک کننده های خانگی، صابون و شامپو است.
کشورهای پیشرو در تولید و مصرف پراکسیدهیدروژن
چین، ایالات متحده، و ژاپن بزرگترین تولیدکنندگان پراکسیدهیدروژن در جهان هستند. این سه کشور همچنین بزرگترین مصرف کنندگان پراکسیدهیدروژن در جهان هستند.
پیش بینی بازار پراکسیدهیدروژن
بر اساس گزارش شرکت تحقیقاتی MarketsandMarkets، بازار پراکسیدهیدروژن در سال 2022 ارزشی معادل 10.5 میلیارد دلار داشت و پیش بینی می شود که تا سال 2028 به ارزش 14.6 میلیارد دلار برسد. این رشد با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 4.2 درصد از سال 2023 تا 2028 خواهد بود.
بخش صنعتی بیشترین سهم بازار پراکسیدهیدروژن را در اختیار دارد و انتظار می رود که در آینده نزدیک به رشد خود ادامه دهد. این رشد به دلیل افزایش استفاده از پراکسیدهیدروژن در صنایع کاغذسازی، نساجی، و پتروشیمی است. بخش مصرفی نیز انتظار می رود که در آینده نزدیک به رشد خود ادامه دهد. این رشد به دلیل افزایش استفاده از پراکسیدهیدروژن در محصولات خانگی و آرایشی است.
