Перекись водорода для дезинфекции и отбеливания

Будучи одним из наиболее безвредных для окружающей среды веществ, производимых химической промышленностью,
перекись водорода одновременно является мощным бактерицидным агентом и бережным отбеливающим средством. В окружающей среде от него остается только монооксид водорода (по-другому называемый водой, или Н2О). Сложность перекиси водорода состоит в том, что он крайне нестабилен. Если не предпринять ряда мер, это соединение с большой скоростью разлагается на воду и кислород. Такое разложение катализируют следовые числа металлов, пыли и ферментов. А фермент каталаза именно специализируется на разложении пероксида водорода, за сек. он расправляется с 50 тысяч молекул этого соединения. Вы можете пронаблюдать, с какой скоростью случается разложение, если опустите кусок необработанного мяса в перекись водорода. (То же самое возможно проделать с ломтиком сырой картошки, однако реакция будет наименее быстрой.)
Растениям и животным необходима каталаза, так как пероксид водорода - продукт их метаболизма - в нашем организме продуцируется около 30 граммов перекиси водорода в день, - однако это соединение может оказаться опасным, так как является потенциальным источником свободных радикалов. Прочие организмы могут синтезировать Н2О2 с сравнительно большей скоростью, т.к. применяют перекись для генерирования света в итоге так называемой хемилюминесценции. Отдельные рыбы при помощи вырабатываемого света привлекают своих жертв в кромешной тьме океанских глубин.
В быту мы используем перекись водорода для дезинфекции и для отбеливания. Практически столетие это соединение служит нам в роли антисептика и препараты обесцвечивания волос. Оно может оказаться к тому же использовано для удаления с одежды, скатертей, мебели и ковров некоторых видов пятен. При этом перекись воздействует более аккуратно в сравнении с Горным отбеливателем и не обесцвечивает тканевого красителя. Подобные чистящие препараты содержат около 8 процентов Н2О2.
Перекись водорода способен продаваться и в виде сухого порошка, будучи заключенным в форму перкарбоната натрия. Перкарбонат натрия возможно добавлять в стиральную машинку для улучшения качества стирки или, смешав с водой, применять для очистки загрязненных поверхностей.
Лучше целого перекиси водорода поддаются пятна от кофе, чая, багряного вина и фруктового сока. Пероксид водорода может оказаться тоже использован в роли дезинфицирующего агента, его раствором успешно удаляются бактерии, живущие на поверхности деревянных веранд или на уличной деревянной мебели. Н2О2 дает возможность бороться с бактериями в плавательных бассейнах и в трубах с горячей водой, при этом в воде обязана поддерживаться концентрация перекиси около 100 частей на миллион - намного более в сравнении с концентрацией гипохлорита, используемого для той же цели. Пероксид водорода способен применяться в роли антисептика для промывания порезов и ссадин, в роли составляющая препаратов для полоскания рта, для излечения стопы атлета и ушных инфекций.
В новом методе стерилизации помещений применяются пары перекиси водорода. Этот способ предпочтительнее в сравнении с другими способами газовой стерилизации, в которых применяются формальдегид, этиленоксид - вредные и токсичные для рук соединения, впрочем входить в помещение в скором времени после перекисной стерилизации к тому же может оказаться опасно из-за высокого содержания остаточного Н2О2. Специальное оснащение переводит Н2О2 (30 процентов р-ра) в газообразную форму с концентрацией около 1-2 мг на литр воздуха при 25 °С и вдувает в корпуса аппаратов и в помещения, которые обязаны находиться в стерильном состоянии, и в упаковку фармацевтических товаров. Перекисная стерилизация возникла в 1991 г., сегодня она интегрирована более чем в пятистах учреждений по всему миру.
История возникновения перекиси водорода
У перекиси водорода старая история, он был открыт в 1818 г. французским химиком Луисом Тенаром, который заполучил его в итоге реакции пероксида бария (Ва02) с серной кислотой. (Пероксид бария он получал простым нагреванием оксида бария (ВАО) в воздухе.) В последующем на протяжении некоторого количества лет исследователь исследовал новое в-во, ему даже получилось выделить его в практически чистом виде. Это было крупным достижением, принимая во внимание нестабильность перекиси, которая, как оказалось в последующем, - следствие загрязнения раствора небольшими количествами ионов металлов, таких как железо и марганец, катализирующих разложение в-ва. Промышленное производство перекиси по методу Тенара взяло начало в 1873 г. в Берлине, продукт должен был применяться практически немедленно после получения.
Даже в начале двадцатого столетия, когда стала применяться электрохимическая технология производства Н2О2, базировавшаяся на электролизе серной кислоты или сульфата калия, срок годности перекиси оставался вполне коротким, всего несколько недель. Однако, невзирая на это, активно выпускались промышленный пероксид водорода в 30%-ной концентрации, используемый для отбеливания тканей, и пероксид водорода в 3%-ной и 6%-ной концентрациях, продаваемый для бытовых нужд. Самое существенное повышение объема производства перекиси водорода случилось во времена расцвета 3-го рейха в 1930-1940-е годы.
Фашистские исследоватеи и инженеры использовали Н2О2 для существа I-го жидкостнотопливного ракетного двигателя, испытание которого состоялось в 1936 г.. А в итоге Второй мировой реактивный истребитель "Комет" даже успел встать на службу фашистской Германии. Самолет питала энергия, выделяющаяся при реакции пероксида водорода с гидразином и метанолом. Наибольшая скорость истребителя достигала километров/ч. Пероксид водорода был тоже незаменимым компонентом I-ой баллистической ракеты Фау-2, которая была в первый раз применена в сент. 1944 г.. Эти ракеты были пущены в Лондон, а после в Антверпен.
Перекись водорода был необходим и для запуска самого разрушительного немецкого оружия - Фау-1, известного тоже под названием "летающей бомбы" или "самолета-снаряда", который, по сути, - прототип современных крылатых ракет. Эти виды оружия были сделаны специально для того, чтоб разрушить Лондон, они и вправду нанесли Британии большой материальный ущерб. Впрочем навигационная система Фау-1 была вполне примитивной, а время их полета устанавливалось числом поворотов маленький рукоятки, они имели огромную разрушительную мощность. Около 5 тыс. ракет были пущены по направлению на Лондон 2419 злополучных Фау достигли города в этап с июня 1944 по май 1945 г., взрывы некоторых из таких снарядов привели к большим человеческим жертвам. Фау-1 запускались с наклонной платформы при помощи поршневой катапульты, которая выталкивала их в воздух за счет потока кислорода и водяных паров, образуемых при реакции кг пероксида водорода с перманганатом калия.
Для осуществления запуска был необходим пероксид в высокой концентрации (80 процентов Н2О2), для его производства немецкие химики создали способ, основанный на реакциях антрахинона с газообразным водородом (Н2) и образовавшегося продукта с газообразным кислородом (О2), итоговое уравнение процесса выглядело так: Н2 + О2 = Н2О2. После антрахинон регенерировался, и ход мог повторяться вновь и вновь. Метод оказался так действенным, что применяется и по сегодняшний день. Применять пероксид водорода в военных целях I-ми придумали не люди. Жуки-бомбардиры отлично освоили этот способ запуска снарядов еще несколько млн. лет тому назад. Это насекомое, латинское имя которого Stenaptinus insignis, живет в жарких государствах, таких как Кения и Малайзия, длина его тела составляет порядка 2-х см. В ходе испуга он сразу выстреливает горячим спреем, содержащим хинол, в-во раздражающего действия, который вылетает из сопл, размещенных в задней доли туловища жука и направленных в сторону недруга. Энергия, нужная для выстрела и нагревания жидкости, генерируется за счет реакции разложения пероксида водорода в присутствии фермента каталазы. Хинол и пероксид водорода скапливаются в одной внутренней полости жука, а каталаза - в иной, эти полости разделены заслонкой, которую жук открывает в случае опасности. Насекомое может сделать до тридцати залпов, до того как у него кончатся боеприпасы. Спасшись от хищника, жук сумеет за день восполнить запасы пероксида водорода.
После Второй мировой объем производства пероксида водорода вновь вырос, впрочем это в-во и перестали применять в военных целях. Тогда, кроме как для отбеливания льна, хлопка и бумаги, перекись водорода стала необходима для производства пербората натрия - отбеливающего агента, широко использовавшегося для стирки белья. Сегодня это в-во заместил перкарбонат натрия, который является простой смесью карбоната натрия и пероксида водорода в отношении 1:1,5.
Получение перекиси водорода
На сегодня пероксид водорода берут на базе реакции с антрахиноном. Концентрация получаемого раствора варьируется в пределах от 20 до 40 процентов. При потребности концентрацию возможно увеличить до 50-70 процента при помощи вакуумного дистиллятора. В вакуумном дистилляторе создается пониженное давление, после чего вода испаряется при температуре ниже 100 °С, в то время как пероксид водорода, температура кипения которого при нормальных условиях составляет 155 °С, сохраняется в растворе. Конечный продукт хранится и транспортируется в цистернах, изготовленных из нержавеющей стали или из алюминия. За счет добавления стабилизатора в раствор пероксида водорода мы имеем возможность серьезно продлять срок его хранения, получается добиться того, чтоб за мес. распаду подвергалось наименее 0,1 % в-ва. Такую защиту обеспечивают подобные в-ва, как станнат натрия и разные фосфаты, которые связывают все металлы, находящиеся в растворе, и не дают им катализировать разложение перекиси.
Каждый год во всем мире производится более млн. тонн пероксида водорода. Около 30 процентов от данного числа идет на отбеливание бумаги и около 20 процентов на отбеливание текстиля, приблизительно из того же числа в-ва берут твердые пероксиды. Оставшиеся 30 процентов применяются самыми разными способами: в роли химического реагента; в роли дезинфектанта для очистки и дезодорации загрязненной воды; для получения металлов из руд, например, при экстракции и очистке урана; для существа стиральных и моющих средств. (Сравнительно небольшая часть пероксида идет на продажу в классической жидкой форме.) Пероксид водорода тоже используется в производстве хлорфенола.
Применение перекиси водорода
Кроме отбеливающего и дезинфицирующего у пероксида водорода есть еще одно примечательное свойство. В экстренных случаях при помощи него возможно серьезно увеличить производительность животноводческих хозяйств. Это достигается за счет превращения этих несъедобных материалов, как опилки и солома, в полноценный корм для жвачных животных. Дело в том, что при обработке опилок и соломы щелочным раствором (Рн м/у 11 и 12) 1 % пероксида водорода от содержащейся в них Целлюлозы отщепляется несъедобный лигнин, после чего целлюлоза становится подходящей едой для скота. В природе эта технология к тому же используется, например, грибы, паразитирующие на деревьях, секретируют свой щелочной раствор пероксида водорода.
Впрочем в теории пероксид водорода является сильным окислителем, для проявления окислительной активности ему необходима активизация. Е промышленности в роли активатора используется серная кислот; (Н2SO4), которая в растворе пероксида водорода трансформируется в сульфуровую кислоту (Н2SO5), известную тоже под названием кислоты Каро или уксусная кислота (СН3СO2Н), которая трансформируется в пероксиуксусную кислоту (СН3СO3Н), и уже эти промежуточные в-ва выступают в качестве окислителей. Или же пероксид водорода может оказаться активирован щелочью, некоторыми катализаторами, и УФ-лучами. Принято считать, что все приведенные агенты приводят к распаду Н202 на более активные участки, подобные как ионы ОДНАКО+ и НО2- или свободные радикалы ОДНАКО- (точка обозначает неспареный электрон).
В химической промышленности любят пероксид водорода, т.к. единственными конечными продуктами его эксплуатации являются кислород и вода. Защитники внешней среды думают его идеальным химическим реагентом - совершенно не противоречащим природе и имеющим широкую сферу использования. Фактически, порой защитники данного в-ва заходят чересчур далеко, приписывая ему возможности, которых оно лишено. При этом для своих заявлений они не приводят никаких научных доказательств.
Считается, что, если на протяжении получаса принимать ванну, добавив в воду стакан пероксида водорода, это окажет на организм омолаживающий и детоксикационный эффект. Тоже живет мнение, что протирание лица 3%-ным раствором пероксида водорода поможет избавиться от акне, опрыскивание этим раствором целого тела позволит тонизировать кожу, а спринцевание им толстого кишечника будет способствовать нормализации пищеварительной задачи. Защитники перекиси тоже утверждают, что поливка представителей флоры раствором, приготовленным из одной доли 3%-ного раствора перекиси и сорока долей воды, оказывает на них благоприятный эффект, а вымоченные в таком растении семена быстрее дают побеги. Существуют мнение, что курицы, которых поят водой, содержащей несколько капель пероксида водорода, дают более вкусные яйца. Говорят к тому же, что коровы, которым в воду подмешивают перекись, дают больше молока. Естественно, ко всем перечисленным заявлениям стоит относиться критически, хотя маловероятно и то, что какой-то из таких народных методов может принести серьезный вред.
Любители перекиси придумали и еще более нелепый метод ее эксплуатации. Они утверждают, что перекись, растворенная в родниковой воде (основное - естественность), при употреблении внутрь позволяет избавиться от любого заболевания, начиная с рассеянного склероза и заканчивая СПИДОМ, не говоря уже про рак, артрит и бронхиальную астму. Церковь Зиона, у которой есть несколько тыс. адептов в Канаде и Гонконге, предлагает собственным сторонникам каждый день принимать дозу подобного средства от всех заболеваний. (при попадании в рот перекись кажется сладковатой на вкус, однако ч/з несколько мин. от нее возникает горькое послевкусие). Те, кто решит испытать на себе сомнительные лечебные свойства пероксида водорода, обязаны знать о возможных побочных эффектах. "Очищение" тела перекисью может вызывать тошноту, головную боль, усталость, нарушение пищеварения, диарею - все эти реакции защитники нетрадиционной терапии связывают с болезненным процессом выведения из организма токсинов.