Hydrogen Peroxide Là Chất Gì? Ứng Dụng Bất Ngờ Kỳ Diệu Của Hydrogen Peroxide

Hydrogen peroxide là chất gì? Hydrogen peroxide là một chất lỏng mà chắc hẳn chúng ta đã gặp nhiều lần trong cuộc sống hàng ngày. Nhưng bạn có biết rằng điều kỳ diệu này có thể được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau? Để hiểu rõ hơn về hydrogen peroxide, hãy cùng hoccungthukhoa.vn khám phá những ứng dụng bất ngờ của nó! 

Hydrogen peroxide là chất gì?

Hydrogen peroxide là chất gì? Hydrogen peroxide, còn được gọi là oxy già, là một chất oxi hoá lỏng màu trắng không mùi.

Bạn đang xem: Hydrogen Peroxide Là Chất Gì? Ứng Dụng Bất Ngờ Kỳ Diệu Của Hydrogen Peroxide

• Công thức hoá học: H2O2.

Trong cơ thể con người, hydrogen peroxide tồn tại trong túi lysosome của bạch cầu, có vai trò miễn dịch và bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây hại như vi khuẩn và virus từ môi trường xung quanh. Do đó, nó được sử dụng để khử trùng nhẹ và làm thuốc sát trùng trong ngành dược phẩm.

Tên khác: Hydroperoxide, hydro dioxit.

Hydrogen peroxide là chất gì? Hydrogen peroxide là một chất lỏng không màu và không mùi, thường được sử dụng như một chất tẩy trắng và chất khử trùng trong tác nhân y tế. Đồng thời, nó cũng có thể được dùng như một chất oxy hóa trong các thí nghiệm hóa học. Ngoài ra, hydrogen peroxide cũng có thể được sử dụng để làm sạch và khử mùi trong việc chăm sóc cá nhân và làm đẹp, như tẩy râu và tẩy tóc. Nhờ tính chất tác động mạnh, từng có một lần tôi sử dụng hydrogen peroxide để làm vết thương nhỏ sạch sẽ và ngăn ngừa nhiễm trùng thành công.

Tính chất lý hóa nổi bật của Hydrogen peroxide 

Tính chất vật lý

• Trạng thái: Hydrogen peroxide tồn tại dưới dạng rắn, lỏng và khí, thường là dạng lỏng không màu trong suốt.
• Có mùi hơi gắt.
• Áp suất hơi (mm HG): 23 mmHg.
• Tỷ trọng hơi (Không khí=1): 1,1.
• Tan chảy tốt trong nước.
• Độ pH: 2,5 – 3,5.
• Khối lượng riêng (kg/m3): 1.1.
• Nhiệt độ sôi (0C): 108°C.
• Nhiệt độ nóng chảy (0C): 33°C.
• Tỷ lệ bay hơi: >1.
• Phân tử gam: 34,01g/mol.
• Độ nhớt: 1,245 cP ở 20 độ C.
• Tính chất vật lý của H2O2
• Cấu trúc: Hydrogen peroxide có cấu trúc không đều do lực đẩy giữa các liên kết đơn O-O trên nguyên tử oxy. Liên kết hydro ảnh hưởng đến góc liên kết, tạo ra sự khác biệt giữa dạng tinh thể và dạng hơi, trong tinh thể có khoảng trống.

Tính chất hóa học 

Phản ứng phân hủy

Hydrogen peroxide dễ phân rã thành nước và oxy. Quá trình phản ứng thường đi kèm với sự tỏa nhiệt.

2H2O2→ 2H2O+ O2 + Nhiệt lượng

• Phản ứng phân hủy bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nồng độ peroxide, độ pH và các chất có trong dung dịch.
• Để tăng tốc độ phân hủy, cần có chất xúc tác như mangan dioxit, kali permanganat, bạc hoặc enzyme catalase và chất ổn định như axit.
• Khi chất xúc tác là Fe2+ hoặc Ti3+, phản ứng phân hủy tạo ra hỗn hợp H2O2 và Fe2+ hoặc Ti3+, được biết đến như thuốc thử Fenton.

Phản ứng oxi hóa-khử

Dung dịch Hydrogen peroxide có thể bị oxi hóa – khử nhiều loại ion vô cơ tạo ra khí oxy. Fe2+ trong dung dịch axit bị oxi hóa thành Fe3+. Phương trình phản ứng:

• 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O2

Trong môi trường kiềm, Mn2+ bị oxi hóa thành Mn4+ (MnO2), Fe3+ bị khử thành Fe2+.

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

Có vai trò là chất khử trong phản ứng hóa hữu cơ theo phương trình sau:

• Ph-S-CH3 + H2O2 → Ph-S(O)-CH3 + H2O (xúc tác TiCl3)

Ngoài ra, còn được sử dụng để epoxide hóa các anken như axit acrylic hoặc oxi hóa alkyl borane thành rượu.

Tính chất của axit yếu

Hydrogen peroxide là một axit yếu với pH = 4,5, có thể tạo ra các hydro peroxit, peroxit hoặc các dẫn xuất của nhiều kim loại hoặc tạo ra peroxo anion theo phản ứng anion.

• Na2B4O7 + 4H2O2 + 2NaOH → 2Na2B2O7(OH)4 + H2O

Xem thêm : An Toàn Khi Dùng Hoá Chất Thí Nghiệm Trường Học

Oxi hóa axit cacboxylic RCOOH thành axit peroxy RCOOH.

Tác dụng với axeton để tạo ra axeton peroxit.

Tác dụng với ozon để tạo ra hydro trioxit.

Tác dụng với urê để tạo thành cacbamua peroxit – chất làm trắng răng.

Tính bazơ

Ngoài tính chất của một axit yếu, hydrogen peroxide cũng có tính bazơ yếu, thậm chí yếu hơn cả nước. Tuy nhiên, nó vẫn có thể tác dụng với các axit mạnh để tạo ra một số sản phẩm.

Các phương pháp sản xuất Hydrogen peroxide 

Quy trình sản xuất Hydrogen peroxide là chất gì? Trước đây, H2O2 được sản xuất thông qua phương pháp điện phân axit sunfuric, amoni bisulfat (NH4HSO4) hoặc peroxit bari. Tuy nhiên, do phương pháp này tiêu tốn nhiều điện năng và nhiên liệu, gây ra chi phí cao, trong công nghiệp, ít sử dụng phương pháp này. Phương pháp phổ biến được áp dụng hiện nay là sử dụng công nghệ oxy hóa Anthraquinon AO với tác nhân xúc tác là paladi. Có thể điều chế chất này theo hai cách sau:

Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng sôi 

Phương pháp này ít được sử dụng do các nhược điểm sau:

• Các thiết bị phức tạp.
• Tiêu thụ năng lượng cao và tiềm năng gây cháy nổ.
• Ghi nhận nhiều vụ cháy nổ tại một số nhà máy ở Anh, Pháp, Cộng hòa Liên bang Đức…

Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng cố định 

Quy trình sản xuất Hydrogen peroxide (H2O2) theo phương pháp Anthraquinol xúc tác Paladi trên tầng cố định được thực hiện theo các bước sau:

Giai đoạn Hydro hóa

Nguyên liệu: Hỗn hợp dung dịch gồm Anthraquinone (thường sử dụng 2-Ethyl Anthraquinone) làm chất mang, chất thơm nặng, và dung môi hỗ trợ phản ứng là Tri-izo octyl phosphate (TOP). Chuẩn bị các chất này theo tỷ lệ nhất định, sau đó đưa những nguyên liệu này vào tháp Hydro hóa cùng với hydro. Trong điều kiện áp suất, nhiệt độ và có sự hiện diện của chất xúc tác paladi, anthraquinone trong hỗn hợp dung dịch sẽ phản ứng với hidro tạo thành anthraquinol tương ứng. Khi quá trình kết thúc, hỗn hợp dung dịch được chuyển đến tháp phản ứng oxi hoá.

Giai đoạn oxi hóa 

Ở đây, anthraquinol sẽ phản ứng với oxy để tạo ra Hydrogen peroxide (H2O2) trở lại dưới dạng anthraquinone ban đầu. Hỗn hợp dung dịch ra khỏi tháp oxi hoá được chuyển đến giai đoạn chiết tách, lọc để lấy sản phẩm.

Giai đoạn chiết tách, lọc 

H2O2 sẽ được chiết tách bằng phương pháp lỗ đĩa và được tinh lọc thông qua quá trình sau:

Hỗn hợp dung dịch thoát ra từ tháp oxi hoá được đưa vào dưới tháp chiết.

Nước khử khoáng đi vào từ đỉnh tháp, di chuyển ngược so với hỗn hợp chứa H2O2. – Vì H2O2 hoàn toàn tan trong nước, nó sẽ được hòa tan hoàn toàn trong nước khử khoáng trước khi thoát ra khỏi tháp chiết.

Xem thêm : Ứng Dụng Phèn Chua – Đơn Giản Nhưng Hiệu Quả

Sau đó, H2O2 được chiết tách và có thể chứa tạp chất như chất thơm nặng, Tri-izo octyl, được chuyển đến tháp lọc màng. Trong hỗn hợp dung dịch, H2O2 chiếm tỷ lệ 27,5%. Hỗn hợp dung dịch sau khi đã chiết tách hết H2O2 đi vào đáy tháp sẽ được xử lý bằng dung dịch kiềm để tách nước trước khi quay trở lại quá trình hydro hóa. Dung dịch kiềm sau khi hoàn thành quá trình được đưa vào thiết bị phân ly để tách tạp chất và sau đó cô đặc để sử dụng lại.

Theo tôi được biết:

Giai đoạn cô đặc dung dịch Hydrogen peroxide 

Sau giai đoạn chiết và lọc, H2O2 với nồng độ 27,5% sẽ được thu nhận. Với nồng độ này, sản phẩm có thể được tiêu thụ trực tiếp trên thị trường. Nếu muốn đạt được nồng độ cao hơn, cần phải trải qua quá trình cô đặc như sau:

Dung dịch Hydrogen peroxide loãng trong thùng chứa được chuyển qua máy bơm, lọc, gia nhiệt và sau đó chuyển vào thiết bị bay hơi kiểu tháp đệm. Tùy thuộc vào nhiệt độ sôi của mỗi chất, nước và Hydrogen peroxide được tách ra với các nồng độ như 30%, 50%, 70%. Quá trình này được thực hiện trong điều kiện chân không.

Ngoài các phương pháp trên, H2O2 còn được tổng hợp từ 2-etyl-9,10-dihydroxyanthracene thành 2-ethylanthraquinone. Sau đó, trải qua quá trình auto-oxi hóa và sử dụng oxy từ không khí để tạo ra hydro peroxide. Sản phẩm anthraquinone được tách ra từ hỗn hợp và sau đó được khử trạng thái ban đầu thành chất dihydroxy bằng khí H2.

Theo tôi được biết:

• Trong năm 2020, sản xuất toàn cầu của hydrogen peroxide đạt khoảng 6 triệu tấn, với mức tăng hàng năm ước tính là 3%.
• Chủ yếu, ứng dụng chính của hydrogen peroxide là trong lĩnh vực xử lý nước. Nó được sử dụng để khử trùng nước uống và nước thải, giúp loại bỏ vi khuẩn, vi rút và các chất ô nhiễm khác.
• Ngoài ra, hydrogen peroxide cũng là một chất tẩy trắng mạnh và được sử dụng trong ngành công nghiệp giấy để làm sạch và tẩy trắng nguyên liệu giấy.
• Đối với ứng dụng y tế, hydrogen peroxide có thể được sử dụng như một chất chống vi khuẩn và chất tẩy rửa vết thương nhẹ.
• Qua các nghiên cứu khoa học, đã xác định rằng hydrogen peroxide có khả năng tiêu diệt hiệu quả nhiều loại vi khuẩn, virus và nấm gây bệnh.

FAQ – Câu hỏi về hydrogen peroxide là chất gì

Hydrogen peroxide có những tác dụng khác nhau trong ngành công nghiệp không?

Có, hydrogen peroxide có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp. Nó được sử dụng trong việc làm sạch các bề mặt, tẩy trắng giấy, sản xuất thuốc nhuộm, ngành dược phẩm, và còn nhiều ứng dụng khác.

Hydrogen peroxide có an toàn cho sức khỏe không?

Hydrogen peroxide ở dạng nồng độ thấp (3% hoặc thấp hơn) thường được sử dụng trong y tế và là an toàn khi được sử dụng đúng cách. Tuy nhiên, nồng độ cao hơn có thể gây kích ứng và gây tổn thương cho da, mắt và hô hấp, vì vậy cần thận trọng khi sử dụng và tuân thủ hướng dẫn.

Hydrogen peroxide có thể phân hủy tự nhiên không?

Có, hydrogen peroxide có thể tự phân hủy thành nước và oxy trong môi trường tự nhiên. Ánh sáng mặt trời và các chất xúc tác có thể giúp tăng tốc quá trình phân hủy này. Điều này giúp giảm tác động tiêu cực lên môi trường khi sử dụng hydrogen peroxide.

Hydrogen peroxide là chất gì? Hydrogen peroxide – một chất oxi hóa mạnh và đa năng, đang đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ xử lý nước, sản xuất giấy đến ứng dụng y tế, hydrogen peroxide đã chứng tỏ sự hiệu quả và tính đa dụng của mình. Bài viết này hy vọng đã cung cấp đầy đủ thông tin về chất này. Nếu bạn có câu hỏi, ý kiến hoặc chia sẻ kinh nghiệm về hydrogen peroxide, hãy để lại bình luận dưới đây. Bạn có thể chia sẻ bài viết này để những người khác cũng truyền thông tin và tìm hiểu thêm về chất này. Cảm ơn bạn đã đọc và chia sẻ!

Nguồn: https://hoccungthukhoa.vn
Danh mục: Giáo Dục