Vodik-peroksid

3D prikaz vodik-peroksida

Vodik-peroksid (H₂O₂) – u razblaženoj formi – je plavičasti ili bezbojni, tečni spoj vodika i kisika. U vodenim rastvorima je slaba kiselina, koja disocira u dva stepena. Njegove soli su metalni peroksidi.

Fazni dijagram H₂O₂i vode: Područje iznad plave linije je tečnost. Tačkaste linije dijele čvrstu+čvrstu fazu.

Struktura

Vodik-peroksid je neplanarna molekula sa uvrnutom C₂ simetrijom. Veza O−O je jednostruka, a molekula ima relativno visoku rotacijsku barijeru 2460 cm⁻¹ (29,45 kJ/mol). Poređenja radi, rotacijska barijera etana je 12,5 kJ/mol. Povećana barijera se pripisuje odbijanju između usamljenog para susjednih atoma kisika, što rezultira da vodik-peroksid ispoljava atropizomerizam.

Molekularne strukture plinovitog i kristalnog H₂O₂ značajno se razlikuju. Ova razlika se pripisuje efektima prisustva/odsustva vodikove veze, koja je odsutna u plinovitom stanju. Kristali su tetragonalni sa grupom za ratmak; $D_4^{4}P{4}_1{2}_1$.

Svojstva H₂O₂ i njegovih analoga
_{Označene vrijednosti* su ekstrapolirane}

Naziv	Formula	Molekulska masa (g/mol)	Tt (°C)	Tk (°C)
Vodik-peroksid	HOOH	34.01	−0.43	150.2*
Voda	HOH	18.02	0.00	99.98
Vodik-disulfid	HSSH	66.15	−89.6	70.7
Hidrazin	H2NNH2	32.05	2	114
Hidrokslamin	NH2OH	33.03	33	58*
Difosfan	H2PPH2	65.98	−99	63.5*

Dobijanje

Gustoća vodenog rastvora H₂O₂

H2O2 (w/w)	Gustoća (g/cm3)	Temperatura (°C)
3%	1,0095	15
27%	1,10	20
35%	1,13	20
50%	1,20	20
70%	1,29	20
75%	1,33	20
96%	1,42	20
98%	1,43	20
100%	1,450	20

Ranije se vodik-peroksid uglavnom dobijao elektrolizom sumporne kiseline:

$\mathrm{1}\mathrm{)}\mathrm{2}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{⟶}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{8}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$

$\mathrm{2}\mathrm{)}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{8}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}$

U laboratorijskim uvjetima, dobija se reakcijom peroksida sa kiselinama. Historijski važan reagens je barij-peroksid, koji reagira u rastvoru sumporne kiseline, gradeći vodik-peroksid i barij-sulfat:

$\mathrm{B}\mathrm{a}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{⟶}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

• Δ_f$H$⁰_gas: −136,11 kJ/mol
• Δ_f$H$⁰_liq: −188 kJ/mol
• Δ_f$H$⁰_sol: −200 kJ/mol

Historija

Vodik-peroksid je prvi put dobio Louis Jacques Thénard 1918. godine u reakciji barij-peroksida i dušične kiseline. Dodavanje hlorovodične kiseline, a kasnije se pokazalo potom i reakcija sa sumpornom kiselinom, bila je posebno dobro rješenje jer se tom prilikom izdvaja barij-sulfat.

Upotreba

Vodik-peroksid se upotrebljava za izbjeljivanje (između ostalog, i kose), kao antiseptik, u hemijskoj industriji, a i kao oksidans za raketno gorivo.

U prodaju dolazi u komercijalnim koncentracijama od 3,6,9,12, i 30% (pod nazivom "Perhidrol"; u apotekama je poznatiji kao "Hidrogen").

Također pogledajte

• Natrij perkarbonat