В каких продуктах содержится перекись водорода
Перекись водорода – это совсем не искусственное соединение, которое можно получить только путем химических реакций в лабораторных условиях. Природа вокруг нас содержит это соединение в значительных количествах. Перекись содержится в дождевой воде и снеге, где она образуется из атмосферного озона, в горном воздухе. Туристы, путешествующие в горах, знают, что лучше пить воду из потоков, в которых вода белая от многочисленных пузырьков кислорода. Но, естественно, никто не догадывается, что во многом этот белый цвет обусловлен наличием в такой воде перекиси водорода, образующейся в воде из-за усиленной ее аэрации. В такой воде количество вредных микробов и паразитов крайне мало, такую воду можно пить без дополнительного кипячения или обработки специальными препаратами. Естественно, это касается тех речушек и ручьев, которые не подверглись сильному загрязнению человеком, в которые не спущены сточные воды какой-нибудь окрестной фабрики – против химического загрязнения солями тяжелых металлов или ядовитыми веществами перекись водорода бессильна.
Кстати, простое встряхивание бутылки с водой, а следовательно, насыщение воды кислородом, приводит к образованию некоторого количества перекиси водорода, а следовательно, улучшает чистоту этой воды, ее вкус.
Ученые выяснили, что воды источника Лурд во Франции, известного своими удивительными целительными свойствами, содержат значительное количество природной перекиси водорода. Как она поступает туда? Да все с тем же снегом. Воды источника образуются в результате таяния снегов на большой высоте в горах. На своем пути к земле снег адсорбирует большое количество озона (это трехатомная молекула кислорода, крайне неустойчивая) в верхних слоях атмосферы. Никто специально не занимался другими горными целебными источниками, но скорее всего перекись водорода присутствует и там.
Перекись водорода содержится в свежих овощах и фруктах, не подвергнутых кулинарной обработке. Нагревание, кипячение, жарка уничтожают большую часть кислорода, поэтому, хотя приготовленные овощи и содержат некоторые витамины, по сути своей они «мертвы». То же самое касается и свежевыжатых фруктовых соков – они богаты кислородом, этим обусловлена их способность очищать организм и насыщать его жизненными силами. Те соки, которые продаются в магазинах, очень далеки от свежих – как правило, это восстановленные концентраты, иногда искусственно витаминизированные, но с точки зрения кислородного насыщения – абсолютно пустые продукты.
Одним из самых прогрессивных методов очистки воды является ее озонирование в сочетании с ультрафиолетовым облучением. При этом в воде образуется пероксид водорода и свободный кислород, что и убивает патогенную микрофлору. Этот способ значительно безопасней убийственного хлорирования воды, в результате которого микробы, конечно, погибают, но вот вода от этого здоровее не становится.
Кстати, здесь уместно будет привести выдержку из одного полученного мной письма.
«Здравствуйте. Я всегда интересовался нетрадиционными способами оздоровления, поэтому когда познакомился с материалами о лечебном и антимикробном действии перекиси водорода, решил и сам попробовать… Если перекись водорода убивает вредные микробы, почему бы не попробовать использовать ее для обеззараживания воды. Дело в том, что многие годы я занимаюсь туризмом и часто бываю в таких местах, где чистота воды вызывает сомнения. А кипятить воду не всегда есть возможность. Раньше для обеззараживания воды в крайних случаях использовал марганцовку, но все-таки это какая-никакая химия. Но вот уже несколько лет пользуюсь другим способом. Ношу с собой в походы флакончик с перекисью водорода. Если надо набрать воды, на литровую бутылку воды из открытого источника капаю 10 капель перекиси, потом встряхиваю бутылку и через 10 минут пью. Конечно, совсем грязную мутную воду я не использую, но ведь даже чистая на вид вода из озера содержит миллионы бактерий, а такой способ, как я понял, убивает их. И вот за эти несколько лет у меня не было никаких проблем из-за воды – ни расстройства стула, ни тем более дизентерии».
Небольшой комментарий к этому письму. Перекись действительно убивает патогенную вредную микрофлору и микропаразитов в воде. Но при этом она не избавляет воду от соединений ядовитых веществ, которые могут попасть в водоем из-за разрушительной по отношению к природе деятельности человека. Так что в первую очередь убедитесь, что озеро чисто с этой точки зрения, то есть на его берегах нет каких-нибудь предприятий, складов и других подозрительных объектов. А в остальном все правильно, атомарный кислород, образующийся при распаде перекиси, избавляет воду от бактерий, улучшает ее вкус.
Использование перекиси водорода в быту и промышленности
Естественно, что такое вещество, дешевое и с уникальными окислительными свойствами, находит самое широкое применение. Причем медицина потребляет ничтожные доли всей производимой перекиси водорода. А более половины всего вырабатываемого пероксида водорода расходуется на отбеливание различных материалов. Для этого используют очень разбавленные (0,1 – 1%) водные растворы Н2О2.
Перекись водорода имеет важные преимущества по сравнению с другими окислителями. Ее действие значительно мягче, при этом сам отбеливаемый материал не затрагивается. Но, наверное, основное преимущество – безвредность такого отбеливания для окружающей среды. Кислородное отбеливание не дает столь вредных выбросов в атмосферу и не загрязняет так окружающие водоемы как, например, хлорное отбеливание. На наиболее прогрессивных целлюлозных комбинатах, например, уже отказались от использования соединений хлора для отбеливания, и это сразу сократило урон, наносимый окружающей среде.
Хотелось бы дать совет и домохозяйкам. Столь популярные хлорные отбеливатели, конечно, эффективны, но разрушают ткань и небезопасны для здоровья. Сейчас в продаже появились кислородные порошки и жидкости для отбеливания белья, но можно пользоваться и таблетками гидропирита. При этом ткань сохранится дольше, и одежда не будет пахнуть хлором.
В книге У. Дугласа говорится, что с помощью перекиси водорода можно превращать в полноценные корма для животных безполезные ныне солому, овощную ботву и другие отходы сельскохозяйственных культур. Для этого достаточно просто замочить этот «мусор» на несколько часов в перекиси водорода. Такое воздействие повышает питательную ценность корма и улучшает переваривание.
Перекись водорода пригодится и на даче, и не только как средство из аптечки для обработки ран. Есть сведения, что растения лучше растут, если их поливать слабым раствором перекиси водорода (25 г 3%-ного раствора перекиси на 1 л воды). Этим же раствором можно опрыскивать листья растения для предупреждения заболеваний. Семена растений прорастают лучше и проростки выглядят здоровее, если предварительно замочить их в водном растворе перекиси (25 г 3%-ной перекиси на 0,5 л воды). Такой метод заменяет привычное замачивание в растворе марганцовки. Кстати, ее действие тоже основано на том, что она отдает лишний атом кислорода. Опрыскивание больных деревьев перекисной водой (1 часть перекиси на 32 части воды) поможет избавиться от болезни.
Опять же в книге У. Дугласа встретился такой вариант применения 3%-ной перекиси водорода. Дело в том, что возбудителем многих кишечных инфекций являются бактерии, содержащиеся на поверхности рыбы, особенно речной. Сейчас рядом с человеческим жильем трудно найти не загрязненные продуктами его жизнедеятельность водоемы, а в грязной воде создается комфортная обстановка для размножения микроорганизмов, оседающих на чешуе и коже рыбы. Если же рыбу не просто помыть, а обработать ее поверхность раствором перекиси водорода, то риск подхватить кишечную инфекцию снижается во много раз.
Думаю, что со временем список немедицинского использования перекиси водорода будет расширяться и, вероятно, когда-нибудь перекись сможет заменить нефть и газ как более безопасный и экологически чистый источник энергии. Кто знает, в конце концов рано или поздно человечество осознает, что такое бездумное природопользование приведет Землю к глобальной катастрофе. Задумайтесь.
Перокси́д водоро́да (пе́рекись водорóда), H2O2 — простейший представитель пероксидов. Бесцветная жидкость с «металлическим» вкусом, неограниченно растворимая в воде, спирте и эфире. Концентрированные водные растворы взрывоопасны. Пероксид водорода является хорошим растворителем. Из воды выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата H2O2∙2H2O.
Молекула пероксида водорода имеет следующее строение:
Структура молекулы пероксида водорода
Вследствие несимметричности молекула H2O2 сильно полярна (μ = 0,7⋅10−29 Кл·м). Относительно высокая вязкость жидкого пероксида водорода обусловлена развитой системой водородных связей. Поскольку атомы кислорода имеют неподелённые электронные пары, молекула H2O2 также способна образовывать донорно-акцепторные связи.
Химические свойства[править | править код]
Молекула пероксида водорода сильно полярна, что приводит к возникновению водородных связей между молекулами. Связь O—O непрочна, поэтому H2O2 — неустойчивое соединение, легко разлагается. Также этому может поспособствовать присутствие ионов переходных металлов. В разбавленных растворах пероксид водорода тоже неустойчив и самопроизвольно диспропорционирует на H2O и O2. Реакция диспропорционирования катализируется ионами переходных металлов, некоторыми белками:
В присутствии катализаторов разложения в среде кислорода может появляться озон:
Однако очень чистый пероксид водорода вполне устойчив.
Пероксид водорода проявляет слабые кислотные свойства (К = 1,4⋅10−12), и поэтому диссоциирует по двум ступеням:
При действии концентрированного раствора Н2O2 на некоторые гидроксиды в ряде случаев можно выделить пероксиды металлов, которые можно рассматривать как соли пероксида водорода (Li2O2, MgO2 и др.):
Пероксидная группа [—O—O—] входит в состав многих веществ. Такие вещества называют пероксидами, или пероксидными соединениями. К ним относятся пероксиды металлов (Na2O2, BaO2 и др.). Кислоты, содержащие пероксидную группу, называют пероксокислотами, например, пероксомонофосфорная H3PO5, пероксодисерная H2S2O8 и пероксоазотная HNO4 кислоты.
Окислительно-восстановительные свойства[править | править код]
Пероксид водорода обладает окислительными, а также восстановительными свойствами. Он окисляет нитриты в нитраты, выделяет иод из иодидов металлов, расщепляет ненасыщенные соединения по месту двойных связей. Пероксид водорода восстанавливает соли золота и серебра, а также марганец при реакции с водным раствором перманганата калия в кислой среде.
При восстановлении Н2O2 образуется Н2O или ОН-, например:
При действии сильных окислителей H2O2 проявляет восстановительные свойства, выделяя свободный кислород:
например:
Реакцию KMnO4 с Н2O2 используют в химическом анализе для определения содержания Н2O2:
Окисление органических соединений пероксидом водорода (например, сульфидов и тиолов) целесообразно проводить в среде уксусной кислоты.
Биологические свойства[править | править код]
Пероксид водорода относится к реактивным формам кислорода и при повышенном образовании в клетке вызывает оксидативный стресс. Некоторые ферменты, например глюкозоксидаза, образуют в ходе окислительно-восстановительной реакции пероксид водорода, который может играть защитную роль в качестве бактерицидного агента. В клетках млекопитающих нет ферментов, которые бы восстанавливали кислород до перекиси водорода. Однако несколько ферментных систем (ксантиноксидаза, НАДФ•H-оксидаза, циклооксигеназа и др.) продуцируют супероксид, который спонтанно или под действием супероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода.
Получение[править | править код]
Исторически первым промышленным методом синтеза пероксида водорода был электролиз серной кислоты или раствора сульфата аммония в серной кислоте, в ходе которого образуется пероксодисерная кислота, с последующим гидролизом последней до пероксида и серной кислоты:
С середины XX века персульфатный процесс синтеза пероксида водорода был вытеснен антрахиноновым процессом, разработанным компанией BASF в 1930-х[2]. В этом процессе формально идет окисление водорода кислородом воздуха с катализом алкилпроизводными антрахинона:
Процесс основан на автоокислении алкилантрагидрохинонов (обычно 2-этил-, 2-трет-бутил- и 2-пентилантрагидрохинонов) кислородом воздуха с образованием антрахинонов и пероксида водорода. Реакция проводится в растворе алкилантрагидрохинонов в бензоле с добавлением вторичных спиртов, по завершении процесса пероксид водорода экстрагируют из органической фазы водой. Для регенерации исходных антрагидрохинонов бензольный раствор антрахинонов восстанавливают водородом в присутствии каталитических количеств палладия[3].
Пероксид водорода также может быть получен каталитическим окислением изопропилового спирта
[4]:
при этом ценным побочным продуктом этой реакции является ацетон, однако в широких масштабах в промышленности этот метод в настоящее время не используется.
В лабораторных условиях для получения пероксида водорода используют реакцию:
Концентрирование и очистку пероксида водорода проводят осторожной перегонкой.
В последнее время (кон. XX в.) удалось синтезировать H2O3 и H2O4. Эти соединения весьма неустойчивы. При обычных температурах (н.у.) они разлагаются за доли секунды, однако при низких температурах порядка −70 °C существуют часами. Спектро-химическое исследование показывает, что их молекулы имеют зигзагообразную цепную структуру (подобную сульфанам): H—O—O—O—H, H—O—O—O—O—H[5].
Применение[править | править код]
3 % раствор перекиси водорода
Благодаря своим сильным окислительным свойствам пероксид водорода нашёл широкое применение в быту и в промышленности, где используется, например, как отбеливатель на текстильном производстве и при изготовлении бумаги. Применяется как ракетное топливо, в качестве окислителя или как однокомпонентное (с разложением на катализаторе), в том числе для привода турбонасосных агрегатов.[6] Используется в аналитической химии, в качестве пенообразователя при производстве пористых материалов, в производстве дезинфицирующих и отбеливающих средств. В промышленности пероксид водорода также находит своё применение в качестве катализатора, гидрирующего агента, как эпоксидирующий агент при эпоксидировании олефинов.
Хотя разбавленные растворы перекиси водорода применяются для небольших поверхностных ран, исследования показали, что этот метод, обеспечивая антисептический эффект и очищение, также продлевает время заживления[7][8]. Обладая хорошими очищающими свойствами, пероксид водорода на самом деле не ускоряет заживление ран. Достаточно высокие концентрации, обеспечивающие антисептический эффект, могут также продлевать время заживления из-за повреждения прилегающих к ране клеток[9]. Более того, пероксид водорода может мешать заживлению и способствовать образованию рубцов из-за разрушения новообразующихся клеток кожи[10].
Однако в качестве средства для очистки глубоких ран сложного профиля, гнойных затёков, флегмон и других гнойных ран, санация которых затруднена, пероксид водорода остаётся предпочтительным препаратом, так как он обладает не только антисептическим эффектом, но и создаёт большое количество пены при взаимодействии с ферментом каталазой. Это в свою очередь позволяет размягчить и отделить от тканей некротизированные участки, сгустки крови, гноя, которые будут легко смыты последующим введением в полость раны антисептического раствора. Без предварительной обработки пероксидом водорода антисептический раствор не сможет удалить эти патологические образования, что приведет к значительному увеличению времени заживления раны и ухудшит состояние больного.
Перекись водорода применяют для растворения пробок в слуховых каналах. Раствор вступает в реакцию с ушной серой и растворяет пробку.
Пероксид водорода применяется также для обесцвечивания волос[11].
В пищевой промышленности растворы пероксида водорода применяются для дезинфекции технологических поверхностей оборудования, непосредственно соприкасающихся с продукцией. Кроме того, на предприятиях по производству молочной продукции и соков, растворы перекиси водорода используются для дезинфекции упаковки (технология «Тетра Пак»).
Для технических целей пероксид водорода применяют в производстве электронной техники.
В быту применяется также для выведения пятен MnO2, образовавшихся при взаимодействии перманганата калия («марганцовки») с предметами (ввиду его восстановительных свойств).
3%-ный раствор пероксида водорода используется в аквариумистике для оживления задохнувшейся рыбы, а также для очистки аквариумов и борьбы с нежелательной флорой и фауной в аквариуме[12].
С 90-х годов ХХ века 3%-ный раствор пероксида водорода продвигался целителем И. П. Неумывакиным для приёма внутрь как универсальное средство лечения и оздоровления человека. Научного подтверждения допустимости и эффективности данный метод не имеет.
Перекись водорода используется в известном опыте, демонстрирующем многократное увеличение объёма вещества в результате химической реакции[13].
Формы выпуска[править | править код]
Выпускается в виде водных растворов, стандартная концентрация 1—6 %, 30, 38, 50, 60, 85, 90 и 98 %[источник не указан 313 дней]. 30 % водный раствор пероксида водорода, стабилизированный добавлением фосфатов натрия, называется пергидролем. Выпускаемый в виде таблеток твёрдого клатрата с мочевиной пероксид водорода называется гидроперитом.
Опасность применения[править | править код]
Кожа после попадания на неё концентрированного раствора перекиси водорода.
Несмотря на то, что пероксид водорода — нетоксичен, его концентрированные растворы при попадании на кожу, слизистые оболочки и в дыхательные пути вызывают ожоги. В больших концентрациях недостаточно чистый пероксид водорода может быть взрывоопасен.
Опасен при приёме внутрь концентрированных растворов. Вызывает выраженные деструктивные изменения, сходные с действиями щелочей. Летальная доза 30%-го раствора пероксида водорода (пергидроля) — 50—100 мл[14].
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0335.html
- ↑ H. Riedl and G. Pfleiderer, U.S. Patent 2,158,525 (2 October 1936 in USA, and 10 October 1935 in Germany) to I. G. Farbenindustrie, Germany
- ↑
Jose M. Campos-Martin, Gema Blanco-Brieva, Jose L. G. Fierro; Blanco-Brieva; Fierro. Hydrogen Peroxide Synthesis: An Outlook beyond the Anthraquinone Process (англ.) // Angewandte Chemie International Edition : journal. — 2006. — Vol. 45, no. 42. — P. 6962—6984. — doi:10.1002/anie.200503779. — PMID 17039551. - ↑
Burgess, A. R.; Cullis, C. F.; Newitt, E. J. 365. The gaseous oxidation of isopropyl alcohol. Part 1. The influence of temperature, pressure, and mixture composition on the formation of hydrogen peroxide and other products (англ.) // Journal of the Chemical Society (англ.)русск. : journal. — Chemical Society, 1961. — 1 January (no. 0). — P. 1884—1893. — ISSN 0368-1769. — doi:10.1039/JR9610001884. - ↑ Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — 2-е изд. — М.:Высшая школа, 1988. — с. 304.
- ↑ Космонавтика, энциклопедия. М., 1985.
- ↑ O’Connor, Anahd. Really? The Claim: Hydrogen Peroxide Is a Good Treatment for Small Wounds, New York Times (19 июня 2007). Дата обращения 13 июля 2011.
- ↑ Carroll, Aaron E., Rachel C. Vreeman. Medical myths don’t die easily, CNN (12 июля 2011). Дата обращения 13 июля 2011.
- ↑ Joseph M. Ascenzi, Handbook of Disinfectant and Antiseptics, CRC Press, 1996, ISBN 0824795245, page 161.
- ↑ Wilgus T. A., Bergdall V. K., Dipietro L. A., Oberyszyn T. M. Hydrogen peroxide disrupts scarless fetal wound repair (неопр.) // Wound Repair Regen. — 2005. — Т. 13, № 5. — С. 513—519. — doi:10.1111/j.1067-1927.2005.00072.x. — PMID 16176460.
- ↑ Средства для осветления волос
- ↑ М. Бейли, П. Бергресс. Золотая книга аквариумиста. Полный справочник по уходу за пресноводными тропическими рыбами. — М.: Аквариум ЛТД, 2004.
- ↑ Elephant’s Toothpaste. University of Utah Chemistry Demonstrations. University of Utah. Дата обращения 21 марта 2014.
- ↑ Противопоказания к применению перекиси водорода в лечебных целях Архивная копия от 25 августа 2011 на Wayback Machine[неавторитетный источник?]
Литература[править | править код]
- Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
- Карапетьянц М. Х., Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. — М.: Химия, 1994.
Ссылки[править | править код]
- NIST Chemistry WebBook