HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, PEROLEHAN - KIMIA - 2025

The hidrogen peroksida merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia H ₂ O ₂ . Dari semuanya, ini adalah peroksida paling sederhana dari keluarga senyawa kimia ini. Rumus strukturnya adalah HOOH, jembatan oksigenasi internal ini menjadi karakteristik untuk semua peroksida.

Pada tahun 1818, H ₂ O ₂ diidentifikasi oleh Louies Jacques Thénard, yang menyiapkan senyawa kimia yang kemudian disebut hidrogen peroksida. Ini adalah senyawa yang tidak stabil, terurai saat terkena cahaya, panas dan beberapa logam.

Rumus kimia hidrogen peroksida

Ini adalah senyawa yang sangat berguna yang digunakan dalam desinfeksi luka ringan, pemutih rambut, perawatan air, dll. Meskipun dapat memiliki tindakan berbahaya bagi manusia, ia ditemukan di semua sel eukariotik makhluk hidup, di mana ia melakukan beberapa fungsi yang bermanfaat.

Hidrogen peroksida menghasilkan oksidasi zat beracun seperti fenol, etanol, formaldehida, dll., Produk yang dieliminasi oleh hati dan ginjal. Selain itu, berkontribusi pada penghancuran bakteri yang difagositosis oleh leukosit dan makrofag neutrofil.

Struktur

Molekul

Molekul hidrogen peroksida diwakili oleh model bola-dan-tongkat. Sumber: Benjah-bmm27 melalui Wikipedia.

Gambar di atas menunjukkan struktur molekul H ₂ O ₂ (HOOH), dengan bola merah yang berhubungan dengan atom oksigen, dan yang putih adalah atom hidrogen. Perhatikan bahwa molekulnya tidak datar, dan atom H tidak gerhana di ruang angkasa (saling berlawanan).

Menariknya, H ₂ O ₂ mengalami kesulitan untuk merotasi ikatan sederhana pusatnya OO, sehingga posisi dari H ini tidak dapat dipertukarkan; yang satu tidak akan turun sementara yang lain naik.

Mengapa? Karena dalam dua atom oksigen terdapat dua pasang elektron bebas, yang menghasilkan total delapan elektron yang sangat dekat dan saling tolak karena muatan negatifnya.

Rotasi

Namun tautan OO rentan terhadap sedikit rotasi karena interaksi dengan lingkungannya.

Misalnya, dengan mempertemukan kedua ibu jari, dengan jari telunjuk terulur dan yang lainnya tertutup, seolah-olah menggambar lapangan, lalu memutar ibu jari sedemikian rupa sehingga salah satu jari telunjuk mengarah ke depan dan yang lainnya ke belakang, Anda akan memiliki perkiraan representasi dari H ₂ O ₂ .

Jika tubuh menyentuh salah satu jari telunjuk, ibu jari akan berputar sebagai respons terhadap interaksi ini; namun, mereka akan segera kembali ke posisi semula karena tolakan elektronik yang disebutkan di atas. Rotasi ini dengan demikian membingkai aspek dinamis dari molekul ini.

Interaksi antarmolekul

Dalam keadaan cair, H ₂ O ₂ berhasil membentuk ikatan hidrogen (HOOH-O ₂ H ₂ ), karena jika tidak, titik didihnya yang tinggi (150 ºC) dibandingkan dengan air tidak akan dijelaskan.

Setelah melewati fase gas, molekul H ₂ O ₂ mungkin tidak dapat lagi membentuk jembatan seperti itu, karena tidak hanya jarak antarmolekul yang lebih besar, tetapi juga atom hidrogen akan menjadi yang pertama bersentuhan jika terjadi tumbukan (ini bisa divisualisasikan kembali menggunakan model jari).

Sedangkan pada fase padat sudut bidang yang dibentuk oleh H adalah 90º (letakkan jari telunjuk tegak lurus). Sekarang ikatan hidrogen menjadi lebih penting dan molekul H ₂ O ₂ disusun dalam kristal dengan struktur tetragonal.

Properti

sBotol dengan hidrogen peroksida. Di apotek, itu dicapai dengan konsentrasi 3% m / v. Sumber: Pixnio.

Nama

-Hidrogen peroksida

-Dioxidan

-Oxidanol

Asam -Perhydroxic

-O-hidroksiol

-Peroksida

Masa molar

34,0147 g / mol

Penampilan fisik

Biru pucat (pekat) atau cairan tidak berwarna. Ini sedikit lebih kental dan padat dari pada air. Ini disuling untuk keamanan pada suhu rendah dan pada tekanan rendah, karena terurai pada pemanasan dalam bentuk eksplosif.

Bau

Bau tajam atau seperti ozon.

Rasa

Pahit

Massa jenis

Padat 1,71 g / cm ³

Kepadatan larutan encernya bergantung pada konsentrasinya; misalnya, pada 27% memiliki kepadatan 1,10 g / cm ³ , sedangkan pada 50%, 1,13 g / cm ³

Titik lebur

- 0,43 ºC

Titik didih

150,2 ° C. Nilai ini diperoleh dengan ekstrapolasi, karena hidrogen peroksida terurai pada suhu tinggi.

Kelarutan air

Dapat larut ≥ 100 mg / mL pada suhu 25 ºC

Kelarutan

Ini larut dalam eter dan alkohol, tetapi tidak larut dalam petroleum eter. Ini terurai menjadi air dan oksigen dalam banyak pelarut organik.

Koefisien partisi oktanol / air

Log P = - 0,43

Tekanan uap

5 mmHg pada 30 ° C.

Konstanta pemisahan

pKa = 11,72

pH

Larutan hidrogen peroksida sedikit asam. Misalnya, yang 35% memiliki pH 4,6; tetapi bila dipekatkan pada 90%, pH menjadi kurang asam: 5,1.

Indeks bias (n

1.4061

Viskositas

1.245 cPoise pada 20 ° C.

Kapasitas panas

1.267 J / gK (gas)

2.619 J / gK (cair)

Panas penguapan

1.519 J / g K

Stabilitas

Stabil dalam kondisi yang direkomendasikan. Ini selanjutnya distabilkan dengan penambahan asetanilida dan garam timah.

Korosi

Korosif

Penguraian

Ini terurai saat terkena cahaya atau dengan adanya zat pengoksidasi dan pereduksi. Itu juga terurai pada pemanasan. Ketika terurai, ia melepaskan air dan oksigen, dan didukung oleh peningkatan pH dan suhu, serta dengan adanya enzim katalase.

Tegangan permukaan

80,4 dynes / cm pada 20 ° C

Reaktivitas

H ₂ O ₂ bertindak sebagai agen pengoksidasi dalam larutan asam dari besi besi (Fe ²⁺ ) menjadi besi besi (F ³⁺ ); itu juga mengoksidasi ion sulfit (SO ₃ ^2- ) menjadi ion sulfat (SO ₄ ^2- ).

Ini juga dapat bertindak sebagai agen pereduksi dengan adanya larutan basa, mengurangi natrium hipoklorit (NaOCl) dan kalium permanganat (KMnO ₄ ) dengan pelepasan oksigen.

Aplikasi

Pemutihan

Hidrogen peroksida digunakan dalam industri kertas dalam pemutihan pulp dan kertas, yang menghabiskan sebagian besar produksi tahunannya.

Desinfektan

Hidrogen peroksida adalah antiseptik ringan untuk mencegah infeksi pada luka kecil, goresan, dan luka bakar. Ini juga digunakan sebagai obat kumur dan untuk meredakan iritasi ringan pada mulut karena adanya sariawan atau radang gusi.

Ini juga digunakan untuk mendisinfeksi permukaan, bagian dalam lemari es, air dan memerangi pertumbuhan bakteri yang berlebihan dalam sistem air dan menara pendingin. Hidrogen peroksida melepaskan radikal oksigen bebas, yang memecah polutan.

Deterjen

Hidrogen peroksida digunakan dalam pembuatan deterjen pemutih cucian, termasuk natrium perkarbonat. Senyawa ini adalah senyawa kompleks natrium karbonat dan hidrogen peroksida yang jika dilarutkan dalam air akan terpisah menjadi komponen-komponennya.

Aplikasi kosmetik

Hidrogen peroksida encer digunakan dalam pemutihan rambut, sebelum pewarnaan. Ini juga digunakan untuk memutihkan gigi, serta bagian dari pasta gigi buatan sendiri.

Bahan pembakar

Hidrogen peroksida digunakan sebagai komponen monopropelan atau pengoksidasi dari roket bipropolent. Ini terurai melepaskan oksigen dan air, karakteristik yang memungkinkan penggunaannya sebagai propelan.

Ini dipompa ke dalam sel reaksi dengan adanya katalis yang mempercepat dekomposisi tersebut. Selama ini, uap air bersuhu tinggi dihasilkan.

Ketika uap dikeluarkan melalui celah, ini menghasilkan impuls. Kapal selam V-80, dibangun pada tahun 1940, menggunakan oksigen yang dihasilkan dari hidrogen peroksida di turbinnya; disebut sistem turbin Walter.

Memperoleh

Awalnya, hidrogen peroksida diperoleh secara industri dengan hidrolisis amonium persulfat, atau elektrolisis amonium bisulfat, NH ₄ HSO ₄ .

Hidrogen peroksida saat ini diperoleh secara industri melalui penggunaan antrakuinon. Prosesnya dilakukan dalam empat tahap: hidrogenasi, filtrasi, oksidasi, ekstraksi, dan pemurnian.

Hidrogenasi

Alkylanthroquinone dihidrogenasi dengan melewatkan gas hidrogen melalui hidrogenator yang diisi dengan alumina dan sejumlah kecil katalis (paladium). Temperatur dijaga pada 45ºC dengan pengadukan permanen.

Alkyldroquinone diubah menjadi alkyl anthrahydroquinone dan tetrahydroalkylanthrahydroquinone, yang terakhir dipilih karena kemudahannya untuk prosedur berikut.

Penyaringan

Larutan yang mengandung antrakuinon terhidrogenasi disaring untuk menghilangkan jejak katalis yang mungkin dikandungnya.

Oksidasi

Larutan yang disaring dioksidasi dengan melewatkan udara melaluinya, membentuk hidrogen peroksida dengan kemurnian rendah.

Ekstraksi dan pemurnian

Larutan hidrogen peroksida melewati kolom ekstraksi cair-cair. Air mengalir melalui kolom, sedangkan larutan hidrogen peroksida dipompa melaluinya.

Air mencapai bagian bawah ekstraktor dengan konsentrasi hidrogen peroksida antara 25 dan 35% b / b. Kemudian, dimurnikan dengan distilasi vakum, hingga konsentrasi hidrogen peroksida 30%. Akhirnya itu stabil dan disimpan.

Resiko

Hidrogen peroksida terbakar. Sumber: Bobjgalindo

Hidrogen peroksida adalah agen korosif, sehingga jika terkena kulit dapat menyebabkan iritasi yang parah, selain pemutihan sementara (gambar atas). Ini juga dapat menyebabkan kerusakan mata, gatal, ruam, kemerahan, dan melepuh.

Penghirupan menyebabkan iritasi pada hidung, tenggorokan dan paru-paru. Sedangkan paparan berulang dapat menyebabkan bronkitis, batuk berdahak, dan sesak napas. Dan jika itu belum cukup, itu juga menyebabkan sakit kepala, pusing, mual dan muntah.

Paparan hidrogen peroksida yang parah dapat menyebabkan cairan menumpuk di paru-paru, yang dikenal sebagai edema paru - kondisi serius yang memerlukan perhatian medis segera.

Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) telah menetapkan maksimum yang diizinkan untuk hidrogen peroksida sebesar 1 ppm di lingkungan kerja dalam shift 8 jam. Namun, karena ini adalah senyawa mutagenik, paparan harus diminimalkan.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Hidrogen peroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. William R. Busing dan Henri A. Levy. (2004). Kristal dan Struktur Molekul Hidrogen Peroksida: Studi Neutron - Difraksi. doi.org/10.1063/1.1696379
4. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Hidrogen peroksida. Database PubChem. CID = 784. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Editor Encyclopaedia Britannica. (27 November 2018). Hidrogen peroksida. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com
6. Departemen Kesehatan New Jersey. (2016). Hidrogen peroksida. . Diperoleh dari: nj.gov
7. Mathews, CK, Van Holde, KE, Ahern, KG (2002). Biokimia. Edisi ketiga. Penerbit Pearson Addison Wesley
8. Web MD. (2019). Hidrogen peroksida. Dipulihkan dari: webmd.com