Υπεροξείδιο του υδρογόνου: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ Βελτίωση εισαγωγής |
|||
Γραμμή 208:
| image1 = H2O2 gas structure.svg
| alt1 = O-O [[μήκος δεσμού]] = 147,4 pm <br>O-H μήκος δεσμού = 95,0 pm
| caption1 =
| image2 = H2O2 solid structure.svg
| alt2 = O-O μήκος δεσμού = 145,8 pm <br>O-H μήκος δεσμού = 98,8 pm
| caption2 =
}}
{| class="wikitable sortable" style="margin: 1em auto 1em auto;" width="380"
Γραμμή 229:
|-
| [[Διφωσφίνη]] || H<sub>2</sub>PPH<sub>2</sub> || 65,98 || −99 || 63,5*
|}
Γραμμή 283 ⟶ 284 :
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου οξειδώνει, επίσης, τα θειώδη ανιόντα (SO<sub>3</sub><sup>2-</sup>) σε θειικά ανιόντα (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>).
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{2SO_3^{2-} + H_2O_2 + \xrightarrow{H_2O} 2SO_4^{2-} + H_2O} </math>
</div>
Γραμμή 293 ⟶ 294 :
Κάτω από αλκαλικές συνθήκες, ωστόσο, κάποιες από τις παραπάνω αντιδράσεις αντιστρέφονται. Για παράδειγμα, τα κατιόντα Mn<sup>2+</sup> οξειδώνονται σε MnO<sub>2</sub> (στο οποίο η οξειδωτική βαθμίδα του μαγγανίου είναι +4):
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{
</div>
Σε αλκαλικά υδατικά διαλύματα, το υπεροξείδιο του υδρογόνου μπορεί να ανάξει μια ποικιλία ανόργανων ιόντων. Για παράδειγμα, μπορεί να ανάξει το [[υποχλωριόδες νάτριο]] (NaOCl) και το υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO<sub>4</sub>), σε [[χλωριούχο νάτριο]] (NaCl) και [[διοξείδιο του μαγγανίου]] (MnO<sub>2</sub>), αντίστοιχα. Επειδή δε όταν το υπεροξείδιο του υδρογόνου αντιδρά ως αναγωγικό μέσο παράγεται αέριο οξυγόνο, αυτές οι αντιδράσεις αποτελούν βολικές μεθόδους παραγωγής οξυγόνου σε εργαστηριακή κλίμακα:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{NaOCl + H_2O_2 \xrightarrow{OH^-} O_2 \uparrow + NaCl + H_2O} </math><br><math>\mathrm{2KMnO_4 + 3H_2O_2 \xrightarrow{OH^-} 2MnO_2 + KOH + 2H_2O + 3O_2 \uparrow} </math>
</div>
Οι συνολικές ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής του υπεροξειδίου του υδρογόνου είναι, αντιστοίχως, οι ακόλουθες:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{H_2O_2 \xrightarrow{} H_2O + |O|} </math><br><math>\mathrm{H_2O_2 + |O| \xrightarrow{} H_2O + O_2 \uparrow} </math>
</div>
Γραμμή 317 ⟶ 316 :
Ακόμη, το υπεροξείδιο του υδρογόνου οξειδώνει πρωτοταγείς αμίνες (RNH<sub>2</sub>) σε [[νιτροαλκάνια]] (RNO<sub>2</sub>), και τις δευτεροταγείς αμίνες (R<sub>2</sub>NH) σε [[υδροξυλαμίνη|υδροξυλαμίνες]] (R<sub>2</sub>NHOH), ενώ οι τριτοταγείς αμίνες (R<sub>2</sub>NCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>R) σχηματίζουν [[αμινοξείδια]] (R<sub>2</sub>NOCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>R), που μπορεί να διασπαστούν σε αλκένια και δευτεροταγείς υδροξυλαμίνες<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 246, §10.5.7.</ref>:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{RNH_2 + 3H_2O_2 \xrightarrow{} RNO_2 + 4H_2O} </math><br><math>\mathrm{R_2NH + H_2O_2 \xrightarrow{} R_2NHOH + H_2O} </math><br><math>\mathrm{R_2NCH_2CH_2R + H_2O_2 \xrightarrow{-H_2O} R_2NOCH_2CH_2 \xrightarrow{} R_2NHOH + RCH=CH_2} </math>
</div>
* Σημείωση: Όταν αναφέρονται πάνω από ένα R στις παραπάνω αντιδράσεις δεν αντιστοιχούν απαραίτητα στην ίδια μονοσθενή ρίζα, ενώ δυο R μπορεί να θεωρηθεί ότι αντιστοιχούν και σε μια δισθενή ρίζα.Αλκαλικά υδατικά διαλύματα υπεροξειδίου του υδρογόνου χρησιμοποιούνται για εποξείδωση ενώσεων με διπλό δεσμό C-C που συνδέεται με ομάδες που περιέχουν δέκτες ηλεκτρονίων, όπως οι [[προπενικό οξύ|προπενικοί εστέρες]] (CH<sub>2</sub>=CHCOOR), καθώς και για οξείδωση [[αλκυλοβοράνια|αλκυλοβορανίων]] (RBH<sub>2</sub>) σε [[αλκοόλες]] (ROH), ιδιότητα που αξιοποιείται ως το δεύτερο στάδιο της παραγωγής αλκοολών (RCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>OH) από [[αλκένια]] (RCH=CH<sub>2</sub>), μέσω [[βοράνιο|υδροβορίωσης]]:▼
▲Αλκαλικά υδατικά διαλύματα υπεροξειδίου του υδρογόνου χρησιμοποιούνται για εποξείδωση ενώσεων με διπλό δεσμό C-C που συνδέεται με ομάδες που περιέχουν δέκτες ηλεκτρονίων, όπως οι [[προπενικό οξύ|προπενικοί εστέρες]] (CH<sub>2</sub>=CHCOOR), καθώς και για οξείδωση [[αλκυλοβοράνια|αλκυλοβορανίων]] (RBH<sub>2</sub>) σε [[αλκοόλες]] (ROH), ιδιότητα που αξιοποιείται ως το δεύτερο στάδιο της παραγωγής αλκοολών (RCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>OH) από [[αλκένια]] (RCH=CH<sub>2</sub>), μέσω [[βοράνιο|υδροβορίωσης]]:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{CH_2=CHCOOR + H_2O_2 \xrightarrow{OH^-} H_2O+} </math> [[Αρχείο:Carbalkoxyoxirane.png|100 px|Καρβαλκοξυοξιράνιο]]<br><math>\mathrm{3RCH=CH_2 + BH_3 \xrightarrow{} 3(RCH_2CH_2)_3B \xrightarrow[OH^-]{+3H_2O_2} 3RCH_2CH_2OH + H_3BO_3} </math>
</div>
Γραμμή 348 ⟶ 342 :
== Βιολογικές λειτουργίες ==
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα από τα δυο κορυφαία χημικά του αμυντικού συστήματος του [[βομβαρδιστής (σκαθάρι)|σκαθαριού βομβαρδιστή]], που αντιδρώντας με την [[υδροξυκινόνη]] αποθαρρύνει τους θηρευτές του. Μια μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ''Nature'', βρήκε ότι το υπεροξείδιο του υδρογόνου παίζει ρόλο και στο ανοσοποιητικό σύστημα (διαφόρων οργανισμών). Οι εν λόγω επιστήμονες βρήκαν ότι το υπεροξείδιο του υδρογόνου στο εσωτερικό κυττάρων αυξάνεται όταν οι ιστοί πληγώνονται στο [[ζέβρα (ψάρι)|ψάρι-ζέβρα]], γεγονός που θεωρήθηκε ότι δρα ως χημικό μήνυμα για τα λευκά αιμοσφαιρια του αίματος να σπεύσουν στην περιοχή για να την καλύψουν από εισβολή παρασίτων, κατά τη διάρκεια των διεργασιών επούλωσης της πληγής. Αν παρεμποδιστούν πρώτα τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή υπεροξειδίου του υδρογόνου στα κύτταρα, η ένωση δεν παράγεται σε περίπτωση τραύματος και τότε τα λευκά αιμοσφαίρια δεν σπεύδουν να υπερασπίσουν την περιοχή. Τα σχετικά πειράματα έγιναν στα εν λόγω ψάρια, τα οποία επιλέγθηκαν ως πειραματόζωα γιατί έχουν ανοσοποιητικό σύστημα γενετικά αντίστοιχο με αυτό των ανθρώπων, οπότε θεωρήθηκε (από την εν λόγω έρευνα) ότι τα αποτελέσματα της έρευνας ισχύουν επίσης και για τους ανθρώπους. Η μελέτη αυτή πρότεινε ότι οι πάσχοντες από [[άσθμα]] έχουν υψηλότερα επίπεδα συγκέντρωσης υπεροξειδίου του υδρογόνου στους πνεύμονες, από ότι οι υγειείς άνθρωποι, γεγονός που εξηγεί (πάντα σύμφωνα με την εν λόγω μελέτη) γιατί οι πάσχοντες από άσθμα έχουν και μη φυσιολογικά επίπεδα συγκέντρωσης λευκών αιμοσφαιρίων στους πνεύμονές τους<ref>"Natural bleach 'key to healing'". BBC News. 6 June 2009. Retrieved 2 July 2009.</ref><ref>Niethammer, Philipp; Clemens Grabher, A. Thomas Look & Timothy J. Mitchison (3 June 2009). "A tissue-scale gradient of hydrogen peroxide mediates rapid wound detection in zebrafish". Nature 459 (7249): 996–9. doi:10.1038/nature08119. PMC 2803098. PMID 19494811. Retrieved 2 July 2009.</ref>.
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου παίζει, επίσης, σημαντικούς ρόλους ως χημικό μήνυμα στον κανονισμό ευρείας ποικιλίας βιολογικών διεργασιών<ref> Veal EA, Day AM, Morgan BA (April 2007). "Hydrogen peroxide sensing and signaling". Mol. Cell 26 (1): 1–14. doi:10.1016/j.molcel.2007.03.016. PMID 17434122.</ref>. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου παίζει σημαντικό ρόλο στη θεωρία ελευθέρων ριζών για τη γήρανση, που βασίζεται στο πόσο γρήγορα το υπεροξείδιο του υδρογόνου μπορεί να διασπαστεί σε ρίζα υδροξειδίου (<sup>•OH</sup>) και πώς τα υπεροξειδικά ριζικά παραπροϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού μπορούν να αντιδράσουν με το κοινό νερό για να σχηματίσουν υπεροξείδιο του υδρογόνου<ref>Weindruch, Richard (January 1996). "Calorie Restriction and Aging". Scientific American: 49–52.</ref>. Αυτά τα ριζικά υδροξυλίου μπορούν, με τη σειρά τους, να αντιδράσουν γρήγορα και να προκαλέσουν ζωτικής σημασίας βλάβες στα συστατικά του κυττάρου, ιδιαίτερα σε αυτά που βρίσκονται μέσα στα [[μιτοχόνδρια]]<ref>Giorgio M, Trinei M, Migliaccio E, Pelicci PG (September 2007). "Hydrogen peroxide: a metabolic by-product or a common mediator of ageing signals?". Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 8 (9): 722–8. doi:10.1038/nrm2240. PMID 17700625.</ref>. Τουλάχιστον μια μελέτη προσπάθησε να συνδέσει την παραγωγή του υδροξειδίου του υδρογόνου με τον [[καρκίνος|καρκίνο]]<ref>López-Lázaro M (July 2007). "Dual role of hydrogen peroxide in cancer: possible relevance to cancer chemoprevention and therapy". Cancer Lett. 252 (1): 1–8. doi:10.1016/j.canlet.2006.10.029. PMID 17150302.</ref>. Αυτές οι μελέτες τις έχουν συχνά επικαλεστεί σε ισχυρισμούς αμφίβολών θεραπειών.
Γραμμή 412 ⟶ 405 :
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιήθηκε ως επιτυχημένο οξειδωτικό κατά το Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο στους γερμανικούς πυραυλικούς κινητήρες (π.χ.''T-Stoff'', που περιείχε σταθεροποιητή [[οξυκινολίνη]]ς, για τα Me 163B), ενώ πολύ συχνά χρησιμοποιήθηκε με το ''C-Stoff'', σε έναν αυτοαναφλεγόμενο υπεργολικό συνδυασμό, και στους χαμηλού κόστους Βρεττανικούς εκτοξευτές ''Black Knight'' και ''Black Arrow''.
Στις δεκαετίες του [[1940|'40]] και του [[1950|'50]], ο στρόβιλος Γουάλτερ (''Walter turbine'') χρησιμοποιούσε υπεροξείδιο του υδρογόνου για να τροφοδοτήσει με ενέργεια υποβρύχια σε κατάδυση, αλλά θεωρήθηκε πολύ θορυβώδης και απαιτούσε πολύ περισσότερη διαχείρηση σε σύγκριση με τα (κλασσικά) ντηζεληλεκτρικά συστήματα ισχύος. Κάποιες τορπίλλες χρησιμοποιούν υπεροξείδιο του υδρογόνου ως οξειδωτικό ή και ως (μονο)προωθητικό. Λειτουργικό σφάλμα σε τέτοιου είδους τορπίλλες θεωρείται ως πιθανή αιτία για τις βυθίσεις του
=== Για εκρηκτικά ===
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή [[Εκρηκτικά|εκρηκτικών]] που βασίστηκαν σε [[οργανικά υπεροξείδια]], όπως το [[διοξιράνιο|διμεθυλοδιοξιράνιο]], σε εξελιγμένες εκρηκτικές συσκευές, που χρησιμοποιήθηκαν στις βομβιστικές επιθέσεις στο Λονδίνο στις 7/7/2005<ref>Tiny cheap deadly hydrogen peroxide bombs, 2009 article about home made bombs and their use in terror attacks. (NBC News)</ref>. Αυτά τα εκρηκτικά, όμως, τείνουν να αποσυνθεθούν και να αχρηστευθούν γρήγορα, και γι' αυτό ποτέ δεν χρησιμοποιήθηκαν ως εμπορικά ή στρατιωτικά εκρηκτικά.
=== Άλλες εφαρμογές ===
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου έχει διάφορες οικιακές εφαρμογές, κυρίως ως καθαριστικό και απολυμαντικό μέσο.
==== Στικ λάμψης ====
[[File:Chemiluminescance.JPG|thumb|[[φωταύγεια|Χημειοφωταύγεια]] της [[κυαλούμη|κυαλούμης]], που βρίσκεται σε ένα [[στικ λάμψης]].]]
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου αντιδρά με εστέρες, όπως η [[κυαλούμη]] (διφαινυλοξαλικός διεστέρας), για να παράξει χημειοφωταύγεια. Αυτή η ιδιότητα βρίσκει εφαρμογή στα [[στικ λάμψης]].
==== Κηπουρική ====
Κάποιοι [[κηπουρική|κηπουροί]] και [[υδροπονία|υδροπόνοι]] συμβουλεύουν την εφαρμογή αραιών υδατικών διαλυμάτων υπεροξειδίου του υδρογόνου κατά το πότισμα. Η σύντομη αποσύνθεσή του εκλύει οξυγόνο που ενθαρρύνει την ανάπτυξη των ριζών των καλλιεργούμενων φυτών και βοηθάει τη θεραπεία προβλημάτων σαπίσματος ριζών, που οφείλονται στην έλλειψη οξυγόνου και αντιμετωπίζει μια ποικιλία παρασίτων<ref>Fredrickson, Bryce. "Hydrogen Peroxide and Horticulture" (PDF). Retrieved 25 January 2009.</ref><ref>[http://www.using-hydrogen-peroxide.com/peroxide-garden.html Τρόποι χρήσης υπεροξειδίου του υδρογόνο στην κηπουρική].</ref><ref>Bhattarai SP, Su N, Midmore DJ; Su; Midmore (2005). "[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065211305880083 Oxygation Unlocks Yield Potentials of Crops in Oxygen-Limited Soil Environments]". ''Advances in Agronomy''. Advances in Agronomy '''88''': 313–377. doi:10.1016/S0065-2113(05)88008-3. ISBN 978-0-12-000786-8.</ref>.
==== Ιχθυοκαλλιέργεια ====
Εργαστηριακοί έλεγχοι που έγιναν από [[Ιχθυοτροφείο|ιχθυοκαλλιεργητές]] κατά τα πρόσφατα χρόνια έδειξαν ότι το κοινό οικιακό υπεροξείδιο του υδρογόνου (δηλαδή υδατικά διαλύματα συνήθως 3-6% w/v) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια για να παρέχουν οξυγόνο για μικρά ψάρια. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου εκλύει οξυγόνο με αποσύνθεση όταν εκτίθεται σε καταλύτες όπως το [[διοξείδιο του μαγγανίου]] (MnO<sub>2</sub>)<ref>http://www.great-lakes.org/Wkly_news/07-07-03.html#Oxygen</ref><ref>http://www.fws.gov/midwest/ashland/mtan/mtan_35.html#Guide%20to%20Drug,%20Vaccine,%20and%20Pesticide%20Use%20in%20Aquaculture</ref>.
==Εξωτερικοί σύνδεσμοι==
| |||