Das Thema dieses Beitrags reifte schon lange. Und obwohl auf Anfrage der Leser des Kanals , wollte ich einfach über den sicheren Umgang mit Wasserstoffperoxid schreiben, aber aus unerklärlichen (ja, wirklich!) Gründen hat sich ein weiterer Longread ergeben. Eine Mischung aus Popsci, Raketentreibstoff, 'Corona-Desinfektion' und permanganatometrischer Titration. Wie der richtige man Wasserstoffperoxid lagert, welche Schutzmaßnahmen man bei der Arbeit verwenden sollte und wie man sich bei Vergiftungen schützt – das suchen wir unter dem Cut.
p.s. Der Käfer auf dem Bild heißt tatsächlich “Bombardier”. Und er hat sich auch irgendwo zwischen den Chemikalien verirrt 🙂
Dem „Kind des Peroxids“ gewidmet…
Wasserstoffperoxid hat sich bei unserem Bruder sehr beliebt gemacht, oh wie beliebt. Ich denke daran jedes Mal, wenn ich auf die Frage stoße: 'Die Flasche mit Wasserstoffperoxid ist geplatzt. Was tun?' Ich stoße übrigens ziemlich oft darauf 🙂
Es ist nicht überraschend, dass Wasserstoffperoxid (3% Lösung) in den post-sowjetischen Räumen eines der bevorzugten "volkstümlichen" Antiseptika ist. Man kann es auf Wunden auftragen, Wasser desinfizieren und nun sogar das Coronavirus abtöten. Trotz seiner scheinbaren Einfachheit und Verfügbarkeit ist dieses Reagenz jedoch ziemlich umstritten, was ich im Folgenden näher erläutern möchte.
Ein kurzer Ausflug in die biologischen "Köpfe"…
Heutzutage ist alles mit dem Eco-Präfix in Mode: ökologische Produkte, ökologische Shampoos, ökologische Dinge. Wie ich verstanden habe, möchten die Menschen mit diesen Adjektiven biogene Dinge (also solche, die ursprünglich in lebenden Organismen vorkommen) von rein synthetischen ("harte Chemie") unterscheiden. Deshalb ein kleines Einführung, die ich hoffe, dass sie die Umweltfreundlichkeit von Wasserstoffperoxid unterstreicht und ihm in der Bevölkerung mehr Vertrauen verleiht 🙂
Also, was ist Wasserstoffperoxid? Es ist ein einfaches Peroxid, das in seiner Zusammensetzung gleich zwei Sauerstoffatome enthält (sie sind durch eine -O-O- Verbindung verbunden)). Wo eine solche Verbindung besteht, da gibt es auch Instabilität, da gibt es atomaren Sauerstoff mit starken oxidierenden Eigenschaften und so weiter. Trotz der Härte des atomaren Sauerstoffs kommt Wasserstoffperoxid in vielen lebenden Organismen vor, einschließlich beim Menschen. Es entsteht in Mikromengen während komplexer biochemischer Prozesse und oxidiert Proteine, membranständige Lipide und sogar DNA (durch die Bildung von Peroxidradikalen). Unser Körper hat im Laufe der Evolution gelernt, mit Wasserstoffperoxid recht effektiv umzugehen. Er tut dies mithilfe des Enzyms Katalase, das peroxide Verbindungen in Sauerstoff und Wasser zerlegt, plus ein weiteres Enzym. , das Wasserstoffperoxid im Handumdrehen in Sauerstoff und Wasser umwandelt.
Enzyme sind großartig in dreidimensionalen Modellen.
Unter Spoiler versteckt. Ich betrachte sie gerne, aber vielleicht gefällt es jemandem nicht...
Übrigens ist es gerade dank der Wirkung von Katalase, die in den Geweben unseres Körpers vorhanden ist, dass das Blut beim Behandeln von Wunden "aufkocht" (über Wunden wird weiter unten ein eigener Hinweis folgen).
In uns gibt es Wasserstoffperoxid, das auch eine wichtige "Schutzfunktion" erfüllt. Bei vielen lebenden Organismen finden wir eine interessante Organelle, die für das Funktionieren lebender Zellen notwendig ist, nämlich . Diese Strukturen sind lipidhaltige Bläschen, in denen sich ein kristalline Kern befindet, bestehend aus biologischen röhrenartigen "". Innerhalb des Kerns finden verschiedene biochemische Prozesse statt, bei denen aus Sauerstoff aus der Luft und komplexen organischen Verbindungen lipidischer Natur ….Wasserstoffperoxid entsteht!
Doch das Interessanteste ist, wofür dieses Wasserstoffperoxid dann verwendet wird. Zum Beispiel in den Zellen der Leber und der Nieren wird das entstehende H2O2 genutzt, um eingehende Toxine im Blut abzubauen und zu neutralisieren. Acetaldehyd, der beim Metabolismus alkoholischer Getränke entsteht () — das ist auch das Verdienst unserer kleinen unermüdlichen Arbeiter, den Peroxisomen, und der „Mutter“ des Wasserstoffperoxids.
Damit alles nicht so rosig mit Wasserstoffen erscheint, plötzlich Ich erinnere an die Wirkungsweise von Strahlung auf lebendes Gewebe. Moleküle biologischer Gewebe absorbieren die Energie der Strahlung und ionisieren, das heißt, sie gehen in einen Zustand über, der die Bildung neuer Verbindungen begünstigt (häufig völlig unnötige im Rahmen des Organismus). Am häufigsten und einfachsten unterliegt Wasser der Ionisierung, was zu seiner führt. In Anwesenheit von Sauerstoff entstehen unter dem Einfluss von ionisierender Strahlung verschiedene freie Radikale (OH- und ähnliche) sowie Peroxidverbindungen (insbesondere H2O2).
Die gebildeten Peroxide treten aktiv mit chemischen Verbindungen im Organismus in Wechselwirkung. Wenn wir als Beispiel das manchmal im Prozess der Radiolyse entstehende Peroxid-Anion (O2-) nehmen, sollte erwähnt werden, dass dieses Ion auch unter normalen Bedingungen, in einem völlig gesunden Organismus, ohne freie Radikale, gebildet wird. und unseres Immunsystems könnten bakterielle Infektionen nicht abtöten. Das heißt, ohne diese geht es nicht — sie begleiten biogene Oxidationsreaktionen. Das Problem entsteht, wenn es zu viele davon gibt.
Um mit einer Überzahl an peroxidhaltigen Verbindungen umzugehen, wurden Antioxidantien entwickelt. Sie hemmen Oxidationsprozesse von komplexen organischen Stoffen, die zur Bildung von Peroxiden und ähnlichen freien Radikalen führen, und verringern somit den .
Oxidativer Stress ist der Prozess der Zellschädigung durch Oxidation (d.h. im Körper gibt es zu viele freie Radikale).
Obwohl diese Verbindungen im Grunde nichts Neues bieten, tragen sie nicht zu den bereits vorhandenen 'inneren Antioxidantien' wie Superoxiddismutase und Katalase bei. Außerdem können synthetische Antioxidantien bei unsachgemäßem Gebrauch nicht nur schädlich sein, sondern den oxidativen Stress sogar verstärken.
Hinweis zu 'Peroxid und Wunden':Obwohl Wasserstoffperoxid in vielen Haushalten (und Betrieben) vorhanden ist, gibt es Hinweise darauf, dass die Anwendung von H2O2 die Wundheilung behindert und Narbenbildung verursacht, weil Wasserstoffperoxid . Positive Effekte treten nur bei sehr niedrigen Konzentrationen auf (0,03% Lösung, das bedeutet, man muss eine 3%ige Apotheke 100-fach verdünnen), und zwar nur bei einmaliger Anwendung. Übrigens, die Lösung mit 0,5% „koronavirusbereit“ ist ebenfalls . Man sagt ja, vertraue, aber überprüfe.
Wasserstoffperoxid im Alltag und „gegen das Coronavirus“
Wenn Wasserstoffperoxid sogar Ethanol in der Leber in Acetaldehyd umwandeln kann, wäre es seltsam, diese bemerkenswerten oxidierenden Eigenschaften nicht im Alltag zu nutzen. Sie werden in solchen Proportionen verwendet:
Die Hälfte des gesamten von der chemischen Industrie produzierten Wasserstoffperoxids wird zur Bleichung von Cellulose und verschiedenen Papierarten verwendet. An zweiter Stelle (20%) steht die Herstellung verschiedener Bleichmittel auf Basis anorganischer Peroxide (Natriumpercarbonat, Natriumperborat usw.). Diese Peroxide (oft in Kombination mit zur Senkung der Bleichtemperatur, da Persalze bei Temperaturen unter 60 Grad nicht funktionieren) werden in verschiedenen „Persolen“ und ähnlichen Produkten verwendet (mehr Details können angeschaut werden) ). Danach folgt mit einem geringen Abstand die Bleichung von Geweben und Fasern (15%) sowie die Wasseraufbereitung (10%). Schließlich wird der verbleibende Anteil gleichmäßig zwischen rein chemischen Substanzen und der Verwendung von Wasserstoffperoxid zu medizinischen Zwecken aufgeteilt. Ich werde mich näher auf letzteres konzentrieren, da die Zahlen in der Grafik wahrscheinlich durch die Coronavirus-Pandemie beeinflusst werden (falls sie dies nicht bereits sind).
Wasserstoffperoxid wird aktiv zur Sterilisation verschiedener Oberflächen (einschließlich chirurgischer Instrumente) eingesetzt und in letzter Zeit auch in Form von Dampf (sog. — vaporized hydrogen peroxide) zur Sterilisation von Räumen. Im folgenden Bild sehen Sie ein Beispiel für einen solchen Wasserstoffperoxid-Dampfgenerator. Ein vielversprechendes Gebiet, das bisher die heimischen Krankenhäuser nicht erreicht hat…
Insgesamt zeigt Wasserstoffperoxid eine hohe Desinfektionswirkung gegen ein breites Spektrum von Viren, Bakterien, Hefen und bakteriellen Sporen. Es ist erwähnenswert, dass für komplexe Mikroorganismen, aufgrund der in ihnen vorhandenen Enzyme, die Wasserstoffperoxid abbauen (die sogenannten Peroxidasen, zu denen auch das erwähnte Katalase gehört), eine Toleranz (~Resistenz) beobachtet werden kann. Insbesondere ist dies bei Lösungen mit einer Konzentration von weniger als 1% der Fall. Aber gegen 3% und erst recht 6–10% kann bisher nichts, weder Virus noch bakterielle Sporen, standhalten.
Tatsächlich gehört Wasserstoffperoxid neben Ethyl- und Isopropylalkohol sowie Natriumhypochlorit zu den „lebenswichtigen“ Notfalldesinfektionsmitteln zur Desinfektion von Oberflächen gegen COVID-19. Dabei nicht nur gegen COVID-19. Zu Beginn der ganzen Coronavirus-Vakzine haben wir zusammen mit unseren Lesern aktiv die Empfehlungen aus bei der Auswahl von Desinfektionsmitteln genutzt. Die Empfehlungen sind allgemein auf Coronaviren anwendbar, insbesondere auf COVID-19. Daher empfehle ich, den Artikel herunterzuladen und auszudrucken (für diejenigen, die sich für dieses Thema interessieren).
Wichtige Tabelle für den jungen Desinfektologen
Seit Beginn der Epidemie hat sich in Bezug auf die funktionierenden Konzentrationen kaum etwas geändert. Allerdings hat sich beispielsweise die Form geändert, in der Wasserstoffperoxid verwendet werden kann. Ich möchte hierbei auf das Dokument und die empfohlenen Desinfektionsmittel eingehen. Besonders interessieren mich in dieser Liste die Tücher (traditionell, weil ich Tücher mag, die hypochlorit-basiert sind, habe ich , und ich bin damit rundum zufrieden). In diesem Fall interessiert mich ein amerikanisches Produkt namens Oxivir Wipes oder das Pendant Oxivir 1 Wipesvon der Firma Diversey Inc.
Die aktiven Inhaltsstoffe sind recht bescheiden aufgeführt:
Wasserstoffperoxid 0,5%
Einfach und schmackhaft. Wer eine solche Lösung nachahmen und seine eigenen benutzerdefinierten feuchten Tücher damit tränken möchte, dem sei gesagt, dass neben Wasserstoffperoxid in der Lösung auch noch Folgendes enthalten ist:
Phosphorsäure (Stabilisator) 1–5%
2-Hydroxybenzoesäure (Salicylsäure) 0,1–1,5%
Warum all diese "Zusätze" wichtig sind, wird klar, wenn Sie den Abschnitt über die Stabilität lesen.
Neben der Zusammensetzung möchte ich auch daran erinnern, dass es heißt zu den erwähnten Oxivir. Nichts grundsätzlich Neues (verglichen mit der ersten Tabelle), aber ich fand das Spektrum der desinfizierten Viren ansprechend.
Welche Viren kann Wasserstoffperoxid bekämpfen?
Und ich wäre nicht ich selbst, wenn ich nicht noch einmal auf die Einwirkzeit bei der Anwendung hinweisen würde. Wie immer wird empfohlen, dass beim Abwischen mit feuchten Tüchern alle festen, NICHT-porösen Oberflächen visuell feucht bleiben für mindestens 30 Sekunden (oder besser eine Minute!), um alles und jeden zu desinfizieren (und auch dieses COVID-19).
Wasserstoffperoxid als Chemikalie
Nachdem wir nun einige Punkte umrissen haben, ist es an der Zeit, über Wasserstoffperoxid aus der Sicht eines Chemikers zu schreiben. Glücklicherweise ist genau diese Frage (und nicht, wie ein Peroxisom aussieht) häufig von Interesse für den unerfahrenen Benutzer, der H2O2 für seine Zwecke nutzen möchte. Lassen Sie uns mit der dreidimensionalen Struktur beginnen (so sehe ich sie):
Wie ein Mädchen namens Sasha die Struktur sieht, die sich fürchtet, dass das Wasserstoffperoxid explodieren könnte (darüber später mehr)
„der laufende Hahn von unten“
Reines Peroxid ist eine klare Flüssigkeit (mit einem bläulichen Schimmer bei hohen Konzentrationen). Die Dichte verdünnter Lösungen liegt nahe der Dichte von Wasser (1 g/cm³), während konzentrierte Lösungen dichtere Werte aufweisen (35 % — 1,13 g/cm³ … 70 % — 1,29 g/cm³ usw.). Anhand der Dichte (bei Verwendung von Aräometern) kann die Konzentration der eigenen Lösung relativ genau bestimmt werden (Information aus ).
Inländisches Wasserstoffperoxid ist in drei Qualitäten erhältlich: A = Konzentration 30–40 %, B = 50–52 %, C = 58–60 %. Oft wird der Begriff „Perhydrol“ verwendet (es gab sogar früher den Ausdruck „Perhydrolblondine“). Tatsächlich handelt es sich hier um „Qualität A“, also eine Lösung von Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von etwa 30 %.
Anmerkung zur Bleiche. Da wir über Blondinen sprechen, sei erwähnt, dass zur Aufhellung der Haare verdünntes Wasserstoffperoxid (2–10 %) und Ammoniak verwendet wurden. Dies wird heute nur selten praktiziert. Stattdessen finden sich Wasserstoffperoxid-Bleachings für Zähne. Übrigens ist das Aufhellen der Haut an den Händen nach Kontakt mit Wasserstoffperoxid ebenfalls eine Art „Bleaching“, das durch Tausende von , d.h. Verstopfungen von Kapillaren, die durch die Zersetzung von Peroxid durch Sauerstoffblasen entstehen.
Wasserstoffperoxid wird als medizinische technische Lösung, wenn destilliertes Wasser zu einer Peroxidkonzentration von 59–60 % hinzugefügt wird, um den Konzentrat auf das gewünschte Niveau (3 % im Inland, 6 % in den USA) zu verdünnen.
Neben der Dichte ist der pH-Wert ein wichtiger Parameter. Wasserstoffperoxid ist eine schwache Säure. Das Bild unten zeigt den Zusammenhang zwischen dem pH-Wert der Wasserstoffperoxidlösung und der Massenkonzentration:
Je mehr verdünnte Lösung, desto näher ist ihr pH-Wert am pH-Wert von Wasser. Der minimale pH-Wert (= am sauersten) tritt bei Konzentrationen von 55–65 % auf (Marke B gemäß der inländischen Klassifikation).
Es ist zwar schwer zuzugeben, dass der pH-Wert nicht zur quantitativen Bestimmung der Konzentration verwendet werden kann, aber das liegt an mehreren Gründen. Erstens wird nahezu alles moderne Wasserstoffperoxid durch Oxidation von Anthrachinonen hergestellt. In diesem Prozess entstehen saure Nebenprodukte, die in das fertige Wasserstoffperoxid gelangen können. Der pH-Wert kann also je nach Reinheitsgrad von H2O2 von dem in der obigen Tabelle angegebenen abweichen. Hochreines Wasserstoffperoxid (zum Beispiel für Raketentreibstoffe, über das ich später noch sprechen werde) enthält keine Verunreinigungen. Zweitens werden dem verkaufsfähigen Wasserstoffperoxid oft saure Stabilisatoren zugesetzt (Wasserstoffperoxid ist bei niedrigem pH stabiler), die die Messwerte „verwischen“. Und drittens können auch chelatierende Stabilisatoren (zum Binden von Metallverunreinigungen, über die ich weiter unten mehr sagen werde) basisch oder sauer sein und den pH-Wert der Endlösung beeinflussen.
Die beste Methode zur Bestimmung der Konzentration ist (). Die Methode bleibt die gleiche, jedoch sind alle notwendigen Reagenzien für den Test sehr leicht verfügbar. Man benötigt konzentrierte Schwefelsäure (Batterieelektrolyt) und handelsübliches Kaliumpermanganat. So wie einst B. Gates rief: „640 kB Speicher sind genug für alle!“, rufe ich jetzt: „Peroxid kann jeder titrieren!“ :). Obwohl meine Intuition mir sagt, dass, wenn man Wasserstoffperoxid in der Apotheke kauft und es nicht jahrzehntelang lagert, die Konzentrationsschwankungen wahrscheinlich ± 1% nicht übersteigen, werde ich dennoch die Prüfmethode darlegen, da die Reagenzien verfügbar und der Algorithmus recht einfach ist.
Wir überprüfen den verkauften Wasserstoffperoxid auf Reinheit
Wie man leicht erraten kann, werden wir die Überprüfung durch Titration durchführen. Die Methode ermöglicht es, Konzentrationen von 0,25 bis 50% ziemlich genau zu bestimmen.
Der Prüfungsalgorithmus ist wie folgt:
1. Wir bereiten eine 0,1 N Lösung von Kaliumpermanganat vor. Dazu lösen wir 3,3 Gramm Kaliumpermanganat in 1 l Wasser auf. Die Lösung erhitzen wir bis zum Kochen und kochen sie 15 Minuten.
2. Wählen Sie das erforderliche Volumen der zu untersuchenden Wasserstoffperoxid-Lösung aus (abhängig von der angenommenen Konzentration, d.h. wenn Sie 3 % hatten, ist es unrealistisch zu erwarten, dass es plötzlich 50 % beträgt):
Übertragen Sie das ausgewählte Volumen in ein Fläschchen und wiegen Sie es auf einer Waage (vergessen Sie nicht, die Tarafunktion zu drücken, um das Gewicht der Flasche nicht zu berücksichtigen).
3. Gießen Sie die Probe in einen 250 ml Messkolben (oder eine Babyflasche mit Volumenmarkierung) und füllen Sie bis zur Markierung („250“) mit destilliertem Wasser auf. Gut umrühren.
4. Gießen Sie 250 ml destilliertes Wasser in einen 500 ml Erlenmeyerkolben (das entspricht einer halben Liter-Flasche), fügen Sie 10 ml konzentrierte Schwefelsäure und 25 ml unserer Lösung aus Punkt 3 hinzu.
5. Tropfen Sie langsam (idealerweise mit einer Pipette, auf der die Volumenmarkierung angebracht ist) eine 0,1N Kaliumpermanganatlösung in unsere halbe Liter-Flasche aus Punkt 4. Ein Tropfen — umrühren, ein Tropfen — umrühren. Fahren Sie fort, bis die klare Lösung einen schwach rosa Farbton erhält. Durch die Reaktion wird Wasserstoffperoxid zersetzt und es entstehen Sauerstoff und Wasser, während Mangan (VI) im Kaliumpermanganat auf Mangan (II) reduziert wird.
5H2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 = 2KHSO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O
6. Berechnung der Konzentration unseres Wasserstoffperoxids: C H2O2 (masse.%) =[Volumen der Permanganatlösung in ml*0,1*0,01701*1000]/[Masse der Probe in Gramm, aus Punkt 2]
GEWINNEN!!!
Freie Überlegungen zur Stabilität bei der Lagerung
Wasserstoffperoxid wird als instabile Verbindung betrachtet, die zur Selbstzersetzung neigt. Die Zersetzungsrate steigt mit Temperatur, Konzentration und pH-Wert. Das allgemeine Prinzip lautet:
…kalte, verdünnte, saure Lösungen zeigen die beste Stabilität…
Die Zersetzung wird begünstigt durch: Temperaturerhöhung (bei jeder Erhöhung um 10 Grad Celsius erhöht sich die Geschwindigkeit um das 2,2-Fache; bei Temperaturen um 150 Grad zersetzen sich Konzentrate sogar explosiv, wie eine Lawine)Erhöhung des pH-Werts (insbesondere bei pH> 6–8)
Anmerkung zum Glas: Wasserstoffperoxid darf nur in glasflaschen aufbewahrt werden, wenn es angesäuert ist, da Glas die Eigenschaft hat, bei Kontakt mit reinem Wasser eine alkalische Umgebung zu erzeugen, was die Zersetzung beschleunigt.
Es beeinflusst die Zersetzungsgeschwindigkeit und das Vorhandensein von Verunreinigungen (insbesondere Übergangsmetallen wie Kupfer, Mangan, Eisen, Silber, Platin) sowie die Einwirkung von ultraviolettem Licht. In der Regel ist der Hauptgrund ein Anstieg des pH-Wertes und das Vorhandensein von Verunreinigungen. Im Durchschnitt verliert eine 30%ige Wasserstoffperoxidlösung etwa .
Zur Entfernung von Verunreinigungen kommen ultrafeine Filtrationsmethoden (Ausschluss von Partikeln) oder Chelatbildner zum Einsatz, die Metallionen binden. Als Chelatbildner können verwendet werden , kolloidales oder Natriumpolyphosphat (25–250 mg/l), Organophosphonate, Nitrate (+pH-Regulatoren und Korrosionshemmer), Phosphorsäure (+pH-Regulator), Natriumsilikat (Stabilisator).
Der Einfluss von ultraviolettem Licht auf die Zersetzungsgeschwindigkeit ist nicht so ausgeprägt wie der von pH oder Temperatur, spielt aber ebenfalls eine Rolle (siehe Abbildung):
Es ist zu erkennen, dass der molare Extinktionskoeffizient mit abnehmender Wellenlänge des ultravioletten Lichts steigt.
Der molare Extinktionskoeffizient ist ein Maß dafür, wie stark eine chemische Substanz Licht bei einer bestimmten Wellenlänge absorbiert.
Übrigens wird dieser Zersetzungsprozess, der durch Photonen initiiert wird, als Photolyse bezeichnet:
Photolyse (auch Photodissoziation und Photolyse genannt) ist eine chemische Reaktion, bei der eine chemische Substanz (anorganisch oder organisch) durch Photonen zerlegt wird, nachdem diese mit einem Zielmolekül interagiert haben. Jede Photon mit ausreichend Energie (höher als die Dissoziationsenergie der Zielbindung) kann die Zersetzung auslösen. Auch Effekte, die denen von Ultraviolettlicht ähnlich sind, können hervorgerufen werden durch Röntgenstrahlen und γ-Strahlen..
Was man insgesamt sagen kann: Wasserstoffperoxid sollte in einem undurchsichtigen Behälter aufbewahrt werden, am besten in braunen Flaschen, die überschüssiges Licht blockieren (obwohl „absorbiert“ != „sofort zersetzt“). Neben einem Röntgengerät sollte man die Flasche mit Wasserstoffperoxid ebenfalls nicht aufbewahren 🙂 Und von so etwas (UR 203Ex (?):
… von "“ sollte man Wasserstoffperoxid (und sich selbst, um ehrlich zu sein) auch fernhalten.
Es ist wichtig, dass der Behälter oder die Flasche aus "wasserstoffperoxidbeständigen" Materialien besteht, wie beispielsweise Edelstahl oder Glas (sowie einigen Kunststoffen und Aluminiumlegierungen). Eine Tabelle kann hilfreich sein (auch für Ärzte, die ihre Geräte sterilisieren möchten):
Die Legende der Tabelle ist wie folgt: A – ausgezeichnete Verträglichkeit, B – gute Verträglichkeit, geringfügige Einwirkungen (Mikrokorrosion oder Farbänderung), C – schwache Verträglichkeit (nicht für den langfristigen Gebrauch empfohlen, mögliche Verlust an Festigkeit usw.), D – keine Verträglichkeit (= nicht verwenden). Ein Strich bedeutet „Information fehlt“. Numerische Indizes: 1 – zufriedenstellend bei 22 °C, 2 – zufriedenstellend bei 48 °C, 3 – zufriedenstellend bei Verwendung in Dichtungen und Abdichtungen.
Sicherheitsvorkehrungen bei der Arbeit mit Wasserstoffperoxid
Jeder, der bis zu diesem Abschnitt gelesen hat, erkennt wahrscheinlich, dass Wasserstoffperoxid ein starkes Oxidationsmittel ist. Daher ist es unbedingt erforderlich, es von leicht entzündlichen/brennbares Material und Reduktionsmitteln fernzuhalten. H2O2 kann sowohl in reiner als auch in verdünnter Form bei Kontakt mit organischen Verbindungen bilden. Angesichts all dessen könnte man sagen, dass
Wasserstoffperoxid inkompatibel ist mit brennbaren Materialien, allen brennbaren Flüssigkeiten sowie Metallen und deren Salzen (nach abnehmender katalytischer Wirkung) — Osmium, Palladium, Platin, Iridium, Gold, Silber, Mangan, Kobalt, Kupfer, Blei.
Wenn wir über metallische Katalysatoren sprechen, muss man unbedingt auch erwähnen. Es ist nicht nur das dichteste Metall der Erde, sondern auch das beste bekannte Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid.
Die beschleunigende Wirkung des Zerfalls von Wasserstoffperoxid bei diesem Metall ist in Mengen zu beobachten, die nicht einmal mit jeder analytischen Methode nachgewiesen werden können. Um Wasserstoffperoxid sehr effektiv (3-5 Mal schneller als ohne Katalysator) in Sauerstoff und Wasser zu zerlegen, benötigt man lediglich 1 Gramm Osmium auf 1000 Tonnen Wasserstoffperoxid.
Anmerkung zum "explosiven Charakter": (ich wollte sofort "ich-Wasserstoffperoxid" schreiben, habe es aber nicht gewagt). Im Fall von Wasserstoffperoxid hat das kugelförmige Mädchen Sascha, das mit diesem Wasserstoffperoxid arbeiten muss, meist Angst vor Explosionen. Und im Prinzip ist in Alexandras Ängsten durchaus ein Sinn. Wasserstoffperoxid kann aus zwei Gründen explodieren. Erstens, weil in einem hermetisch verschlossenen Behälter die allmähliche Zersetzung von H2O2 zu einer Freisetzung und Anreicherung von Sauerstoff führt. Der Druck im Behälter wird steigen, steigen und schließlich BAM! Zweitens besteht die Wahrscheinlichkeit, dass bei Kontakt von Wasserstoffperoxid mit bestimmten Substanzen instabile Peroxidverbindungen entstehen, die durch Aufprall, Erwärmung usw. detonieren können. In dem großartigen fünfbändigen Werk Zu diesem Thema wurde so viel gesagt, dass ich beschlossen habe, es in einem Spoiler zu verstecken. Die Informationen sind anwendbar für konzentriertes Wasserstoffperoxid >= 30% und <50%:
Absolute Unverträglichkeit
explodiert bei Kontakt mit: Alkohole + Schwefelsäure, Acetal + Essigsäure + Erwärmung, Essigsäure + N-Heterocyclen (über 50 °C), aromatische Kohlenwasserstoffe + Trifluoressigsäure, Azelainsäure + Schwefelsäure (ca. 45 °C), tert-Butanol + Schwefelsäure, Carbonsäuren (Ameisensäure, Essigsäure, Weinsäure), Diphenyldiselenid (über 53 °C), 2-Ethoxyethanol + polyacrylamidgelee + Toluol + Erwärmung, Gallium + Salzsäure, Eisensulfat (II) + Salpetersäure + Carboxymethylcellulose, Salpetersäure + Ketone (2-Butanon, 3-Pentanone, Cyclopentanon, Cyclohexanon), stickstoffhaltige Basen (Ammoniak, Hydrazinhydrat, Dimethylhydrazin), organische Verbindungen (Glycerin, Essigsäure, Ethanol, Anilin, Chinolin, Cellulose, Kohlenstaub), organische Materialien + Schwefelsäure (insbesondere in engen Räumen), Wasser + sauerstoffhaltige organische Verbindungen (Acetaldehyd, Essigsäure, Aceton, Ethanol, Formaldehyd, Ameisensäure, Methanol, Propanol, Propanal), Vinylacetat, Alkohole + Zinnchlorid, Phosphor(V)-oxid, Phosphor, Salpetersäure, Antimonit, Trisulfid von Molybdän, Chlor + Kaliumhydroxid + Chlorosulfonsäure, Kupfersulfid, Eisensulfid (II), Ameisensäure + organische Verunreinigungen, Hydrogenselenid, Di- und Monoxid von Blei, Bleisulfid (II), Manganoxid (II), Quecksilber(I)-oxid, Disulfid von Molybdän, Natriiodat, Quecksilber(II)-oxid + Salpetersäure, Diäthylether, Ethylacetat, Thiourea + Essigsäure
entzündet sich bei Kontakt mit: Furfurylalkohol, pulverförmige Metalle (Magnesium, Zink, Eisen, Nickel), Holzspäne
heftige Reaktion mit: Aluminiumisopropoxid + Schwermetallsalze, Holzkohle, Steinkohle, Tetrahydroaluminat von Lithium, Alkalimetalle, Methanol + Phosphorsäure, ungesättigte organische Verbindungen, Zinn(II)-chlorid, Kobaltoxid, Eisenoxid, Bleihydroxid, Nickeloxid
Im Prinzip kann man, wenn man mit konzentriertem Wasserstoffperoxid respektvoll umgeht und nicht mit den oben genannten Substanzen kombiniert, jahrelang komfortabel arbeiten und muss sich um nichts sorgen. Aber Vorsicht ist besser, daher kommen wir zu den persönlichen Schutzausrüstungen.
PSA und Schadensbegrenzung
Die Idee, diesen Artikel zu schreiben, entstand, als ich beschloss, eine Notiz zu machen in , die sich mit der sicheren Handhabung von konzentrierten H2O2-Lösungen befasst. Glücklicherweise haben sich viele Leser Kanister mit Perhydrol zugelegt (für den Fall, dass „in der Apotheke nichts verfügbar ist“ / „wir bis zur Apotheke nicht kommen“) und haben sogar chemische Verbrennungen aus Unachtsamkeit erlitten. Daher bezieht sich der Großteil des Folgenden (und auch des Vorangegangenen) hauptsächlich auf Lösungen mit einer Konzentration über 6 %. Je höher die Konzentration, desto wichtiger ist das Vorhandensein von PSA.
Für eine sichere Arbeit benötigt man nur PVC-/Butylkautschuk-, Polyethylen-, Polyester- und andere Kunststoffhandschuhe zum Schutz der Hände, sowie eine Schutzbrille oder eine transparente Schutzmaske aus Polymermaterialien zum Schutz der Augen. Wenn Aerosole entstehen, ergänzen wir das Set mit einem Atemschutzgerät mit gegen Aerosole gerichteter Schutzwirkung (oder besser noch mit einem Aktivkohle-ABEK-Filterpatrone mit P3-Schutz). Bei der Arbeit mit schwachen Lösungen (bis 6 %) sind Handschuhe ausreichend.
Ich werde auf die "verheerenden Effekte" genauer eingehen. Wasserstoffperoxid ist eine mäßig gefährliche Substanz, die bei Kontakt mit Haut und Augen chemische Verbrennungen verursacht. Es ist schädlich bei Einatmen und Verschlucken. Siehe das Bild aus dem Sicherheitsdatenblatt ("Oxidationsmittel" - "Korrosiv" - "Reizend"):
Um nicht um den heißen Brei herumzureden – ich werde direkt darauf eingehen, was zu tun ist, wenn Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von >6% mit einem kugelförmigen Menschen ohne persönliche Schutzausrüstung in Kontakt gekommen ist.
Mit bei Kontakt mit der Haut – mit einem trockenen Tuch oder einem mit Alkohol getränkten Tupfer abwischen. Danach muss die betroffene Hautstelle mindestens 10 Minuten lang mit einem reichlichen Wasserstrahl gespült werden.
Mit bei Kontakt mit den Augen – Augen sofort weit öffnen und mindestens 15 Minuten lang mit schwachem Wasserstrahl (oder einer 2%igen Lösung von Backpulver) spülen. Einen Augenarzt aufsuchen.
Beim Verschlucken — reichlich Wasser trinken (einfache Wasser in Litern), Aktivkohle (1 Tablette pro 10 kg Körpergewicht), ein salzhaltiges Abführmittel (Magnesiumsulfat). Kein Erbrechen hervorrufen (Magenausspülung NUR durch einen Arzt mit Hilfe eines Schlauches, und kein „zwei Finger in den Mund“ wie gewohnt). Nichts durch den Mund an eine bewusstlose Person geben.
Überhaupt Das Verschlucken ist besonders gefährlich., da bei der Zersetzung im Magen eine große Menge Gas entsteht (zehnmal mehr Volumen als 3% Lösung), was zu einer Blähung des Bauches und zum Druck auf die inneren Organe führt. Dafür ist die Aktivkohle notwendig…
Während die Behandlung der gesundheitlichen Folgen schon mehr oder weniger klar ist, sollten wir auch ein paar Worte zur Entsorgung von überflüssigem/alten/unvorsichtig verschüttetem Wasserstoffperoxid verlieren.
… die Entsorgung von Wasserstoffperoxid erfolgt entweder a) durch Verdünnung mit Wasser und Ablass in die Kanalisation, oder b) durch Zersetzung mithilfe von Katalysatoren (Natriumpyrrosulfat usw.), oder c) durch Zersetzung durch Erhitzen (einschließlich Kochen).
Wie das alles aussieht, zeige ich am Beispiel. Nehmen wir an, ich habe versehentlich einen Liter 30% Wasserstoffperoxid im Labor verschüttet. Ich wische nichts auf, sondern streue die Flüssigkeit mit einer Mischung aus gleichen Mengen (1:1:1). +Sand+ (= „Bentonitfüllmaterial für Katzenstreu“). Dann befeuchte ich diese Mischung mit Wasser, bis sie eine Paste bildet, die ich mit einer Schaufel in einen Behälter sammle und in einen Eimer mit Wasser (zwei Drittel gefüllt) überführe. In diesen wassergefüllten Eimer füge ich dann allmählich eine Lösung von Natriumpyrosulfat mit 20% Überschuss hinzu. Um das Ganze zu neutralisieren, nach der Reaktion:
Na2S2O5 + 2H2O2 = Na2SO4 + H2SO4 + H2O
Wenn man die Bedingungen der Aufgabe einhält (ein Liter 30%ige Lösung), benötigt man zur Neutralisation 838 Gramm Pyrosulfat (mit Überschuss ergibt das ein Kilogramm Salz). Die Löslichkeit dieser Substanz in Wasser beträgt etwa 650 g/l, d.h. es werden ungefähr anderthalb Liter konzentrierter Lösung benötigt. Die Moral ist: Entweder verschütten Sie den Perhydrol nicht auf den Boden, oder verdünnen Sie ihn stärker, andernfalls werden Sie keine Neutralisatoren haben 🙂
Bei der Suche nach möglichen Ersatzstoffen für Pyrosulfat empfiehlt Kapitän Offensichtlich, Reagenzien zu verwenden, die bei der Reaktion mit Wasserstoffperoxid keine enormen Gasvolumina erzeugen. Dies könnte beispielsweise Eisen(II)-sulfat sein. Es wird in Baumärkten verkauft, sogar in Weißrussland. Zur Neutralisation von H2O2 wird eine mit Schwefelsäure angesäuerte Lösung benötigt:
2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O
Es kann auch Kaliumiodid verwendet werden (ebenfalls mit schwefeliger Säure angesäuert):
2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + 2H2O + K2SO4
Ich erinnere daran, dass alle Überlegungen auf der Aufgabenstellung basieren (30% Lösung). Wenn Sie Wasserstoffperoxid mit niedrigeren Konzentrationen (3–7%) verteilt haben, kann auch Kaliumpermanganat mit schwefeliger Säure verwendet werden. Selbst wenn dort Sauerstoff freigesetzt wird, kann er aufgrund der niedrigen Konzentrationen nicht viel bewirken, egal wie sehr er es möchte.
Über den Käfer
Ich habe ihn nicht vergessen, den guten Freund. Er wird als Belohnung für diejenigen dienen, die meine nächste Geschichte bis zum Ende gelesen haben. LongreadIch weiß nicht, ob sich der geschätzte Alexey JetHackers Statsenko aka vor 30 Jahren Gedanken über seine Jetpacks gemacht hat, aber ich hatte definitiv solche Gedanken. Besonders, als ich auf VHS die helle Disney-Märchenfilm "" (im Original Rocketeer).
Die Verbindung ist folgende. Wie ich bereits früher schrieb, hat Wasserstoffperoxid in hohen Konzentrationen (wie die inländische Marke W) mit hohem Reinheitsgrad (d.h. so genanntes High-Test Peroxide oder ) kann als Treibstoff in Raketen (und Torpedos) verwendet werden. Dabei kann es sowohl als Oxidator in Zweisatzmotoren (zum Beispiel als Ersatz für flüssigen Sauerstoff) als auch als sogenannter Monotreibstoff verwendet werden. Im letzteren Fall wird H2O2 in die „Brennkammer“ gepumpt, wo es auf einem metallischen Katalysator (jeder der zuvor in dem Artikel genannten Metalle, wie Silber oder Platin) zersetzt wird und unter Druck als Dampf mit einer Temperatur von etwa 600 °C aus der Düse austritt, was Schub erzeugt.
Das Interessante ist, dass ein ähnliches internes Design (Brennkammer, Düsen usw.) auch der kleine Käfer aus der Unterfamilie der Laufkäfer hat. so wird er offiziell genannt, aber sein inneres Design (Bild zu Beginn des Artikels) erinnert mich an das Gerät aus dem erwähnten Film von 1991 🙂.
Der Käfer wird Bombardierkäfer genannt, weil er in der Lage ist, mehr oder weniger gezielt kochende Flüssigkeit mit unangenehmem Geruch aus den Kammern im hinteren Teil seines Körpers abzufeuern.
Die Temperatur der Emission kann bis zu 100 Grad Celsius erreichen, während die Geschwindigkeit der Emission 10 m/s beträgt. Ein Schuss dauert zwischen 8 und 17 ms und besteht aus 4 bis 9 aufeinander folgenden Impulsen. Damit man nicht zum Anfang zurückspulen muss, wiederhole ich hier das Bild (es scheint aus einer Zeitschrift zu stammen) aus dem "gleichnamigen" Artikel).
Der Käfer produziert in seinem Inneren zwei "Komponenten eines Raketentriebswerks" (d.h. er ist schließlich kein "Mono-Treibstoff"). Ein starker Reduktionsmittel — (wurde früher als Entwickler in der Fotografie verwendet). Und ein starker Oxidationsmittel — Wasserstoffperoxid. Bei Bedrohung zieht der Käfer die Muskeln zusammen, die die beiden Reagenzien durch Ventilrohre in die Mischkammer drücken, die Wasser und eine Mischung aus Enzymen (Peroxidasen) enthält, die das Wasserstoffperoxid abbauen. In Kombination erzeugen die Reagenzien eine heftige exothermische Reaktion, die Flüssigkeit kocht und sich in Gas verwandelt (= „Annihilation“). Zusammengefasst kann man sagen, der Käfer kocht einen potenziellen Feind mit einem Strahl aus kochendem Wasser (aber für den ersten Raumantrieb ist das eindeutig unzureichend). Aber… Der Käfer kann zumindest als Illustration für den Abschnitt betrachtet werden Sicherheitsvorkehrungen bei der Arbeit mit Wasserstoffperoxid. Die Moral lautet:
%USERNAME%, seien Sie nicht wie ein Bombardierkäfer, mischen Sie Wasserstoffperoxid nicht ohne Verständnis mit einem Reaktivator! 🙂
Zusatz zut : „Es scheint, dass der Bombardierkäfer das Vorbild für den Plasma-Käfer aus ‚Starship Troopers‘ wurde. Er hat genau den Impuls (nicht den Schub!), um die erste kosmische Geschwindigkeit zu erreichen, und dieser Mechanismus entwickelte sich im Laufe der Evolution. Er wurde verwendet, um Sporen in die Umlaufbahn zu schleudern, um sein Verbreitungsgebiet zu erweitern, sowie als Waffe gegen die schwerfälligen Kreuzer des Gegners.“
Nun, da wir über den Käfer gesprochen und das Wasserstoffperoxid geklärt haben, lassen wir es dabei für den Moment.
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Der Nächste in der Warteschlange zur Überprüfung – Natriumdichloroisocyanurat und „Chlortabletten“.
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Verwendete Quellen
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Сборник важнейших официальных материалов по вопросам дезинфекции, стерилизации, дезинсекции, дератизации: В 5 т. / Информ.-изд. центр Госкомсанэпиднадзора Рос. Федерации, НИИ профилакт. токсикологии и дезинфекции; Под общ. ред. М. Г. Шандалы. — М.: ТОО «Рарогъ», 1994
Und ich hätte fast vergessen, eine Warnung für unachtsame Kollegen 🙂
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Quelle: habr.com
