Tema ovog članka se dugo nametala. Iako po želji čitatelja kanala , samo sam htio pisati o sigurnom radu s vodikovim peroksidom, ali na kraju, iz nejasnih (da, da!) razloga, nastao je još jedan dugački članak. Mješavina popsci, raketnog goriva, "koronavirusne dezinfekcije" i permanganatometrijske titracije. Kako ispravno čuvati vodikov peroksid, koje zaštitne mjere koristiti i kako se spasiti u slučaju trovanja — tražimo ispod.
p.s. buba s slike zapravo se zove “bombardier”. I također se negdje tamo izgubila među kemikalijama 🙂
posvećeno "djecom peroksida"…
Našim je braći vodikov peroksid jako prirastao srcu, oh kako je prirastao. Svaki put kada se susretnem s pitanjem poput „bočica s vodikovim peroksidom se napuhala. što učiniti?” o tome razmišljam. Primijetio sam, usput, da se to dovoljno često događa 🙂
Nije ni čudo što je vodikov peroksid (3% otopina) jedan od najomiljenijih “narodnih” antiseptika u post-sovjetskim prostorima. I za ranu politi, i vodu dezinficirati, i coronavirus uništiti (od nedavno). No, unatoč naizglednoj jednostavnosti i dostupnosti, ovaj reagens je prilično nejasan, o čemu ću dalje govoriti.
Prolazeći kroz biološke "vrhove"…
Sada je moderno sve s prefiksom eko-: ekološki proizvodi, ekološki šamponi, ekološke stvari. Kako sam shvatio, ljudi žele ovim pridjevima razlikovati biogene stvari (tj. koje se prirodno nalaze u živim organizmima) od isključivo sintetičkih stvari („tvrda kemija”). Stoga na početku malo uvoda koji se nadam da će naglasiti ekološki identitet vodikovog peroksida i pridobiti povjerenje naroda 🙂
Dakle, što je zapravo vodikov peroksid. To je najjednostavnija peroksidna tvar koja sadrži dva atoma kisika (spojeni su vezom -O-O-). Gdje postoji takva vrsta veze, tamo su i nestabilnosti, tamo su i atomarni kisik, i jaka oksidacijska svojstva i sve, sve, sve. No, unatoč strogoći atomarnog kisika, vodikov peroksid prisutan je u mnogim živim organizmima, uključujući i čovjeka. Stvara se u mikro količinama tijekom složenih biokemijskih procesa te oksidira proteine, membranske lipide i čak DNK (zbog nastajanja peroksidnih radikala). Naš organizam je tijekom evolucije naučio prilično efikasno se boriti s peroksidom. To čini pomoću enzima superoksid dismutaze, koji razgrađuje peroksidne spojeve do kisika i vodikovog peroksida, plus enzima koja peroksid pretvara u vodu i kisik bez puno truda.
Enzimi su divni u trodimenzionalnim modelima
Sakriveno pod spoilerom. Volim gledati na njih, ali možda nekome to ne bi bilo zanimljivo…
Usput, upravo zahvaljujući djelovanju katalaze, koja je prisutna u tkivima našeg tijela, krv “zakipi” prilikom obrade rana (o ranama će kasnije biti posebna napomena).
Vodikov peroksid ima i važnu “zaštitnu funkciju” unutar nas. Mnogi živi organizmi imaju tu zanimljivu organelu (strukturu potrebnu za funkcioniranje žive stanice) kao . Ove strukture predstavljaju lipidne mjehuriće unutar kojih se nalazi kristalno-slična jezgra, sastavljena od bioloških cjevastih "". Unutar jezgre odvijaju se razni biokemijski procesi, kao rezultat kojih se od kisika iz zraka i složenih organskih spojeva lipidne prirode formira… vodikov peroksid!
No ovdje je najzanimljivije za što se zatim taj peroksid koristi. Na primjer, u stanicama jetre i bubrega, nastali H2O2 koristi se za razgradnju i neutralizaciju toksičnih tvari koje ulaze u krv. Acetaldehid, koji nastaje tijekom metabolizma alkoholnih pića () — to su također zasluga naših malih neumornih radnika peroksisoma, i “majke” vodikovog peroksida.
Da sve ne izgleda tako ružičasto s peroksidima, iznenada podsjećam na mehanizam djelovanja zračenja na živo tkivo. Molekuli bioloških tkiva apsorbiraju energiju zračenja i postaju ionizirani, tj. prelaze u stanje koje pogoduje stvaranju novih spojeva (najčešće potpuno nepotrebnih za organizam). Najčešće i najjednostavnije ionizaciji podliježe voda, što dovodi do njenog . U prisutnosti kisika, pod utjecajem ionizirajućeg zračenja, nastaju različiti slobodni radikali (OH- i slični) i peroksidni spojevi (posebice H2O2).
Stvoreni peroksidi aktivno reagiraju s kemijskim spojevima organizma. Iako, ako uzmemo kao primjer ponekad nastali nadperoksidni anjon (O2-), valja napomenuti da se ovaj ion može stvoriti i u normalnim uvjetima, u potpuno zdravom organizmu, bez slobodnih radikala i našeg imunološkog sustava ne bi mogli uništiti bakterijske infekcije. Dakle, potpuno bez ovih nije moguće — oni prate biogene reakcije oksidacije. Problem nastaje kada ih postane previše.
Baš za borbu protiv “previše” peroksidnih spojeva izumio je čovjek stvari poput antioksidanata. Oni inhibiraju procese oksidacije složene organske tvari s stvaranjem peroksidnih i sličnih slobodnih radikala te tako smanjuju razinu .
Oksidativni stres je proces oštećenja stanice uslijed oksidacije (= u organizmu je previše slobodnih radikala)
Iako u suštini, ova spoj ne donose ništa novo, naspram onoga što već postoji, tj. “unutarnjih antioksidanata” — nadperoksiddismutaze i katalaze. Osim toga, pri pogrešnoj upotrebi sintetički antioksidanti ne samo da ne pomažu, već mogu još i pojačati taj oksidativni stres.
Napomena o “peroksidu i ranama”. Unatoč tome što je vodikov peroksid redoviti član kućnih (i radnih) kutija prve pomoći, postoje podaci koji govore da upotreba H2O2 sprečava zacjeljivanje rane i uzrokuje stvaranje ožiljaka, jer peroksid Pozitivan učinak imaju samo vrlo niske koncentracije (0,03% otopina, što znači da treba razrijediti 3% ljekarničke 1:100), i to samo pri jednom primjenu. Usput, "koronavirus ready" 0,5% otopina također . Tako da, kako kažu, vjeruj, ali provjeri.
Peroksid vodika u domaćinstvu i "protiv koronavirusa"
Ako peroksid vodika može čak i etanol u jetri pretvoriti u acetaldehid, čudno bi bilo ne iskoristiti ta njezina divna oksidacijska svojstva u svakodnevnom životu. Ona se koristi u takvim proporcijama:
Polovina cijele proizvodnje peroksida vodika iz kemijske industrije ide za izbjeljivanje celuloze i raznih vrsta papira. Drugo mjesto (20%) po potražnji zauzima proizvodnja raznih izbjeljivača na bazi anorganskih peroksida (perkarbonat natrija, perborat natrija itd.). Ovi peroksidi (često u kombinaciji s za smanjenje temperature izbjeljivanja, jer peroksosoli ne djeluju na temperaturama ispod 60 stupnjeva) koriste se u raznim “Persol” itd. (detaljnije se može pogledati ). Sljedeće je, s malim zaostatkom, izbjeljivanje tkanina i vlakana (15%) i pročišćavanje vode (10%). I naposljetku, dio koji ostaje — ravnomjerno se dijeli između isključivo kemijskih stvari i korištenja peroksida vodika u medicinske svrhe. O tome ću detaljnije jer će vjerojatno pandemija koronavirusa promijeniti brojke na dijagramu (ako već nije promijenila).
Peroksid vodika aktivno se koristi za sterilizaciju raznih površina (uključujući kirurške instrumente), a u posljednje vrijeme i u obliku pare (tzv. — plinoviti peroksid vodika) za sterilizaciju prostora. Na slici ispod primjer je takvog generatora pare peroksida. Vrlo perspektivan smjer, koji još nije dosegao domaće bolnice...
Općenito, vodikov peroksid pokazuje visoku učinkovitost dezinfekcije protiv širokog spektra virusa, bakterija, kvasaca i bakterijskih spora. Treba napomenuti da za složene mikroorganizme, zbog prisutnosti enzima koji razgrađuju peroksid (tzv. peroksidaze, čiji je posebni slučaj upravo spomenuta katalaza), može doći do tolerancije (~otpornosti). Ovo je posebno karakteristično za otopine s koncentracijom ispod 1%. Međutim, protiv 3%, a pogotovo 6–10% ne može se opstati ni od virusa ni od bakterijskih spora.
Vodikov peroksid, uz etanol i izopropilni alkohol i natrijev hipohlorit, ulazi u popis "životno važnih" hitnih antiseptika za dezinfekciju površina od COVID-19. I ne samo od COVID-19. Na početku cijele koronaviirusne pandemije mi smo s čitateljima aktivno koristili preporuke iz . Preporuke su primjenjive na koronaviruse u cjelini, kao i na COVID-19 posebno. Tako da preporučujem da članak preuzmete i isprintate (za one koji se ovom pitanjem bave).
Važna tablica za mladog dezinfektologa
Tijekom vremena koje je prošlo od početka epidemije, nije se mnogo promijenilo u pogledu radnih koncentracija. Međutim, promijenilo se, na primjer, u vezi s oblikima u kojima se može koristiti vodikov peroksid. Ovdje bih odmah volio spomenuti dokument s sastavima preporučenih sredstava za dezinfekciju. Ovaj put me u tom popisu tradicionalno zanimaju maramice (tradicionalno, jer mi se dezinfekcijske maramice sviđaju, natrij hipohloritne sam , i 100% sam zadovoljan). U ovom slučaju zanima me takav američki proizvod kao Oxivir Wipes ili njegov analog Oxivir 1 Wipes) od tvrtke Diversey Inc.
U aktivnim sastojcima navedeno je vrlo malo:
Hidrogen peroksid 0,5%
Jednostavno i sa stilom. No, onima koji žele ponoviti takav sastav i natopiti svoje custom vlažne maramice, reći ću da osim vodikovog peroksida u otopini natapanja postoje i:
Fosforna kiselina (stabilizator) 1–5%
2-hidroksibenzojeva kiselina (salicilna kiselina) 0,1–1,5%
Zašto svi ti "dodaci" bit će jasno kada dođete do odjeljka o stabilnosti.
Osim sastava, želio bih podsjetiti da se kaže o spomenutim Oxivir. Nema ništa suštinski novog (u odnosu na prvu tablicu), ali mi se svidjela paleta dezinfikovanih virusa.
Koje viruse peroksid može savladati
I ne bih bio ja, da još jednom ne podsjetim na izloženost tokom obrade. Kao i ranije (=kao i uvijek) preporučuje se da prilikom brisanja vlažnim maramicama sve čvrste, NEporozne površine ostanu vizualno vlažne najmanje 30 sekundi (a bolje minuta!) za deaktivaciju svega i svačega (pa i vašeg COVID-19).
Peroksid vodika kao hemikalija
Obradili smo sve oko toga, sada je vrijeme za pisanje o peroksidu vodika, iz perspektive hematičara. Srećom, ovo pitanje (a ne kako peroksisoma izgleda) najčešće zanima neiskusnog korisnika koji je odlučio koristiti H2O2 za svoje potrebe. Počnimo s trodimenzionalnom strukturom (kako je ja vidim):
Kako strukturu vidi djevojčica Saša koja se boji da bi peroksid mogao eksplodirati (više o tome kasnije)
„trčeća kokoška iznad“
Čisti peroksid je prozirna (s plavičastim nijansom za visoke koncentracije) tečnost. Gustina razrijeđenih otopina bliska je gustini vode (1 g/cm3), dok su koncentrirane više guste (35% — 1,13 g/cm3…70% — 1,29 g/cm3 itd.). Prema gustoći (uz prisustvo areometara) može se relativno precizno odrediti koncentracija vašeg otopina (informacija iz ).
Domaći tehnički peroksid vodika može biti tri vrste: A=koncentracija 30–40%, B=50–52%, C=58–60%. Često se sreće naziv „perhidrol“ (nekada je čak postojala izreka „perhidrol plavuša“). U suštini, to je “marka A”, tj. otopina peroksida vodika s koncentracijom oko 30%.
Napomena o izbeljivanju. Kada smo se prisjetili plavuša, može se primijetiti da se kao izbeljivački sastav za “opergidrolivanje” kose koristila razrijeđena peroksid vodika (2–10%) i amonijačni alkohol. Sada se to već rijetko praktikuje. Međutim, često se sreće izbeljivanje zuba peroksidom. Usput, izbeljivanje kože ruku nakon kontakta s peroksidom — to je također svojevrsno “opergidrolivanje”, uzrokovano hiljadama , tj. začepljenja kapilara koja nastaju prilikom raspadanja peroksida mjehurićima kisika.
Medicinski tehnički peroksid postaje kada se vodi, bez soli, doda peroksidu koncentracije 59–60%, razrjeđujući koncentrat do potrebne razine (3% u domaćim prostorima, 6% u SAD-u).
Osim gustoće, važan parametar je razina pH. Peroksid vodika je slaba kiselina. Na slici u nastavku prikazana je povezanost pH otopine peroksida vodika s masenom koncentracijom:
Što je razrijeđenija otopina, to joj je pH bliži pH vode. Minimalni pH (= najkiseliji) javlja se pri koncentracijama od 55–65 % (označeno kao B prema domaćoj klasifikaciji).
Iako se ovdje, s teškim srcem, mora naglasiti da pH ne može poslužiti kao kvantitativna mjera koncentracije iz nekoliko razloga. Prvo, praktički sav suvremeni peroksid dobiva se oksidacijom antrakinona. U tom procesu nastaju kiseli nusproizvodi koji mogu ući u gotovi peroksid. To jest, pH se može razlikovati od onog koji je naveden u gornjoj tablici ovisno o stupnju čistoće H2O2. Izuzetno čisti peroksid (na primjer, onaj koji se koristi za raketno gorivo i o kojem ću još posebno govoriti) ne sadrži nečistoće. Drugo, kiselinski stabilizatori često se dodaju komercijalnom peroksidu vodika (peroksid je stabilniji pri niskim pH), što može “podmazati” očitanja. I treće, stabilizatori-helati (koji vežu nečistoće metala, o njima više dolje) također mogu biti alkalni ili kiseli i utjecati na pH konačne otopine.
Najbolji način za određivanje koncentracije je (). Metoda je potpuno ista, ali svi reagensi potrebni za izvođenje ispitivanja su lako dostupni. Potrebna je koncentrirana sumporna kiselina (elektrolit za akumulatore) i obična kalijeva permanganat. Kao što je nekad povikao B. Gates: “640 kB memorije je dovoljno svima!”, tako i ja sada uzvikujem “Titriranje peroksida može svatko!” :). Iako mi intuicija govori da, ako kupujete vodikov peroksid u ljekarni i ne skladištite ga desetljećima — oscilacije koncentracije vjerojatno neće prelaziti ± 1%, svejedno ću izložiti metodu provjere, s obzirom da su reagensi dostupni i postupak dovoljno jednostavan.
Provjeravamo prodajni vodikov peroksid na kvalitetu
Kao što se može naslutiti, provjeravat ćemo pomoću titracije. Metoda omogućava prilično precizno određivanje koncentracija od 0,25 do 50%.
Algoritam provjere je sljedeći:
1. Pripremamo 0,1N otopinu kalijevog permanganata. Za to rastvaramo 3,3 grama kalijevog permanganata u 1 l vode. Otopinu zagrijavamo do vrenja i kuhamo 15 minuta.
2. Uzimamo potrebnu količinu ispitivanog peroksida (ovisno o pretpostavljenoj koncentraciji, tj. ako ste imali 3%, glupo je očekivati da će odjednom biti 50%):
Prenosimo izabranu količinu u bočicu i vagamo na vagi (ne zaboravite pritisnuti tipku Tare kako ne biste računali težinu same boce)
3. Prelijevamo naš uzorak u mjernu posudu od 250 ml (ili dječju bočicu s oznakom volumena) i dodajemo do oznake (“250”) destiliranu vodu. Promiješamo.
4. U konusnu posudu od 500 ml (= “pololitarska boca”) ulijevamo 250 ml destilirane vode, dodajemo 10 ml koncentrirane sumporne kiseline i 25 ml naše otopine iz točke 3.
5. Kapamo po kap (poželjno iz pipete na kojoj je nanesena oznaka volumena) otopinu 0,1N kalijevog permanganata u našu pololitarsku bocu iz točke 4. Kapnuli — promiješali, kapnuli — promiješali. Tako nastavljamo dok prozirna otopina ne dobije blijedo ružičasti nijansu. Kao rezultat reakcije, peroksid se razlaže stvarajući kisik i vodu, a mangan (VI) u kalijevom permanganatu se reducira u mangan (II).
5H2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 = 2KHSO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O
6. Izračunavamo koncentraciju našeg peroksida: C H2O2 (mas.% ) = [Volumen otopine kalijevog permanganata u ml * 0,1 * 0,01701 * 1000] / [masa uzorka u gramima, iz točke 2]
PROFIT!!!
Slobodno razmišljanje o stabilnosti pri skladištenju
Peroksid se smatra nestabilnim spojem koji je sklon spontanom razlaganju. Brzina razlaganja povećava se s porastom temperature, koncentracije i pH. Odnosno, općenito važi pravilo:
…hladne, razrijeđene, kiseline otopine pokazuju najbolju stabilnost…
Razgradnji pridonosi: povećanje temperature (povećanje brzine za 2,2 puta na svake 2 stupnja Celzija, a pri temperaturi oko 150 stupnjeva koncentrati se uopće lavinasto razgrađuju s eksplozijom), povećanje pH (posebno pri pH > 6–8)
Napomena o staklu: skladištenje u staklenim bocama moguće je samo za zakiseljeni peroksid, jer staklo ima svojstvo pri kontaktu s čistom vodom stvarati alkalno okruženje, što će ubrzati razgradnju.
Na brzinu razlaganja utječe i prisutnost nečistoća (posebno prijelaznih metala poput bakra, mangana, željeza, srebra, platine), kao i izloženost ultraljubičastom svjetlu. Najčešće je glavni kompleksni uzrok to što raste pH i prisutnost nečistoća. U prosjeku, pri uvjetima 30% peroksid vodika gubi otprilike .
Za uklanjanje nečistoća koriste se ultrafina filtracija (isključivanje čestica) ili kelati (kompleksni tvorioci) koji vežu metalne iona. Kao kelati mogu se koristiti , kolloidni ili natrijev pirofosfat (25–250 mg/l), organofosfonati, nitrati (+regulatori pH i inhibitori korozije), fosforna kiselina (+regulator pH), natrijev silikat (stabilizator).
Utjecaj ultraljubičastog svjetla na brzinu razlaganja nije toliko izražen kao za pH ili temperaturu, ali ima svoje mjesto (vidi sliku):
Vidljivo je da koeficijent molekularne ekstenzije raste s smanjenjem valne duljine ultraljubičastog svjetla.
Koeficijent molarne ekstenzije karakterističan je za to koliko snažno kemijski spoj apsorbira svjetlost na zadanoj valnoj duljini.
Usput, ovaj proces razgradnje, pokrenut fotonima, naziva se fotoliza:
Fotoliza (poznata i kao fotodisocijacija i foto-razlaganje) predstavlja kemijsku reakciju u kojoj se kemijski spoj (neorganski ili organski) razdvaja fotonima nakon njihove interakcije s ciljanom molekulom. Razlaganje može izazvati bilo koji foton s dovoljnom energijom (večom od energije disocijacije ciljne veze). Efekt sličan efektu ultraljubičastog svjetla mogu imati također rendgenski zraci i γ-zraci.
Što se može reći u cjelini. To je da se peroksid treba čuvati u neprozirnim spremnicima, a najbolje u bocama od smeđeg stakla koje blokiraju suvišne svjetlosti (usprkos tome što „apsorbira“ != „odmah razlaže“). Boca s peroksidom također se ne bi trebala držati blizu rendgenskog aparata 🙂 Pa i od ovakvog (UR 203Ex (?):
… od "" peroksid (a i sebe samoga, budimo iskreni) također treba držati podalje.
Važno je da osim neprozirnosti, spremnik/boca treba biti od "peroksid-otpornog" materijala, poput nehrđajućeg čelika ili stakla (te + neki plastike i aluminijski leguri). Za orijentaciju može poslužiti tablica (korisna i za liječnike koji planiraju obraditi svoju opremu):
Legenda tablice je sljedeća: A — odlična kompatibilnost, B — dobra kompatibilnost, neznatno djelovanje (mikrokorozija ili promjena boje), C — slaba kompatibilnost (nije preporučeno za dugotrajnu upotrebu, moguća gubitak čvrstoće itd.), D — kompatibilnost ne postoji (=ne smije se koristiti). Crtica označava "informacija nedostaje". Digitalni indeksi: 1 — zadovoljavajuće pri 22° C, 2 — zadovoljavajuće pri 48° C, 3 — zadovoljavajuće, pri upotrebi u brtvama i pečatima.
Sigurnosna pravila pri radu s vodikovim peroksidom
Svima koji su do ovog dijela došli, vjerojatno je jasno da je peroksid snažni oksidans, što znači da ga je izuzetno važno čuvati daleko od zapaljivih/žestokih tvari i reduktora. H2O2, kako u čistom, tako i u razrijeđenom obliku, može stvarati pri kontaktu s organskim spojevima. Uzimajući u obzir sve gore navedeno, može se napisati ovako
Peroksid vodika nije kompatibilan sa zapaljivim materijalima, bilo kojim zapaljivim tekućinama i metalima te njihovim solima (u opadajućem redoslijedu katalitičkog djelovanja) — osmij, paladij, platina, iridij, zlato, srebro, mangan, kobalt, bakar, olovo.
Govoreći o metalnim katalizatorima razlaganja, ne možemo izostaviti To nije samo najgušći metal na Zemlji, već je i najbolje oružje za razlaganje peroksida vodika.
Efekt ubrzanja razlaganja peroksida vodika za ovaj metal opaža se u količinama koje se ne mogu otkriti svakom analitičkom metodom — za vrlo efikasno (3-5 puta u odnosu na peroksid bez katalizatora) razlaganje peroksida na kisik i vodu potreban je samo 1 gram osmija na 1000 tona peroksida vodika.
Napomena o "eksplozivnoj prirodi": (odmah sam htio napisati “ja-peroksid”, ali sam se ustručavao). U slučaju peroksida vodika, sferna djevojčica Saša, koja često radi s tim peroksidom, najčešće se boji eksplozije. I u načelu, u strahovima Aleksandre ima zdravog razuma. Naime, peroksid može eksplodirati iz dva razloga. Prvo, zbog toga što će se u hermetičkom kontejneru postupno razlagati H2O2, uz oslobađanje i nakupljanje kisika. Pritisak unutar kontejnera će rasti, rasti i na kraju BUM! Drugo, postoji mogućnost da će, pri kontaktu peroksida vodika s nekim tvarima, doći do formiranja nestabilnih peroksidnih spojeva, koji mogu detonirati uslijed udarca, zagrijavanja itd. U sjajnom petotomniku o tome je rečeno toliko da sam to čak odlučio sakriti pod spoiler. Informacije se primjenjuju za koncentrirani peroksid vodika >= 30% i <50%:
Apsolutna inkompatibilnost
eksplodira pri kontaktu s: alkoholi + sumporna kiselina, acetali + octena kiselina + zagrijavanje, octena kiselina + N-heterocikli (iznad 50 °C), aromatski ugljikovodici + trifluoracetatna kiselina, azelainska kiselina + sumporna kiselina (oko 45 °C), terc-butanol + sumporna kiselina, karboksilne kiseline (mravlja, octena, vinska), difenildiselenaid (iznad 53 °C), 2-etoksietanol + poliakrilamidni gel + toluen + zagrijavanje, galij + kloridna kiselina, sulfati željeza (II) + dušična kiselina + karboksimetilceluloza, dušična kiselina + ketoni (2-butanon, 3-pentanone, ciklopentanon, cikloheksanon), dušikovi spojevi (amonijak, hidratzin hidrat, dimetilhidrazin), organski spojevi (glicerin, octena kiselina, etanol, anilin, kinolin, celuloza, ugljena prašina), organski materijali + sumporna kiselina (posebice u ograničenom prostoru), voda + kisik sadržeća organska tvar (acetaldehid, octena kiselina, aceton, etanol, formaldehid, mravlja kiselina, metanol, propanol, propanale), vinilacetat, alkoholi + stanje tinjca, fosforov oksid (V), fosfor, dušična kiselina, antimunit, trisulfid arsenika, klor + hidroksid kalija + klorosulfonska kiselina, sulfidi bakra, sulfidi željeza (II), mravlja kiselina + organska zagađenja, selenid vodika, di- i monoksid olova, sulfid olova (II), dioksid mangana, oksid žive (I), disulfid molibdena, natrijev jodat, oksid žive (II) + dušična kiselina, dietil eter, etilacetat, tiom urea + octena kiselina
zapali se pri kontaktu s: furfuril alkoholom, u prahu metali (magnezij, cink, željezo, nikal), drvene strugotine
burno reagira s: izopropoksid aluminija + soli teških metala, drveni ugljen, kamenac, tetrahidroaluminat litija, alkalni metali, metanol + fosforna kiselina, nezasićena organska spoja, klorid olova (II), oksid kobalta, oksid željeza, hidroksid olova, oksid nikla
U načelu, ako se s koncentriranom peroksidom postupa s poštovanjem, i ne miješa s navedenim tvarima, može se godinama raditi bez straha. No, sigurnost je važna, zato prelazimo na sredstva lične zaštite.
SIZ i sanacija posljedica
Ideja za pisanje ovog članka proizašla je kada sam odlučio napraviti bilješku u , koji se bavi pitanjima sigurnog rada s koncentriranim otopinama H2O2. Na sreću, mnogi čitatelji nabavili su kanistre s perhidrolom (za slučaj "ništa nema u ljekarni"/"nećemo stići do ljekarne") i čak su imali nesreću dobiti kemijske opekline. Stoga se veći dio onoga što je napisano u nastavku (pa i gore) odnosi uglavnom na otopine s koncentracijom iznad 6%. Što je veća koncentracija — to je važnije nošenje osobne zaštitne opreme.
Za siguran rad, kao sredstva osobne zaštite, potrebne su rukavice od polivinilklorida/butil kaučuka, polietilena, poliester i drugih plastika za zaštitu ruku, naočale ili zaštitne maske od prozirnih polimernih materijala za zaštitu očiju. Ako se formiraju aerosoli — dodajemo respirator s protiv-aerosolnom zaštitom (a najbolje je koristiti ugljene ABEK filtre s P3 zaštitom). Prilikom rada s blagim otopinama (do 6%) dovoljne su rukavice.
O "kontaktnim efektima" ću se detaljnije osvrnuti. Peroksid vodika je umjereno opasna tvar, pri kontaktu s kožom i očima uzrokuje kemijske opekline. Štetan je pri udisanju i gutanju. Vidi sliku iz SDS-a ("Oxidizer" - "Corrosive" - "Irritant"):
Da ne bih okolišao — odmah ću napisati što učiniti ako peroksid vodika s koncentracijom >6% dođe u kontakt s nekim sfernim čovjekom bez osobne zaštitne opreme.
Tijekom kontakt s kožom — obrisati suhom krpom ili vatom natopljenom alkoholom. Zatim je potrebno obilno isprati oštećenu kožu mlazom vode tijekom 10 minuta.
Tijekom kontakt s očima — odmah isprati otvorene oči, kao i pod kapcima slabim mlazom vode (ili 2% otopinom kuhinjske soli) najmanje 15 minuta. Obavezno se obratiti oftalmologu.
Pri gutanju — obilno piti (= obična voda u litrama), aktivni ugljen (1 tableta na 10 kg tjelesne težine), slani laksativ (magnezijev sulfat). Ne izazivati povraćanje (= ispiranje želuca SAMO od strane liječnika, uz pomoć sonde, bez uobičajenih "dva prsta u usta"). Ne davati ništa na usta osobi bez svijesti.
Uopće gutanje je posebno opasno, jer pri razgradnji u želucu nastaje velika količina plinova (10 puta veći volumen 3% otopine), što dovodi do nadutosti i pritiska na unutarnje organe. Za to je potreban aktivni ugljen…
Ako je s liječenjem posljedica za organizam sve više-manje jasno, treba još reći nekoliko riječi o odlaganju viška/stare/prolivene peroksidne kiseline zbog neiskustva.
… odlaganje peroksidne kiseline može se provesti ili a) razrjeđivanjem vodom i ispuštanjem u kanalizaciju, ili b) razgradnjom uz pomoć katalizatora (natrijev pirozulfid i sl.), ili v) razgradnjom zagrijavanjem (uključujući kuhanje)
Kako to sve izgleda na primjeru. Na primjer, u laboratoriju sam slučajno prolio litru 30% peroksidne kiseline. Ništa ne brišem, već posipam tekućinu mješavinom jednake količine (1:1:1) + pijeska + (= "bentonitni punjač za posude"). Zatim ovu mješavinu navlažim vodom do stvaranja kaše, kašu skupljam lopaticom u kontejner i premještam u kantu s vodom (napunjena do dvije trećine). I već u kantu s vodom postupno dodajem otopinu natrijevog pirozulfida s 20% viška. Da sve to neutraliziram prema reakciji:
Na2S2O5 + 2H2O2 = Na2SO4 + H2SO4 + H2O
Ako se poštuju uvjeti zadatka (litra 30% otopine), ispada da za neutralizaciju treba 838 grama pirozulfida (uz višak ispadne kilogram soli). Otopivost ove tvari u vodi je ~ 650 g/l, tj. otprilike jedna i pol litre koncentrirane otopine bit će potrebne. Moral je sljedeći — ili ne prolijevajte perhidrol po podu, ili ga razrijedite jače, inače nećete skupiti neutralizatore 🙂
U potrazi za mogućim zamjenama za pirozulfid, Kapetan Očiglednost preporučuje korištenje onih reagensa koji pri reakciji s peroksidnom kiselinom ne daju velike količine plina. To može biti, na primjer, željezni(II) sulfat. Prodaje se u trgovinama i čak u RB. Za neutralizaciju H2O2 potrebna je otopina zakiseljena sumpornom kiselinom:
2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O
Može se koristiti i kalijev jodid (također zakiseljen sumpornom kiselinom):
2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + 2H2O + K2SO4
Podsjetit ću da se svi rasprave temelje na uvodnim zadatcima (30% r-r), ako ste razrijedili vodikov peroksid u nižim koncentracijama (3–7%), možete koristiti i kalijev permanganat zakiseljen sulfatnom kiselinom. Čak i ako se kisik oslobađa, zbog niskih koncentracija "neće moći napraviti probleme" ni uz sav trud.
O žoharu
A ja nisam zaboravio na njega, dragi. Bit će kao nagrada onima koji su pročitali još jedan moj longread. Ne znam je li se prije 30 godina cijenjeni Aleksej JetHackers Stacenko aka razmišljao o svojim raketnim ruksacima, ali ja sam sigurno imao takve misli. Osobito kada sam na VHS kazeti pregledavao (ili ponovno pregledavao) divnu Disneyevu bajku-film “” (u originalu Rocketeer).
Veza ovdje je sljedeća. Kao što sam ranije spomenuo, vodikov peroksid visokih koncentracija (poput domaće marke B) s visokim stupnjem pročišćenja (napomena — tzv. high-test peroxide ili ) može se koristiti kao gorivo u raketama (i torpedima). Pritom se može koristiti i kao oksidans u dvo-komponentnim motorima (na primjer, kao zamjena za tekući kisik), kao i u obliku tzv. monogoriva. U potonjem slučaju, H2O2 se pumpa u “komoru za izgaranje”, gdje se razlaže na metalnom katalizatoru (bilo kojem od metala spomenutih ranije u članku, poput srebra ili platine) i pod pritiskom, kao para s temperaturom oko 600 °C, izlazi iz mlaznice, stvarajući potisak.
Najzanimljivije je da isto takvo unutarnje uređenje (“komora za izgaranje”, mlaznice itd.) ima u svom tijelu mali žohar iz potporodice žižaka. tako se zove službeno, ali meni njegovo unutarnje uređenje (=slika na početku članka) podsjeća na uređaj iz spomenutog filma iz 1991. godine 🙂
Bombarder se zove jer je sposoban više ili manje precizno ispaljivati iz žlijezda u stražnjem dijelu trbuha kipuću tekućinu s neugodnim mirisom.
Temperatura ispuha može doseći 100 stupnjeva Celzija, a brzina ispuha 10 m/s. Jedno ispaljivanje traje od 8 do 17 ms i sastoji se od 4–9 neposredno uzastopnih impulsa. Kako ne biste morali vraćati na početak, ponovit ću ovdje sliku (izgleda da je uzeta iz časopisa iz «istoimene» članka).
Žižak proizvodi unutar sebe dva "komponenta raketnog goriva" (tj. nije "monogorivni"). Jak reducirajući agens — (ranije korišten kao razvijač u fotografiji). I jak oksidant — vodikov peroksid. Kada je u opasnosti, žižak kontrahira mišiće koji izbacuju dva reagensa kroz ventilne cijevi u mješovitu komoru koja sadrži vodu i smjesu enzima (peroksidaza) koji razgrađuju vodikov peroksid. U kombinaciji, reagensi daju burnu egzotermičnu reakciju, tekućina vrije i prelazi u plin (= "aniilacija"). Ukratko, žižak kuha potencijalnog neprijatelja mlazom kipuće vode (ali za prvu svemirsku potisak očito nije dovoljno). No... barem se žižak može smatrati ilustracijom za odjel Sigurnosna pravila pri radu s vodikovim peroksidom. Pouka je sljedeća:
%USERNAME%, ne budi kao žižak-bombarder, nemoj miješati bez razumijevanja vodikov peroksid s reducirajućim agensom! 🙂
Dopuna ot : «Izgleda da je zemaljski žižak-bombarder postao uzor plazma žižaku iz "Zvjezdanog desanta". Tamo ima dovoljno impulsne sile (ne potiska!) za dostizanje prve svemirske brzine, mehanizam se razvio tijekom evolucije i korišten je za ispaljivanje spora u orbitu kako bi proširio stanište, a također je bio koristan kao oružje protiv tromih kruzera neprijatelja»
Evo, ispričao sam o žižaku i razjasnio peroksid. Ovdje ćemo se trenutno zaustaviti.
Važno! Sve ostalo (uključujući raspravu o bilješkama, privremene skice i apsolutno sve moje objave) može se pronaći na Telegram kanalu . Pratite i budite u toku s najavama.
Sljedeći na redu za razmatranje — natrijev dikhloizocijanurat i "klor tablete".
Zahvale: autor izražava duboku zahvalnost svim aktivnim sudionicima zajednice LAB-66 — ljudima koji aktivno financijski podržavaju naš "naučno-tehnički kutak" (= Telegram kanal), naš chat (i stručnjake u njemu, koji pružaju 24/7 (!!!) tehničku podršku), i konačnog samog autora. Hvala vam na svemu, ljudi, od !
"osmijum katalizator" za rast i razvoj gore spomenute zajednice: ===>
1. MasterCard 5536 0800 1174 5555
2. Yandex novac
3. WebMoney 650377296748
4. kripto BTC: 3QRyF2UwcKECVtk1Ep8scndmCBoRATvZkx, ETH: 0x3Aa313FA17444db70536A0ec5493F3aaA49C9CBf
5. Postani
Korišteni izvori
Šandala M.G. Aktualna pitanja opće dezinfektologije. Izabrana predavanja. — M.: Medicina, 2009. 112 str.
Lewis, R.J. Sr. Opasna svojstva industrijskih materijala Sax. 12. izdanje. Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. 2012., str. V4: 2434
Haynes, W.M. CRC priručnik kemije i fizike. 95. izdanje. CRC Press LLC, Boca Raton: FL 2014-2015, str. 4-67
W.T. Hess «Vodikov peroksid». Kirk-Othmer Enciklopedija kemijske tehnologije. 13 (4. izd.). New York: Wiley. (1995). str. 961–995.
C. W. Jones, J. H. Clark. Primjene vodikovog peroksida i njegovih derivata. Kraljevsko društvo kemije, 1999.
Ronald Hage, Achim Lienke; Lienke Primjene katalizatora prijelaznih metala u izbijeloj tekstilu i drvenoj pulpi. Angewandte Chemie International Edition. 45 (2): 206–222. (2005).
Schildknecht, H.; Holoubek, K. Bombarderski kukac i njegova kemijska eksplozija. Angewandte Chemie. 73: 1–7. (1961).
Jones, Craig W. Primjene vodikovog peroksida i njegovih derivata. Kraljevsko društvo kemije (1999)
Goor, G.; Glenneberg, J.; Jacobi, S. Vodikov peroksid. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. Weinheim: Wiley-VCH. (2007).
Ascenzi, Joseph M., ur. Priručnik dezinfekcijskih sredstava i antiseptika. New York: M. Dekker. str. 161. (1996).
Rutala, W. A.; Weber, D. J. Dezinfekcija i sterilizacija u zdravstvenim ustanovama: što kliničari trebaju znati. Kliničke infektivne bolesti. 39 (5): 702–709. (2004).
Block, Seymour S., ur. Poglavlje 9: Peroksidni spojevi. Dezinfekcija, sterilizacija i očuvanje (5. izd.). Philadelphia: Lea & Febiger. str. 185–204. (2000).
O’Neil, M.J. Merckov indeks — enciklopedija kemikalija, lijekova i bioloških tvari. Cambridge, UK: Kraljevsko društvo kemije, 2013., str. 889
Larranaga, M.D., Lewis, R.J. Sr., Lewis, R.A.; Hawleyjev sažeti kemijski rječnik 16. izdanje. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ 2016., str. 735
Sittig, M. Priručnik toksičnih i opasnih kemikalija i kancerogena, 1985. 2. izdanja. Park Ridge, NJ: Noyes Data Corporation, 1985., str. 510
Larranaga, M.D., Lewis, R.J. Sr., Lewis, R.A.; Hawleyjev sažeti kemijski rječnik 16. izdanje. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ 2016., str. 735
Zbornik najvažnijih službenih materijala o pitanjima dezinfekcije, sterilizacije, dezinsekcije, deratizacije: U 5 tomova / Inform.-izd. centar Državnog komiteta za sanitarnu i epidemiološku nadzor Ruske Federacije, NII profilaktičke toksičnosti i dezinfekcije; Pod uredništvom M. G. Šandale. — M.: TOO «Rarogъ», 1994
I skoro sam zaboravio, upozorenje za nesvjesne kolege 🙂
Odricanje: Sve informacije sadržane u članku pružene su isključivo u informativne svrhe i ne predstavljaju izravni poziv na akciju. Sve manipulacije s kemijskim reaktantima i opremom obavljate na vlastitu odgovornost. Autor ne preuzima nikakvu odgovornost za nemarno rukovanje agresivnim otopinama, neznanje, nedostatak osnovnog školskog znanja itd. Ako se ne osjećate sigurnima da razumijete napisano — zamolite nekoga tko ima stručno obrazovanje da nadgleda vaše postupke. I svakako koristite osobnu zaštitnu opremu uz maksimalno poštivanje sigurnosnih pravila.
Izvor: habr.com
