Om väteperoxid och raketbaggen

Det här ämnet har länge varit på tapeten. Och även om det är på begäran av läsarna av kanalen LAB-66, ville jag bara skriva om säker användning av väteperoxid, men slutade med, av oklara (ja, just det!) anledningar, ännu en lång text. En blandning av popsci, raketbränsle, "coronavirusdesinfektion" och permanganatometrisk titrering. Hur correctly man förvarar väteperoxid, vilka skyddsmaterial som ska användas vid arbete och hur man räddar sig självt vid förgiftningar — vi letar under kattskyddet.
p.s. Insekten på bilden kallas faktiskt "bombar". Och den där har också gömt sig bland kemikalierna 🙂

Vägnar om "peroxidbarn"…

Väteperoxid har blivit kär för vår bransch, åh hur den har blivit kär. Jag tänker på det varje gång jag stöter på frågan "flaskan med väteperoxid har spruckit. Vad ska jag göra?" Jag stöter på den ganska ofta 🙂

Det är inte förvånande att väteperoxid (3% lösning) är en av de favorit "folkliga" antiseptika i post-sovjetiska områden. Både för att rengöra sår och för att desinficera vatten, och för att förstöra coronaviruset (från och med nyligen). Men trots dess till synes enkelhet och tillgänglighet, är reagenset ganska tvetydigt, vilket jag kommer att berätta mer om.

Genom att gå igenom de biologiska "topparna"…

Idag är allt trendigt med prefixet eko-: ekologiska produkter, ekologiska schampon, ekologiska saker. Som jag har förstått, vill människor använda dessa adjektiv för att skilja biologiska saker (d.v.s. de som förekommer i levande organismer från början) från rena syntetiska saker ("hård kemi"). Därför ett litet inledande stycke som jag hoppas ska framhäva väteperoxids ekologiska egenskaper och öka dess förtroende bland folket 🙂

Så vad är egentligen väteperoxid? Det är den enklaste peroxidföreningen som har två syreatomer i sin struktur (de är kopplade med en bindning -O-O-). Där det finns en sådan typ av samband, där finns också instabilitet, där finns atomärt syre och starkt oxiderande egenskaper och allt möjligt. Men trots den svåra naturen av atomärt syre finns väteperoxid i många levande organismer, inklusive människan. Den bildas i mikroskopiska mängder under komplexa biokemiska processer och oxiderar proteiner, membranlipider och till och med DNA (på grund av de peroxidradikaler som bildas). Vår kropp har under evolutionens gång lärt sig att effektivt bekämpa väteperoxid. Det gör den med hjälp av enzymet överperoxidas, som bryter ner peroxiderade föreningar till syre och väteperoxid, plus ett enzym katalas som omvandlar väteperoxiden till syre och vatten på ett ögonblick.

Enzymer är fantastiska i tredimensionella modeller.
Dold under spoiler. Jag älskar att titta på dem, men kanske gillar inte någon annan det…

För övrigt, tack vare katalasens verkan, som finns i vårt vävnader, 'kokar' blodet vid sårbehandling (det kommer att finnas en särskild kommentar om sår längre ner).

Väteperoxid har också en viktig 'skyddande funktion' inom oss. Många levande organismer har en intressant organell (struktur som är nödvändig för att en levande cell ska fungera) som peroxisom. Dessa strukturer är lipidblåsor innefattande en kristallinliknande kärna, bestående av biologiska rörformigamikroreaktorer. Inuti kärnan sker olika biokemiska processer, där syre från luften och komplexa organiska föreningar av lipidnatur bildar… väteperoxid!

Men här blir det intressantast, till vad denna väteperoxid används. Till exempel, i lever- och njurceller används den skapade H2O2 för att bryta ner och neutralisera gifter som kommer in i blodet. Acetaldehyd, som bildas under metabolismen av alkoholhaltiga drycker (och som är ansvarig för baksmällan) — det är också ett resultat av våra små outtröttliga arbetare, peroxisomer, och 'moder' väteperoxid.

För att allt inte ska verka så rosigt med peroxiderna, plötsligt Jag påminner om mekanismen för strålningens påverkan på levande vävnad. Molekyler i biologiska vävnader absorberar energi från strålningen och joniseras, dvs. de går in i ett tillstånd som främjar bildandet av nya föreningar (oftast sådana som är helt onödiga för organismen). Vatten utsätts oftare och enklare för jonisering, vilket sker i radiolys. I närvaro av syre, under påverkan av joniserande strålning, uppstår olika hydroxylradikaler (OH- och liknande) och peroxider (särskilt H2O2).

De peroxider som bildas reagerar aktivt med kemiska föreningar i organismen. Men om vi tar det exempel som ibland bildas under radiolys, överperoxid-anjonen (O2-), så bör det nämnas att denna jon också bildas under normala förhållanden, i en helt frisk organism, utan fria radikaler. neutrofiler och makrofager i vårt immunförsvar skulle inte kunna förstöra bakterieinfektioner. Det vill säga, helt utan dessa fria radikaler är det omöjligt — de följer med biogena oxidationer. Problemet uppstår när de blir för många.

Just för att bekämpa “för många” peroxidföreningar har människor utvecklat sådana saker som antioxidationsmedel. De inhiberar oxidationsprocesserna av komplex organik med bildandet av peroxid och liknande fria radikaler och minskar därmed nivån av oxidativ stress.

Oxidativ stress är en process där celler skadas genom oxidation (= i kroppen finns det för många fria radikaler).

Även om dessa föreningar i grunden inte ger något nytt för det som redan finns, dvs. “inre antioxidanter” — överperoxid-dismutas och katalas. Och överhuvudtaget, vid felaktig användning kan syntetiska antioxidanter inte bara vara till hinder, utan också öka denna oxidativa stress.

En kommentar om “peroxid och sår”. Trots att väteperoxid är en vanlig ingrediens i hemmet (och industriella första hjälpen-kit), finns det data som indikerar att användningen av H2O2 förhindrar läkning av sår och orsakar ärrbildning, eftersom peroxid förstör de nybildade hudcellerna.. Endast mycket låga koncentrationer (0,03% lösning, vilket innebär att man måste späda ut 3% apotekslösning 100 gånger) ger en positiv effekt, och endast vid engångsanvändning. För övrigt är en 0,5% lösning hindrar läkning. Så som man säger, lita men kontrollera.

Väteperoxid i hemmet och “mot coronaviruset”

Om väteperoxid kan omvandla till och med etanol i levern till acetaldehyd, skulle det vara konstigt att inte använda dessa fantastiska oxidativa egenskaper i det dagliga livet. De används i sådana proportioner:

Hälften av allt väteperoxid som produceras av den kemiska industrin går till blekning av cellulosa och olika typer av papper. Den näst mest efterfrågade (20%) är produktionen av olika blekmedel baserade på oorganiska peroxider (natriumperkarbonat, natriumperborat osv.). Dessa peroxider (ofta i kombination med TAED för att sänka blekningstemperaturen, eftersom peroxosalter inte fungerar vid temperaturer under 60 grader) används i olika “Persol” och liknande (man kan läsa mer här). Därefter kommer blekning av textilier och fibrer (15%) och vattenrening (10%) med en liten skillnad. Och slutligen delas det som återstår lika mellan rent kemiska användningar och användning av väteperoxid för medicinska syften. Jag kommer att stanna vid det senare eftersom antagligen pandemin av coronaviruset kommer att förändra siffrorna på diagrammet (om den inte redan har förändrat dem).

Väteperoxid används aktivt för sterilisering av olika ytor (inklusive kirurgiska instrument), och på senare tid även i form av ånga (s.k. VHP – vaporized hydrogen peroxide) för sterilisering av lokaler. Bilden nedan visar ett exempel på en sådan ånggenerator för väteperoxid. Mycket lovande riktning, som ännu inte nått inhemska sjukhus...

Överlag visar väteperoxid hög effektivitet för desinfektion mot ett brett spektrum av virus, bakterier, jästsvampar och bakteriesporer. Det är värt att notera att för komplexa mikroorganismer, på grund av närvaron av enzymer som bryter ner väteperoxid (så kallade peroxidaser, varav katalas är en speciell form), kan tolerans (~resistens) observeras. Detta är särskilt karakteristiskt för lösningar med en koncentration under 1%. Men mot 3%, och särskilt 6–10%, kan inget, varken virus eller bakteriesporer, stå emot.

I själva verket, tillsammans med etanol och isopropylalkohol samt natriumhypoklorit, ingår väteperoxid i listan över "livsnödvändiga" akuta desinfektionsmedel för desinfektion av ytor mot COVID-19. Men inte bara mot COVID-19. I början av hela coronaviruskaoset använde vi oss aktivt av rekommendationer från telegramkanalen vid valet av desinfektionsmedel. artiklarRekommendationerna är tillämpliga på coronavirus i allmänhet, samt COVID-19 i synnerhet. Så jag rekommenderar att ni laddar ner och skriver ut artikeln (för dem som är intresserade av detta ämne).

En viktig tabell för den unga desinfektionsexperten

Under den tid som har gått sedan epidemins början har särskilt inget förändrats i fråga om effektiva koncentrationer. Däremot har det förändrats, till exempel i hvilke former väteperoxid kan användas. Här vill jag genast nämna dokumentet EPA:s registrerade antimikrobiella produkter för användning mot det nya coronaviruset SARS-CoV-2, orsaken till COVID-19 med rekommenderade sammansättningar för desinfektionsmedel. Jag blev traditionellt intresserad av wipes (traditionellt, eftersom jag gillar desinfektionsservetter, hypoklorit hade jag redan gjort, och jag är mer än nöjd med dem). I det här fallet blev jag intresserad av en amerikansk produkt som Oxivir Wipes (eller dess motsvarighet Oxivir 1 Wipes) från företaget Diversey Inc.

I de aktiva ingredienserna anges inte mycket:

Väteperoxid 0,5%

Enkelt och smakfullt. Men för dem som vill återskapa en sådan sammansättning och suga sina egna anpassade våtservetter vill jag säga att förutom väteperoxid i impregneringslösningen finns också:

Fosforsyra (stabiliserande medel) 1–5%
2-Hydroxybensoic Acid (salicylsyra) 0,1–1,5%

Varför alla dessa "föroreningar" blir tydligt när du läser till avsnittet om stabilitet.

Förutom sammansättningen vill jag också påminna om att det står instruktion angående de nämnda Oxivir. Inga principiellt nya fakta (jämfört med den första tabellen), men jag gillade spektret av desinficerade virus.

Vilka virus kan väteperoxid bekämpa

Och jag skulle inte vara jag själv om jag inte ännu en gång påminde om exponering vid behandling. Som tidigare (=som alltid) rekommenderas det att när man torkar av fasta, ICKE-porösa ytor med våtservetter, bör de förbli visuellt fuktiga i minst 30 sekunder (eller helst en minut!) för att avdeaktiviera allt och alla (även ditt COVID-19).

Väteperoxid som kemikalie

Nu har vi gått runt ämnet, och det är dags att skriva om väteperoxid ur ett kemiskt perspektiv. Detta är egentligen den fråga som (och inte hur en peroxisom ser ut) oftast intresserar den ovana användaren som har beslutat att använda H2O2 för sina ändamål. Låt oss börja med den tredimensionella strukturen (som jag ser den):

Så här ser strukturen ut enligt en tjej vid namn Sasha som är rädd för att väteperoxiden kan explodera (mer om detta nedan)
«springande tupp sett från sidan»

Ren väteperoxid är en genomskinlig (med en blåaktig nyans för höga koncentrationer) vätska. Densiteten hos utspädda lösningar är nära densiteten hos vatten (1 g/cm3), medan koncentrerade lösningar är tätare (35 % — 1,13 g/cm3…70 % — 1,29 g/cm3 osv.). Densiteten (med hjälp av areometrar) kan man ganska exakt bestämma koncentrationen av sin lösning (information från artiklar).

Inhemsk teknisk väteperoxid kan finnas i tre kvaliteter: A=koncentration 30–40 %, B=50–52 %, C=58–60 %. Det förekommer ofta benämningen “perhydrol” (det har någon gång också funnits ett uttryck “perhydrolblondin”). I princip är det samma “kvalitet A”, alltså en lösning av väteperoxid med en koncentration på cirka 30 %.

Anmärkning om blekning. Eftersom vi nämner blondiner kan vi påpeka att en utspädd väteperoxidlösning (2–10 %) och ammoniak användes som blekningsmedel för “perhydrolering” av hår. Detta praktiseras numera sällan. Men peroxidblekning av tänder förekommer. Förresten är blekningen av handens hud efter kontakt med väteperoxid också en slags “perhydrolering” orsakad av tusentals mikroemboli, dvs. blockering av kapillärer orsakade av nedbrytning av väteperoxid i form av syrebubblor.

Väteperoxid blir av medicinsk teknologi när vatten utan salt tillsätts till väteperoxid med en koncentration på 59–60 %, vilket späder ut koncentratet till önskad nivå (3 % på hemmaplan, 6 % i USA).

Utöver densitet är pH-nivån en viktig parameter. Väteperoxid är en svag syra. På bilden nedan visas sambandet mellan pH i väteperoxidlösning och den masskoncentration:

Ju mer utspädd lösningen är, desto närmare ligger dess pH-värde till vattnets pH. Det minimi pH (=det mest sura) inträffar vid koncentrationer av 55–65 % (typ B enligt inhemsk klassificering).

Även om det här är värt att notera med sorg, kan pH inte användas för kvantitativ bedömning av koncentrationen av flera skäl. För det första framställs nästan all modern väteperoxid genom oxidation av anthraquinoner. I denna process bildas sura biprodukter som kan förekomma i den framställda väteperoxiden. Det vill säga, pH kan avvika från den som anges i tabellen ovan beroende på renheten av H2O2. Ultra-ren väteperoxid (till exempel den som används för raketbränsle och som jag kommer att nämna separat) innehåller inga föroreningar. För det andra tillsätts ofta sura stabilisatorer till kommersiell väteperoxid (väteperoxid är mer stabilt vid låga pH-värden), vilket kan

smörja titrering (precis som i fallet med natriumhypoklorit ~ 'Blekmedel'). Metoden är exakt samma, men alla reagenser som behövs för att utföra testet är mycket lättillgängliga. Du behöver koncentrerad svavelsyra (batterielektrolyt) och vanlig kaliumpermanganat. Som B. Gates en gång skrek

Kontrollerar köpt väteperoxid för kvalitet
Som du kanske gissat kommer vi att kontrollera med hjälp av titrering. Metoden tillåter en ganska exakt bestämning av koncentrationer från 0,25 till 50%.

Kontrollalgoritmen är följande:

1. Förbered en 0,1N lösning av kaliumpermanganat. För detta, lös upp 3,3 gram kaliumpermanganat i 1 liter vatten. Värm lösningen till kokpunkt och koka i 15 minuter.
2. Ta den erforderliga volymen av den testade väteperoxiden (beroende på den förväntade koncentrationen, dvs. om du hade 3%, är det dumt att förvänta sig att den plötsligt blivit 50%):

Överför den uppmätta volymen till en flaska och väg den på en våg (glöm inte att trycka på knappen Tara så att vikten av själva flaskan inte räknas).
3. Häll vårt prov i en mätkolv på 250 ml (eller en barnflaska med volymmärkning) och fyll upp till markeringen (“250”) med destillerat vatten. Blanda.
4. I en konisk kolv på 500 ml (= “halv liter burk”) häll 250 ml destillerat vatten, tillsätt 10 ml koncentrerad svavelsyra och 25 ml av vår lösning från punkt 3.
5. Droppa försiktigt (gärna från en pipett med volymmarkering) 0,1N kaliumpermanganatlösning i vår halv liter burk från punkt 4. Droppade — blandade, droppade — blandade. Fortsätt så tills den klara lösningen får en svagt rosa nyans. Som ett resultat av reaktionen bryts väteperoxiden ner och bildar syre och vatten, medan mangan (VI) i kaliumpermanganatet reduceras till mangan (II).

5H2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 = 2KHSO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O

6. Beräkna koncentrationen av vår väteperoxid: C H2O2 (vikt%) = [Volymen av kaliumpermanganatlösningen i ml * 0,1 * 0,01701 * 1000] / [massan av provet i gram, från punkt 2]
PROFIT!!!

Fria tankar om stabilitet vid lagring

Väteperoxid anses vara en instabil förening som benäget sönderfaller spontant. Nedbrytningshastigheten ökar med stigande temperatur, koncentration och pH. Det vill säga, en allmän regel gäller:

…kalla, utspädda, sura lösningar visar bästa stabilitet…

Nedbrytning främjas av: ökad temperatur (ökar hastigheten 2,2 gånger för varje 10 grader Celsius, och vid temperaturer runt 150 grader sönderfaller koncentraten helt katastrofalt med explosion), ökat pH (särskilt vid pH> 6–8)

En kommentar om glas: endast surhetsreglerad väteperoxid kan förvaras i glasflaskor, eftersom glas har en tendens att ge en alkalisk miljö vid kontakt med rent vatten, vilket därmed främjar snabbare nedbrytning.

Nedbrytningshastigheten påverkas även av förekomsten av föroreningar (särskilt övergångsmetaller som koppar, mangan, järn, silver, platina) samt UV-strålning. Oftast är den huvudsakliga komplexa orsaken en ökning av pH och närvaron av föroreningar. I genomsnitt, vid STP förhållanden förlorar 30% väteperoxid ungefär 0,5% av den aktiva komponenten per år..

För att ta bort föroreningar används ultrafiltrering (uteslutning av partiklar) eller chelater (komplexbildare) som binder metalljoner. Som chelater kan användas acetanilid, kolloid stannat eller natriumpyrofosfat (25–250 mg/l), organofosfonater, nitrater (+pH-regulatorer och korrosionshämmare), fosforsyra (+pH-regulator), natriumsilikat (stabilisator).

Effekten av UV-strålning på nedbrytningshastigheten är inte lika uttalad som för pH eller temperatur, men är också relevant (se bilden):

Det syns att koefficienten för molekylär extinktion ökar med minskande våglängd av UV-strålning.

Koefficienten för molär extinktion är ett mått på hur mycket ett kemiskt ämne absorberar ljus vid en given våglängd.

För övrigt kallas denna nedbrytningsprocess, initierad av fotoner, fotolys.

Fotolys (även kallad fotodissociation och fotolysering) är en kemisk reaktion där ett kemiskt ämne (anatomi eller organiskt) sönderdelas av fotoner efter deras interaktion med målmolekylen. Nedbrytning kan utlösas av vilken foton som helst med tillräcklig energi (högre än energin för dissociation av den målmedvetna bindningen). Effekten, som liknar effekten av ultraviolett ljus, kan ges av även röntgenstrålar och γ-strålar.

Vad man kan säga i allmänhet är att väteperoxid bör förvaras i en ogenomskinlig behållare, helst i flaskor av brunt glas som blockerar onödigt ljus (trots att "absorberar" != "sönderdelas omedelbart"). Det är också bäst att inte hålla en flaska väteperoxid nära en röntgenmaskin 🙂 Och från något liknande (UR 203Ex (?):

… från "något liknande” väteperoxid (och mig själv, för att vara helt ärlig) bör också hållas på avstånd.

Det är viktigt att behållaren/flaskan förutom att vara ogenomskinlig också ska vara gjord av "väteperoxid-resistenta" material, som rostfritt stål eller glas (plus vissa plaster och aluminiumlegeringar). För referens kan en tabell vara användbar (den kommer också att vara nyttig för läkare som tänker behandla sin utrustning):

Legenden för tabellen är följande: A — utmärkt kompatibilitet, B — bra kompatibilitet, obetydlig påverkan (mikrokorrosion eller färgförändring), C — svag kompatibilitet (inte rekommenderad för långvarig användning, kan medföra förlust av hållfasthet osv.), D — ingen kompatibilitet (= får inte användas). Streck betyder "information saknas". Digitala index: 1 — godtagbar vid 22° C, 2 — godtagbar vid 48° C, 3 — godtagbar, vid användning i packningar och tätningar.

Säkerhetsteknik vid arbete med väteperoxid

För alla som har läst tills detta avsnitt är det förmodligen uppenbart att väteperoxid är en stark oxidant, och därför är det extremt viktigt att förvara den borta från lättantändliga/brännbara ämnen och reduktorer. H2O2 både i ren och utspädd form kan bilda explosionsfarliga blandningar vid kontakt med organiska föreningar. Med tanke på allt ovanstående kan man skriva så.

Väteperoxid är oförenlig med brännbara material, alla brännbara vätskor och metaller och deras salter (i ordning efter katalytisk effekt) — osmium, palladium, platina, iridium, guld, silver, mangan, kobolt, koppar, bly

När vi talar om metalliska katalysatorer för nedbrytning kan vi inte separera det från osmium. Det är inte bara den tätaste metallen på jorden, utan det är också det bästa medlet i världen för att bryta ner väteperoxid.

Effekten av att accelerera nedbrytningen av väteperoxid för denna metall observeras i kvantiteter som inte ens kan upptäckas med varje analytisk metod — för att mycket effektivt (3-5 gånger jämfört med väteperoxid utan katalysator) bryta ner väteperoxid till syre och vatten behövs bara 1 gram osmium per 1000 ton väteperoxid.

En anmärkning om "explosivt karaktär": (jag ville genast skriva “jag-väteperoxid”, men kände mig tveksam). När det gäller väteperoxid, är den sfäriska flickan Sasha, som måste arbeta med denna väteperoxid, oftast rädd för explosioner. Och i grunden finns det en viss rimlighet i Alexandras oro. Eftersom väteperoxid kan explodera av två anledningar. För det första på grund av att det i en hermetiskt förseglad behållare kommer att ske en gradvis nedbrytning av H2O2, som frigör och ackumulerar syre. Trycket inuti behållaren kommer att öka, öka och till slut BAM! För det andra finns det en risk att vid kontakt med vissa ämnen kan väteperoxid bilda instabila peroxidföreningar, som kan detonera vid stötar, uppvärmning etc. I det fantastiska femvolymverket Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials sägs det så mycket att jag till och med beslutade att gömma det under en spoiler. Informationen är tillämplig för koncentrerad väteperoxid >= 30% och <50%:

Absolut oförenlighet

exploderar vid kontakt med: alkoholer + svavelsyra, acetyl + ättiksyra + uppvärmning, ättiksyra + N-heterocykliska föreningar (över 50 °C), aromatiska kolväten + trifluättiksyra, azelainsyra + svavelsyra (ungefär 45 °C), tert-butanol + svavelsyra, karboxylsyror (myrsyra, ättiksyra, vinsyra), difenyldiselenid (över 53 °C), 2-etoksyetanol + polyakrylamidgel + toluen + uppvärmning, gallium + saltsyra, järnsulfat (II) + salpetersyra + karboxymetylcellulosa, salpetersyra + ketoner (2-butanon, 3-pentanon, cyklo-pentanon, cyklohexanon), azotiska baser (ammoniak, hydrazinhydrat, dimetylhydrazin), organiska föreningar (glycerin, ättiksyra, etanol, anilin, kinolin, cellulosa, kolpulver), organiska material + svavelsyra (särskilt i begränsat utrymme), vatten + syrehaltig organik (acetaldehyd, ättiksyra, aceton, etanol, formaldehyd, myrsyra, metanol, propanol, propanal), vinylacetat, alkoholer + blyklorid, fosforoxid (V), fosfor, salpetersyra, antimonit, trisulfid av arsenik, klor + kaliummonohydroxid + klorsulfonsyra, kopparsulfid, järnsulfid (II), myrsyra + organiska föroreningar, väte selenid, di- och monoxid av bly, bly(II)sulfid, manganoxid, kvicksilveroxid (I), molybden disulfid, natriumjodat, kvicksilveroxid (II) + salpetersyra, dietyleter, etylacetat, thiourea + ättiksyra
antänder vid kontakt med: furfurylalkohol, pulverformiga metaller (magnesium, zink, järn, nickel), träflis
vild reaktion med: isopropoxidaluminium + tungmetallsalter, träkol, stenkol, litiumtetr hydroaluminat, alkaliska metaller, metanol + fosforsyra, omättade organiska föreningar, blyklorid (II), koboltoxid, järnoxid, blyhydroxid, nickeloxid

I princip, om man hanterar koncentrerad väteperoxid med respekt och inte kombinerar med de nämnda ämnena, kan man arbeta bekvämt i åratal utan oro. Men det sägs att Gud skyddar den försiktige, så vi går smidigt över till personlig skyddsutrustning.

PPE och hantering av konsekvenser

Idén att skriva artikeln kom när jag bestämde mig för att göra en anteckning i kanalen, relaterat till säker hantering av koncentrerade lösningar av H2O2. Lyckligtvis har många läsare skaffat sig dunkar med perhydrol (ifall "det inte finns något på apoteket"/"vi når inte apoteket") och har till och med lyckats få kemiska brännskador i hastigheten. Därför gäller största delen av det som skrivits nedan (och ovan) främst lösningar med en koncentration över 6%. Ju högre koncentrationer — desto viktigare är användningen av PPE.

För säker hantering behövs endast handskar av polyvinylklorid/butylgummi, polyethylene, polyester och andra plaster för att skydda händerna, samt skyddsglasögon eller ansiktsmasker av genomskinliga polymera material för ögonskydd. Om aerosolbildning uppstår — lägg till en respirator med aerosolskydd i utrustningen (eller ännu bättre, ett kol ABEK-filterpatron med P3-skydd). Vid arbete med svaga lösningar (upp till 6%) räcker det med handskar.

Jag kommer att stanna vid "skadeeffekter" i mer detalj. Väteperoxid är ett måttligt farligt ämne och orsakar kemiska brännskador vid kontakt med hud och ögon. Det är skadligt vid inandning och förtäring. Se bilden i SDS ("Ooxidant"-"Korrosiv"-"Irriterande"):

För att inte gå runt problemet — låt mig direkt skriva vad man ska göra om väteperoxid med en koncentration >6% kommer i kontakt med en viss sfärisk person utan personlig skyddsutrustning.

Vid kontakt med huden — torka bort med en torr trasa, eller en tampong fuktad med alkohol. Det är nödvändigt att skölja det drabbade området med riklig vattenström i 10 minuter.
Vid kontakt med ögonen — spola omedelbart de vidöppna ögonen samt under ögonlocken med svag vattenström (eller 2% lösning av bakpulver) i minst 15 minuter. Kontakta en ögonläkare.
Vid förtäring — drick rikligt (=rent vatten i liter), aktivt kol (1 tablett per 10 kg kroppsvikt), laxermedel (magnesiumsulfat). Utlös inte kräkning (=mage tvättas ENDAST av läkare med hjälp av sond; inga "två fingrar i halsen"). Ge inte något genom munnen till en medvetslös person.

Ursprungligen är förtäring särskilt farligt, eftersom det i magen bildas en stor mängd gas (10 gånger större volym av 3% lösning), vilket leder till uppblåsthet och tryck på inre organ. Det är därför aktivt kol behövs...

Om behandlingen av kroppens konsekvenser är mer eller mindre förståelig, så finns det anledning att nämna några ord om avfallshantering av överflödig/gammal/spridd väteperoxid på grund av bristande erfarenhet.

… hantering av väteperoxid sker antingen a) genom att späda med vatten och hälla ut i avloppet, eller b) genom nedbrytning med hjälp av katalysatorer (t.ex. natriumpyrosulfat), eller c) genom nedbrytning genom uppvärmning (inklusive kokning)

Hur detta allt ser ut i praktiken. Till exempel, jag spillde av misstag en liter 30% väteperoxid i laboratoriet. Jag torkar ingenting, utan häller vätskan med en blandning av lika delar (1:1:1) kalcinerad soda+sand+bentonit (=”bentonitutfyllnad för kattlådor”). Sedan fuktar jag denna blandning med vatten tills det bildas en pasta, samlar pastan i en behållare med en spade och flyttar den till en hink med vatten (fyllt till två tredjedelar). Och i hinken med vatten tillsätter jag gradvis en lösning av natriumpyrosulfat med 20% överskott. För att neutralisera allt detta enligt reaktionen:

Na2S2O5 + 2H2O2 = Na2SO4 + H2SO4 + H2O

Om uppgiften följs (en liter 30% lösning) visar det sig att 838 gram natriumpyrosulfat behövs för neutraliseringen (med överskott blir det ett kilogram salt). Lösligheten av detta ämne i vatten är ~ 650 g/l, dvs. ungefär en och en halv liter koncentrerad lösning behövs. Moralen är denna – spill inte väteperoxid på golvet, eller späd den rejält, annars får du ingen neutraliserare 🙂

Vid sökandet efter möjliga alternativ till natriumpyrosulfat rekommenderar Kapten Uppenbarhet att använda de reagenser som vid reaktion med väteperoxid inte ger uppsevärda gasvolymer. Det kan vara järn(II)sulfat, tillgängligt i järnaffärer och även i RB. För neutralisering av H2O2 krävs en syra-surt lösning:

2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O

Kaliumjodid kan också användas (också med sura tillskott av svavelsyra):

2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + 2H2O + K2SO4

Jag påminner om att alla resonemang bygger på ingångsvärden (30 % lösning), om du har spätt ut väteperoxid med lägre koncentrationer (3–7 %) kan du även använda kaliumpermanganat som suras med svavelsyra. Om syre frigörs där, kan det ändå inte åstadkomma något på grund av de låga koncentrationerna, även om det vill.

Om skalbaggen

Och jag har inte glömt bort honom, den käre. Han kommer att vara en belöning för dem som har läst klart min långläsning. Jag vet inte om den respekterade Alexey JetHackers Statsenko, aka MagisterLudi tänkte på sina raketransportörer för 30 år sedan, men jag hade verkligen sådana tankar. Särskilt när jag såg (eller såg om) den ljusa Disney-filmen "Rocketman" (i original) Rocketeer).

Här är kopplingen. Som jag nämnde tidigare, kan väteperoxid i höga koncentrationer (som den inhemska varianten B) med hög renhet (t.ex. så kallad high-test peroxide eller HTP) användas som bränsle i raketer (och torpeder). Dessutom kan den användas både som oxidationsmedel i tvåkomponentsmotorer (till exempel som en ersättning för flytande syre), och i form av så kallat monobränsle. I det senare fallet pumpas H2O2 in i "förbränningskammaren", där den sönderdelas på en metallkatalysator (vilken som helst av de metaller som nämnts tidigare i artikeln, till exempel silver eller platina) och under tryck, i form av ånga med en temperatur på omkring 600 °C, strömmar ut genom munstycket och skapar dragkraft.

Det mest intressanta är att en sådan inre konstruktion ("förbränningskammare", munstycken osv.) har också en liten skalbagge från underfamiljen carabidae. Bombardierskalbaggen heter officiellt så, men jag tycker att dess inre konstruktion (= bilden i början av artikeln) påminner om aggregatet från den nämnda filmen från 1991 🙂

Den kallas bombardierskalbagge för att den kan skjuta en vätska som kokar med en obehaglig lukt mer eller mindre målmedvetet från körtlar i den bakre delen av sin buk.

Utsläppstemperaturen kan nå 100 grader Celsius och utsläppshastigheten är 10 m/s. Ett skott varar mellan 8 och 17 ms och består av 4–9 direkt följande pulser. För att inte behöva spola tillbaka, upprepar jag här bilden (den verkar vara tagen från tidskriften Science från 2015 från "den namngivna" artikeln).

Boken producerar två "komponenter av raketbränsle" (dvs. den är inte "monobränslesystem"). En stark reduktor — hydrokinon (användes tidigare som framkallare inom fotografi). Och en stark oxidant — väteperoxid. Vid hot minskar boken musklerna som pressar de två reaktanterna genom ventiltuber till en blandningskammare som innehåller vatten och en blandning av enzymer (peroxidaser) som bryter ner väteperoxiden. I kombination ger reaktanterna en burlesk exoterm reaktion, vätskan kokar och omvandlas till gas (= "annihilation"). Så i allmänhet kokar boken sin potentiella fiende med en stråle av kokande vatten (men uppenbarligen är det inte tillräckligt för första rymddragning). Men... Åtminstone kan vi definitivt betrakta boken som en illustration till avsnittet Säkerhetsteknik vid arbete med väteperoxid. Moralen är som följer:

%USERNAME%, var inte som bombardierbaggen, blanda inte väteperoxid med en reduktor utan förståelse! 🙂

Tillägg omt drWhy: "Det verkar som om den jordiska bombardierbaggen har blivit förebild för den plasmabakgrund från 'Starship Troopers'. Den har nämligen tillräckligt med impuls (inte dragkraft!) för att nå den första rymdhastigheten, mekanismen utvecklades genom evolution och användes för att sprida sporer i omloppsbana för att utöka sitt område, och den har också visat sig vara ett vapen mot de klumpiga fiendens krysare"

Så där har vi berättat om boken och klargjort väteperoxiden. Vi pausar här.
Viktigt! Allt annat (inklusive diskussionen av anteckningar, mellanutkast och absolut alla mina publikationer) — kan hittas i telegramkanalen LAB66. Prenumerera och håll dig uppdaterad på annonseringar.
Nästa på tur för granskning — natriumdichloroisocyanurat och "klortabletter".

Tack.: Författaren uttrycker djup tacksamhet till alla aktiva deltagare i LAB-66-communityt — människor som aktivt ekonomiskt stödjer vår "vetenskapliga och tekniska hörna" (= telegramkanalen), vår chatt (och experterna i den som erbjuder 24/7 (!!!) teknisk support), och själva författaren. Tack för allt detta, grabbar, från steanlab!

"osmiumkatalysatorn" för tillväxt och utveckling av nämnda community: ===>

1. Mastercard 5536 0800 1174 5555
2. Yandex Money 410018843026512
3. WebMoney 650377296748
4. Kryptovaluta BTC: 3QRyF2UwcKECVtk1Ep8scndmCBoRATvZkx, ETH: 0x3Aa313FA17444db70536A0ec5493F3aaA49C9CBf
5. Bli patron till kanalen LAB-66

Använda källor
Väteperoxid teknisk bibliotek
Nedbrytning av väteperoxid — Kinetik och översikt av utvalda katalysatorer
Materialkompatibilitet med väteperoxid
Shandala M.G. Aktuella frågor inom generell desinfektologi. Utvalda föreläsningar. — M.: Medisin, 2009. 112 s.
Lewis, R.J. Sr. Sax’s farliga egenskaper hos industriella material. 12:e upplagan. Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. 2012., s. V4: 2434
Haynes, W.M. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95:e upplagan. CRC Press LLC, Boca Raton: FL 2014-2015, s. 4-67
W.T. Hess «Väteperoxid». Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 13 (4:e uppl.). New York: Wiley. (1995). s. 961–995.
C. W. Jones, J. H. Clark. Tillämpningar av väteperoxid och derivat. Royal Society of Chemistry, 1999.
Ronald Hage, Achim Lienke; Lienke Tillämpningar av övergångsmetallkatalysatorer vid blekning av textil och träfiber. Angewandte Chemie International Edition. 45 (2): 206–222. (2005).
Schildknecht, H.; Holoubek, K. Bombardierbaggen och dess kemiska explosion. Angewandte Chemie. 73: 1–7. (1961).
Jones, Craig W. Tillämpningar av väteperoxid och dess derivat. Royal Society of Chemistry (1999)
Goor, G.; Glenneberg, J.; Jacobi, S. Väteperoxid. Ullmanns uppslagsbok för industriell kemi. Weinheim: Wiley-VCH. (2007).
Ascenzi, Joseph M., red. Handbok för desinfektionsmedel och antiseptika. New York: M. Dekker. s. 161. (1996).
Rutala, W. A.; Weber, D. J. Desinfektion och sterilisering i vårdinrättningar: Vad kliniker behöver veta. Clinical Infectious Diseases. 39 (5): 702–709. (2004).
Block, Seymour S., red. Kapitel 9: Peroxygenföreningar. Desinfektion, sterilisering och bevarande (5:e uppl.). Philadelphia: Lea & Febiger. s. 185–204. (2000).
O’Neil, M.J. The Merck Index — En encyklopedi av kemikalier, läkemedel och biologiska ämnen. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry, 2013., s. 889
Larranaga, M.D., Lewis, R.J. Sr., Lewis, R.A.; Hawleys kondenserade kemiska ordbok 16:e upplagan. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ 2016., s. 735
Sittig, M. Handbok för giftiga och farliga kemikalier och cancerogener, 1985. 2:a uppl. Park Ridge, NJ: Noyes Data Corporation, 1985., s. 510
Larranaga, M.D., Lewis, R.J. Sr., Lewis, R.A.; Hawleys kondenserade kemiska ordbok 16:e upplagan. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ 2016., s. 735
Samling av de viktigaste officiella materialen om desinfektion, sterilisering, desinsektion och deratisering: I 5 vol. / Informations- och utgivningscentret för Ros. Federations statliga sanitära och epidemiologiska övervakning, forskningsinstitut för profylaktisk toxikologi och desinfektion; Under redaktion av M. G. Shandala. — M.: T.O.O. "Rarog'", 1994

Och jag glömde nästan, en varning för oansvariga kamrater 🙂

Ansvarsfriskrivning: all information presented in the article is provided solely for informational purposes and does not constitute a direct call to action. All manipulations with chemical reagents and equipment are carried out at your own risk. The author bears no responsibility for careless handling of aggressive solutions, ignorance, lack of basic school knowledge, etc. If you do not feel confident in understanding the text, please ask a relative/friend/acquaintance with relevant qualifications to supervise your actions. And be sure to use personal protective equipment while strictly adhering to safety protocols.

Källa: habr.com