Peroxyde d'hydrogène

Formule structurelle
Coins pour clarifier la structure spatiale
Général
Nom de famille	Peroxyde d'hydrogène
Autres noms	Perhydrol Peroxyde d'hydrogène Hydrogénium peroxydatum Dioxydant PEROXYDES D'HYDROGÈNE ( INCI )
Formule moléculaire	H 2 O 2
Brève description	liquide incolore, presque inodore
Identifiants externes / bases de données
Numero CAS 7722-84-1 (solution aqueuse) Numéro CE 231-765-0 Carte d'information de l' ECHA 100 028 878 PubChem 784 Banque de médicaments DB11091 Wikidata Q171877
Informations sur les médicaments
code ATC	A01 AB02 D08 AX01 S02 AA06
Propriétés
Masse molaire	34,02 g mol -1
État physique	fluide
densité	1,71 g cm −3 (−20 °C, solide) 1,463 g cm -3 (20°C, pur)
Point de fusion	-0,43 °C (pur)
point d'ébullition	150,2°C (pur)
La pression de vapeur	1,9 hPa (20°C, pur)
p K S valeur	11,75 (20°C) 11,8 (25 °C)
solubilité	miscible à l'eau
consignes de sécurité
Veuillez noter l'exemption de l' obligation d'étiquetage pour les médicaments, les dispositifs médicaux, les cosmétiques, les denrées alimentaires et les aliments pour animaux Étiquetage des dangers SGH du  règlement (CE) n° 1272/2008 (CLP) , élargi si nécessaire pour la solution aqueuse ≥ 60 % danger Phrases H et P H : 271-302-314-332-335-412 P : 280-305 + 351 + 338-310
MAK	DFG / Suisse : 0,5 ml m -3 ou 0,71 mg m -3
Propriétés thermodynamiques
H f 0	−188 kJmol −1
Dans la mesure du possible et d'usage, les unités SI sont utilisées. Sauf indication contraire, les données fournies s'appliquent à des conditions standard .

Le peroxyde d'hydrogène (H ₂ O ₂ ) est un composé liquide bleu pâle, sous forme diluée, incolore, largement stable, composé d' hydrogène et d' oxygène . Il est un peu plus visqueux que l' eau , un acide faible et, par rapport à la plupart des substances, un agent oxydant très puissant , qui en tant que tel réagit violemment avec des substances telles que le cuivre , le laiton , l'iodure de potassium et agit ainsi comme un puissant agent de blanchiment et désinfectant . Sous sa forme hautement concentrée, il peut être utilisé à la fois comme carburant de fusée unique et comme composant .

Le peroxyde d'hydrogène est généralement disponible sur le marché sous forme de solution aqueuse et est soumis à des réglementations variables en fonction de la concentration.

histoire

Le peroxyde d'hydrogène a été produit pour la première fois en 1818 par Louis Jacques Thénard en faisant réagir du peroxyde de baryum avec de l' acide nitrique . Le procédé a été amélioré d' abord par l'utilisation d' acide chlorhydrique puis d'acide sulfurique . Ce dernier est particulièrement approprié car le sous-produit de sulfate de baryum est précipité dans le procédé. La méthode de Thénard a été utilisée de la fin du 19e siècle au milieu du 20e siècle.

Pendant longtemps, on a cru que le peroxyde d'hydrogène pur était instable car les tentatives pour le séparer de l'eau produite pendant la production ont échoué. Cela était dû au fait que des traces de corps solides et d'ions de métaux lourds conduisent à une dégradation catalytique voire à une explosion. Le peroxyde d'hydrogène absolument pur a été obtenu pour la première fois en 1894 par Richard Wolffenstein en utilisant la distillation sous vide .

Extraction et fabrication

Autrefois, le peroxyde d'hydrogène était principalement produit par électrolyse de l' acide sulfurique . Ici se forme le peroxodisulfurique qui est ensuite hydrolysé en acide sulfurique et en peroxyde d'hydrogène .

1. ${\ displaystyle \ mathrm {\ 2 \ SO_ {4} ^ {2 -} \ longrightarrow S_ {2} O_ {8} ^ {2 -} + 2 \ e ^ {-}}}$
2. ${\ displaystyle \ mathrm {\ S_ {2} O_ {8} ^ {2 -} + 2 \ H_ {2} O \ longrightarrow H_ {2} O_ {2} +2 \ HSO_ {4} ^ {-}} }$

Aujourd'hui, le peroxyde d'hydrogène est techniquement produit à l' aide du procédé à l' anthraquinone . A cet effet, l' anthrahydroquinone est convertie en peroxyde d'hydrogène et en anthraquinone avec l'oxygène atmosphérique sous pression . Dans l'étape suivante, l'anthraquinone peut à nouveau être réduite en anthrahydroquinone en utilisant de l' hydrogène .

L'équation brute est :

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} + O_ {2} \ longrightarrow H_ {2} O_ {2}}}$

À l'échelle du laboratoire, le peroxyde d'hydrogène est également produit lorsque les peroxydes sont traités avec des acides . Un réactif historiquement important est le peroxyde de baryum , qui réagit dans une solution d' acide sulfurique pour former du peroxyde d'hydrogène et du sulfate de baryum .

${\ displaystyle \ mathrm {BaO_ {2} +2 \ H_ {3} O ^ {+} + SO_ {4} ^ {2 -} \ longrightarrow H_ {2} O_ {2} + BaSO_ {4} +2 \ H_ {2} O}}$

Les enthalpies molaires de formation standard sont :

• Δ _f H ⁰ _gaz : −136,11 kJ / mol
• Δ _f H ⁰ _liq : -188 kJ / mol
• Δ _f H ⁰ _sol : -200 kJ / mol

Propriétés

Propriétés physiques

Le composé est miscible à l'eau dans n'importe quel rapport. Bien que les points de fusion des composants purs soient relativement similaires, des points de fusion significativement inférieurs sont observés dans les mélanges. On trouve un dihydrate (H ₂ O ₂ · 2H ₂ O) qui fond à une température définie de -52,1°C . Avec les composants de base, cela forme deux eutectiques avec une teneur en peroxyde d'hydrogène de 452 g/kg à -52,4 °C et de 612 g/kg à -56,5°C. Le peroxyde d'hydrogène et l'eau ne forment pas un mélange bouillant azéotropique .

L'H ₂ O ₂ - molécule est en termes de deux O-O-H-plan incliné ( angle dièdre = 90,2 ± 0,6 °). La longueur de la liaison O - O est de 145,3 ± 0,7 pm, la longueur de la liaison O - H est de 99,8 ± 0,5 pm et l'angle de la liaison O - O - H est de 102,7 ± 0,3 °. Comme pour l'eau, des liaisons hydrogène se forment en phase liquide . La structure inclinée et la structure modifiée du pont d'hydrogène conduisent à une densité nettement plus élevée et à une viscosité légèrement plus élevée par rapport à l'eau.

Propriétés physiques des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène .
H 2 O 2 - fraction massique (w)		0%	dix%	20%	35%	50%	70%	90%	100%
Point de fusion (en °C)		0	-6	−14	−33	−52,2	-40,3	-11,9	−0.43
Point d'ébullition (en °C, 101,3 kPa)		100	101,7	103,6	107,9	113,8	125,5	141,3	150.2
Densité (en g cm −3 )	00°C	0.9998			1.1441	1.2110	1.3071	1.4136	1.4700
	20 °C	0,9980	1.03	1.07	1.1312	1.1953	1.2886	1.3920	1.4500
	25 °C	0.9971			1.1282	1.1914	1.2839	1.3867	1.4425
Pression de vapeur (en hPa)	20 °C	23			17e		8e		1.9
	30°C	42			30,7		14.7	6,67	3.9
	50 °C	123							13.2
Spécifique capacité calorifique (en J · K -1 · g -1 )	25 °C	4.18	3,96	3,78	3.57	3,35	3.06	2,77	2,62
Viscosité (en mPas)	00°C	1 7920			1,8200	1,8700	1,9300	1,8800	1 8190
	20 °C	1.0020			1.1100	1.1700	1.2300	1,2600	1,2490
Indice de réfraction ( ) ${\ displaystyle n_ {D} ^ {20}}$		1.3330			1.3563	1.3672	1.3827	1.3995	1.4084

Le peroxyde d'hydrogène est un acide très faible. L'équilibre suivant s'établit dans l'eau :

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O_ {2} + H_ {2} O \ rightleftharpoons \ H_ {3} O ^ {+} + HO_ {2} ^ {-}}}$

La constante d'acide est K _S = 1,6 · 10 ^-12 ou pK _S = 11,8.

Propriétés chimiques

Le peroxyde d'hydrogène a tendance à se décomposer en eau et en oxygène. En particulier dans le cas de solutions très concentrées et de contact avec des surfaces métalliques ou en présence de sels et d'oxydes métalliques, une décomposition spontanée peut se produire. La réaction de désintégration est fortement exothermique avec une chaleur de réaction de -98,20 kJ mol ^-1 ou -2887 kJ kg ^-1 . De plus, une quantité considérable de gaz est dégagée avec 329 l kg ^-1 de peroxyde d'hydrogène :

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ H_ {2} O_ {2} \ longrightarrow 2 \ H_ {2} O + O_ {2}}}$

Dismutation de deux molécules de peroxyde d'hydrogène pour former de l'eau et de l'oxygène.

Les chaleurs spécifiques de décomposition sont mises en perspective avec une dilution croissante, avec une relation pratiquement linéaire avec la concentration en peroxyde d'hydrogène.

Cette réaction de décomposition est, entre autres par des ions de métaux lourds, I ^- - et OH ^- ions catalysées. Pour cette raison, des stabilisants (dont l'acide phosphorique ) sont ajoutés aux solutions d'H ₂ O ₂ sur le marché . C'est un puissant oxydant . Lorsque l' état d'oxydation est réduit de -I à -II, les seuls produits de réaction sont l'eau et l'oxygène. Des sous-produits difficiles à séparer ou perturbateurs ne sont pas produits, ce qui simplifie son utilisation en laboratoire.

Selon la position des deux potentiels redox, H ₂ O _{2 peut} également agir comme agent réducteur , donc Mn ^VII (dans le permanganate de potassium ) est réduit en acide .

Le peroxyde d'hydrogène est un acide très faible ; ses sels inorganiques et esters organiques sont les hydroperoxydes et les peroxydes .

Propriétés biologiques (physiologie)

Le peroxyde d'hydrogène provoque des plaies caractéristiques qui tardent à devenir visibles et provoquent progressivement des douleurs lancinantes.

Le peroxyde d'hydrogène est très corrosif , notamment sous forme de vapeur . Si vous avez du peroxyde d'hydrogène sur la peau, vous devez bien rincer la zone avec de l'eau (dilution) ou au moins éliminer immédiatement le peroxyde d'hydrogène de la peau. S'il pénètre dans la peau, il s'y décompose rapidement et les bulles d'oxygène qui en résultent font apparaître la peau blanche.

En général, le peroxyde d'hydrogène a un effet cytotoxique et, en raison de sa forte toxicité , désinfecte de nombreux micro-organismes procaryotes .

Le peroxyde d'hydrogène est produit dans de nombreux processus biochimiques . Dans le cycle biologique, il résulte du métabolisme oxydatif du sucre. L'organisme se protège contre ses effets toxiques au moyen d' enzymes - catalases , peroxydases , qui le décomposent à nouveau en O ₂ et H ₂ O non toxiques .

De plus, le peroxyde d'hydrogène est une molécule de signalisation pour l'induction de la défense de la plante contre les agents pathogènes (aspect de cytotoxicité ).

Les cheveux deviennent gris avec l'âge

Des chercheurs allemands et britanniques ont annoncé dans une étude en mars 2009 que la « couleur grise » (en fait la couleur blanche) des cheveux chez les personnes âgées est le résultat d'une dégradation plus faible du peroxyde d'hydrogène dans les cheveux. Il a été démontré dans des tests de laboratoire que le peroxyde d'hydrogène entrave la fonction de l'enzyme tyrosinase , qui est nécessaire à la production de mélanine . Cela se produit par oxydation de l'acide aminé méthionine contenu dans la tyrosinase .

utilisation

Le peroxyde d'hydrogène, en tant qu'agent oxydant puissant, convient comme vecteur d'oxygène pour les explosifs à base de combustion. Par conséquent, à des concentrations de 120 g/kg ou plus dans l' UE, la vente, la possession, l'utilisation et le transfert par des personnes n'agissant pas à des fins professionnelles ou commerciales sont interdits et autorisés uniquement jusqu'à 349 g/kg. Des solutions aqueuses avec des concentrations allant jusqu'à 70 % de H ₂ O ₂ sont disponibles pour une utilisation industrielle . Des solutions très concentrées de peroxyde d'hydrogène peuvent se décomposer spontanément avec une explosion .

Eau de Javel

La pulpe peut être blanchie avec du peroxyde d'hydrogène

Le peroxyde d'hydrogène est un agent de blanchiment . L'application la plus courante dans le monde est le blanchiment de la pâte . La pâte est obtenue à partir du bois , et la lignine qu'elle contient donne à la pâte une teinte jaune , ce qui est perçu comme une nuisance dans l'utilisation principale de la pâte pour le papier et les produits papetiers.

Dans l' artisanat , le bois est blanchi lors d'une restauration ou d'une rénovation à l'eau oxygénée et ainsi allégé.

Il est utilisé aussi bien pour la décoloration que pour la teinture , la teinture et les tons intensifs et pour la fixation des changements permanents ( perm et ondulation de volume) ainsi que pour la fixation du lissage permanent des cheveux . Un blond artificiel très clair est donc appelé « blond hydrogène ». Le lien devient encore plus clair dans le terme anglais peroxide blonde .

En dentisterie, il est utilisé à différentes concentrations pour blanchir les dents .

Il est souvent utilisé comme peroxyde lié au carbamide .

Le peroxyde d'hydrogène et les agents de blanchiment contenant du peroxyde d'hydrogène, tels qu'un mélange d' acide peroxyacétique et de peroxyde d'hydrogène , sont également mentionnés dans la publicité en utilisant le mot artificiel « oxygène actif ». En plus du peroxyde d'hydrogène, d'autres peroxydes peuvent également être utilisés à des fins de blanchiment , qui se désintègrent lorsqu'ils sont exposés à l' eau et libèrent l' oxygène atomique actif .

Également dans la taxidermie, il est utilisé sur les os du crâne d'un animal pour blanchir le blanc. Les concentrations requises à cet effet nécessitent soit un métier (chasseur professionnel) soit un permis conformément à l'article 5, paragraphe 3, du règlement de l'UE.

Traitement de l'eau

Boire de l'eau

Lorsque les rayons UV agissent sur le peroxyde d'hydrogène, le radical hydroxyle , un agent oxydant beaucoup plus fort que le peroxyde lui-même, se forme. Voici l'équation de la formation :

${\ displaystyle \ mathrm {HOOH \ {\ xrightarrow {lumière UV}} \ 2 \ {\ cdot} OH}}$

Ce fort effet d'oxydation est utilisé dans le traitement de l'eau pour décomposer les contaminants organiques. À titre d'exemple, le processus dit UVOX ( lumière UV et idation OX ), avec lequel l' herbicide atrazine et son produit de dégradation, la déséthylatrazine ou d'autres ingrédients toxiques, peuvent être éliminés en toute sécurité de l'eau potable. Grâce à cette «combustion humide» de l'atrazine, seuls des produits de dégradation tels que l' eau , l' oxygène , le dioxyde de carbone et l' azote sont formés, et il n'y a pas d'accumulation de sel supplémentaire dans l'eau. De plus, cette méthode remplace l'utilisation de charbon actif , qui est nettement plus chère.

eau de refroidissement

Du peroxyde d'hydrogène est également ajouté aux circuits de refroidissement pour éviter les contaminations, notamment les légionelles. À cette fin, un pourcentage plus élevé (maximum 349 g / kg) de peroxyde d'hydrogène est automatiquement ajouté à l'eau de refroidissement à intervalles réguliers.

Désinfection et stérilisation

Une solution à 3 pour cent de peroxyde d'hydrogène est utilisée pour la désinfection , également dans le secteur domestique. Des exemples d'utilisation sont la bouche et la gorge ( il est dilué à 0,3% pour le rinçage de la bouche ), la dentisterie , la désinfection des lentilles de contact dans les agents nettoyants, la stérilisation des matériaux d'emballage ou la désinfection des mains en cas de maladie. Ainsi, il est utilisé dans les crèmes pour le visage : pour nettoyer les pores et lutter contre les boutons et les impuretés de la peau. Il est également utilisé pour désinfecter l'eau lors du nettoyage des eaux usées industrielles et dans la technologie des piscines.

La solution à 35 pour cent de peroxyde d'hydrogène est utilisée dans l' industrie alimentaire dans les systèmes de remplissage aseptiques pour la stérilisation des bouteilles en PET , des récipients en plastique et des emballages en carton multicouches typiques. De nombreux aliments (boissons, lait , produits laitiers, sauces, soupes) sont conditionnés de manière aseptique dans des boîtes en carton, des gobelets, des bouteilles et des films pour améliorer la durée de conservation et la qualité des produits. Le matériau d'emballage est désinfecté avec 35 pour cent de peroxyde d'hydrogène avant que l'aliment concerné ne soit rempli.

Un autre domaine d'application est l'utilisation d'H ₂ O ₂ gazeux pour la décontamination des salles blanches. A cet effet, une solution généralement à 35 pour cent est évaporée dans un appareil spécial et soufflée dans la zone à décontaminer (pièce, chambre, etc.).

L'effet bactéricide élevé de H ₂ O ₂ , la compatibilité environnementale et la bonne faisabilité technique sont les raisons de l'utilisation généralisée de ce procédé.

Une autre méthode de désinfection des pièces avec du peroxyde d'hydrogène est la nébulisation à froid. Dans ce procédé, le peroxyde d'hydrogène est transformé en aérosol et, en fonction de sa concentration (à partir de 3 %), est distribué dans la pièce par un générateur d'aérosol selon un cycle de procédé défini. . Les aérosols ont une taille de gouttelette de 0,5 à 40 µm. La taille des gouttelettes dépend de la technologie utilisée pour générer les aérosols. Les aérosols se répartissent uniformément dans la pièce après un court laps de temps. Une petite taille de goutte a un effet positif sur la distribution et la capacité des gouttelettes à flotter. En fonction des conditions climatiques initiales de la pièce, une partie des gouttelettes présentes dans la phase liquide sont transformées en phase gazeuse. L'énergie nécessaire pour cela est prélevée sur la température ambiante. Le processus est identique à l'humidification adiabatique. Le milieu se mélange à l'air du milieu et provoque une désinfection holotique lorsqu'il est utilisé correctement. L'appareil (générateur) de nébulisation ainsi que la procédure spéciale doivent être validés au préalable pour l'efficacité. En outre, son efficacité doit être vérifiée sur la base de la normalisation existante. Le système de produit de désinfection et générateur d'aérosol est testé pour son efficacité en laboratoire.

Pour le cas particulier SARS-CoV-2 / COVID-19, un article de revue systématique de 2020 sur les bains de bouche au peroxyde d'hydrogène (H ₂ O ₂ ) arrive à la conclusion que ceux-ci n'ont aucune influence sur l'activité virucide et recommande que « les soins dentaires les protocoles devraient être révisés pendant la pandémie de COVID-19. »

Alimentation en oxygène

Le peroxyde d'hydrogène peut être utilisé pour fournir de l'oxygène dans les aquariums . L'oxygène est généré dans un oxydant . À cette fin, le peroxyde d'hydrogène est divisé en radicaux d' eau et d' oxygène dans un récipient de l'aquarium à l'aide d'un catalyseur .

Contre la croissance des moisissures

Lors de la rénovation de l'intérieur, l' infestation de moisissures peut être combattue avec du peroxyde d'hydrogène. Il agit comme désinfectant à la fois contre les cellules fongiques biologiquement actives - en tant que fongicide - et contre les " conidies " appelées spores des champignons.

Grâce à son effet blanchissant , il élimine également "optiquement" les résidus de moisissure des substrats poreux. Le peroxyde d'hydrogène présente certains avantages par rapport à l' alcool ou à l'hypochlorite de sodium car, contrairement à l'alcool, il est incombustible, a un effet blanchissant et, contrairement à l'hypochlorite de sodium, ne laisse aucun sous-produit chloré.

Médicament

En dentisterie , H ₂ O _{2 est utilisé} sous forme de solution aqueuse à trois pour cent pour la désinfection locale du tissu dentaire et pour l'hémostase lors d'opérations mineures. En médecine et en médecine d' urgence , la substance peut être utilisée pour désinfecter les surfaces, les instruments, la peau et les muqueuses . Le peroxyde d'hydrogène est encore utilisé sporadiquement de nos jours pour nettoyer les plaies , mais a perdu son importance traditionnelle car il est rapidement inactivé lorsqu'il entre en contact avec les globules rouges et les mousses et ne développe donc son effet que pendant une courte période.

Depuis un certain temps, une méthode de stérilisation de certains produits médicaux et instruments chirurgicaux est utilisée dans laquelle H ₂ O _{2 est utilisé} comme produit chimique de procédé ( méthode plasma H ₂ O ₂ ). Elle présente des avantages par rapport à la stérilisation à la vapeur, en particulier avec des produits thermiquement instables. Il peut par ex. B. évaporé sous vide à température ambiante et en plus ionisé .

De plus, H ₂ O _{2 est utilisé} pour désinfecter les piercings . Là, il est censé désinfecter la zone touchée et permettre à tout saignement de coaguler, ce qui devrait accélérer le processus de guérison.

Agriculture

En agriculture , le peroxyde d'hydrogène est utilisé pour la désinfection dans les serres et pour l'enrichissement en oxygène des solutions nutritives issues de la culture hydroponique. Le peroxyde d'hydrogène est également utilisé pour désinfecter les systèmes d'abreuvement ou les équipements des étables, par exemple dans l'élevage porcin.

la biologie

Pour déterminer les cultures bactériennes , le test de la catalase est effectué avec une solution de peroxyde d'hydrogène à trois pour cent. La plupart des bactéries aérobies et anaérobies facultatives ainsi que les champignons possèdent l'enzyme catalase , qui est capable de décomposer le H ₂ O ₂ qui est toxique pour les cellules .

Le peroxyde d'hydrogène est utilisé expérimentalement en biologie pour induire la mort cellulaire programmée dans des cellules eucaryotes isolées .

médecine légale

Le peroxyde d'hydrogène a été utilisé en médecine légale pour détecter le sang . Louis Jacques Thénard a découvert en 1818 que l' hémoglobine décompose le peroxyde d'hydrogène. Christian Friedrich Schönbein a développé un test de sang à partir de cela en 1863. Aujourd'hui, cependant, le test de Kastle-Meyer , plus sensible , est utilisé pour détecter le sang.

Caustique

En microélectronique , un mélange d'acide sulfurique et de peroxyde d'hydrogène - appelé « piranha » - est utilisé pour nettoyer la surface des plaquettes et pour créer une fine couche d'oxyde hydrophile de trois à quatre nanomètres d'épaisseur sur les plaquettes. De nos jours, le nom « SPM » (Mélange de peroxyde de soufre) est plus courant. L'application principale est l'élimination de la résine photosensible des plaquettes.

Dans la fabrication de circuits imprimés (circuits imprimés), des bains de gravure concentrés au chlorure de cuivre contenant du peroxyde d'hydrogène sont utilisés pour éliminer le cuivre :

${\ displaystyle \ mathrm {Cu + CuCl_ {2} \ longrightarrow 2 \ CuCl}}$.

Le cuivre élémentaire réagit avec le chlorure de cuivre (II) pour former du chlorure de cuivre (I) . Il s'agit d'un dosage .

Pour régénérer les bains d'attaque au chlorure de cuivre, du peroxyde d'hydrogène est utilisé avec de l'acide chlorhydrique :

${\ displaystyle {\ ce {2CuCl \ + 2Cl ^ {-} _ {(aq)} \ + 2H3O ^ {+} _ {(aq)} \ + H2O2 -> 2CuCl2 + 4 H2O}}}$.

Le chlorure de cuivre (II) est régénéré en faisant réagir le chlorure de cuivre (I) avec du peroxyde d'hydrogène et de l'acide chlorhydrique. L'atome de cuivre est oxydé dans le processus .

L'ajout de peroxyde d'hydrogène et d'acide chlorhydrique est contrôlé via le potentiel redox ; les résines photosensibles utilisées ici sont stables au peroxyde d'hydrogène.

Moteurs fusées / torpilles

Moteur-fusée Vulcain II d'une Ariane 5

Comme source d'oxygène, H ₂ O _{2 est utilisé} par décomposition (de préférence sur le dioxyde de manganèse ) dans les sous-marins. Il a été utilisé sous forme concentrée dans les entraînements de fusées à Max Valier et le Messerschmitt Me 163 , ainsi que dans les entraînements de sous-marins ( Walter submarine ). Le peroxyde d'hydrogène, décomposé à l'aide de permanganate de potassium, a été utilisé comme propulseur pour les pompes à carburant (370 kW de puissance) de la fusée A4 (également connue sous le nom d'arme miracle V2).

Dans les fusées britanniques (par exemple Black Arrow ), du peroxyde d'hydrogène non décomposé à 85 pour cent a été utilisé comme transporteur d'oxygène liquide à des températures normales et brûlé avec du kérosène , avec lequel il réagit de manière hypergolique .

L'une des thèses sur le naufrage du sous - marin nucléaire russe K-141 Koursk en 2000 indiquait que du peroxyde d'hydrogène s'échappait d'un réservoir d'une torpille , réagissait avec de l'oxyde de fer dans le tube de lancement et s'enflammait. La torpille a explosé, provoquant un incendie dévastateur.

Un tel mélange de carburant (85-98% de peroxyde d'hydrogène) pour missiles et torpilles est également connu sous le nom de HTP (High Test Peroxide) .

Le peroxyde d'hydrogène a tendance à se décomposer de manière incontrôlée. Le 16 juillet 1934, Kurt Wahmke et deux techniciens décèdent à Kummersdorf dans l' explosion d' un moteur alimenté au peroxyde d'hydrogène. En raison de la dangerosité d'utilisation et de manipulation (effets corrosifs, décomposition incontrôlée, explosion en cas de contamination du système réservoir et canalisation), l'utilisation est aujourd'hui limitée aux petits moteurs fusées (tentatives de records, moteurs de contrôle).

La fusée-sonde polonaise ILR-33 Burstyn utilise 98% de peroxyde d'hydrogène comme carburant, qui est décomposé catalytiquement

Un risque d'incendie peut survenir en cas de combinaison appropriée avec de la limaille de fer et des chiffons de nettoyage ; les règlements de prévention des accidents prévoient donc des mesures de précaution pour le traitement des eaux de process dans les entreprises métallurgiques.

Fabrication d'explosifs

En raison du groupe peroxyde, le composé est riche en énergie et se décompose avec la libération d'oxygène. En présence d'un catalyseur approprié , le peroxyde d'hydrogène réagit avec l' acétone pour former du peroxyde d'acétone , qui est un triperoxyde de triacétone et est désigné comme un explosif avec le TATP . L' explosif hexaméthylène triperoxyde diamine (HMTD) est également produit à l' aide de peroxyde d'hydrogène .

Analytique

Analyse qualitative et quantitative classique

Ces méthodes classiques perdent de leur importance dans la pratique de laboratoire en raison de leurs faibles limites de détection et de leur inconvénient.

Preuve sous forme de peroxyde de chrome bleu (CrO (O ₂ ) ₂ )

Le trioxyde de chrome CrO ₃ est converti dans la gamme fortement acide (pH < 0) par le peroxyde d'hydrogène en peroxyde de chrome (VI) de couleur bleu foncé et soluble dans l'éther . Pour cela, le bichromate de potassium est acidifié dans le tube à essai avec de l'acide sulfurique dilué et recouvert d'un peu d'éther. En présence de H ₂ O ₂ , la phase éthérée vire au bleu. En raison de l'utilisation de composés de chrome (VI) toxiques et cancérigènes, ce test n'a plus qu'un intérêt académique.

Preuve en tant qu'ion jaune peroxotitanyl (IV)

La détection comme le jaune de titane (à ne pas confondre avec le réactif organique du même nom) est très sensible. Les ions de titane (IV) réagissent avec des traces de peroxyde d'hydrogène pour former des ions complexes de peroxotitanyle de couleur jaune orangé intense.

Titrage redox avec du permanganate de potassium

La concentration de peroxyde d'hydrogène dans une solution aqueuse d'acide sulfurique peut être déterminée par titrimétrie avec du permanganate de potassium. Si de l'acide chlorhydrique est présent à la place, une solution de Reinhardt-Zimmermann est ajoutée. Le titrage est basé sur la réaction suivante :

${\ displaystyle {\ ce {2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H3O + -> 2 Mn ^ 2 + + 5O2 + 14 H2O}}}$

La couleur passe de l'incolore au rose pâle, qui devrait persister pendant une minute. La consommation de 1 ml de solution de KMnO ₄ (0,02 mol / l = 0,1 N) correspond à 1,701 mg H ₂ O ₂ . De cette manière, il est également possible de titrer des composés qui cèdent H ₂ O ₂ dans une solution d'acide sulfurique , tels que les peroxydes, les perborates ou les percarbonates.

Détection avec du papier iodé à l'amidon

Le papier filtre imbibé d'iodure et amylacé montre même de petites quantités de peroxyde en devenant bleu. Le peroxyde oxyde l'iodure en iode, qui à son tour forme un complexe bleu caractéristique avec l'amidon.

Analyse quantitative instrumentale

Méthodes optiques

Photométrie

Le pouvoir oxydant de H ₂ O ₂ permet une multitude de réactions chromogènes (en partie catalysées par voie enzymatique) . Cela permet des déterminations photométriques ou réflectométriques de H ₂ O ₂ . L'une des réactions d'oxydation les plus éprouvées est la « réaction de Trinder » du phénol avec l' antipyrine 4-amino pour former un colorant violet. L'absorbance est proportionnelle à la concentration en analyte et peut être mesurée à 510 nanomètres. Des modifications chimiques des réactifs permettent également des mesures à des longueurs d'onde de 550 et 750 nanomètres. Avec cette méthode, une limite de détection de 1 µmol peut être atteinte.

Fluorométrie

L'une des méthodes de détection les plus importantes pour le peroxyde d'hydrogène est l' oxydation catalysée par la peroxydase d' Amplex Red par H ₂ O ₂ en résorufine. Resorufin montre une fluorescence claire à 590 nanomètres après excitation à 535 nanomètres , tandis qu'Amplex Red n'est pas fluorescent. La concentration en peroxyde d'hydrogène peut ainsi être déterminée avec une limite de détection de 5 nmol/l.

Capteurs ampérométriques

Les capteurs ampérométriques pour détecter le peroxyde d'hydrogène sont connus depuis longtemps. Le principe de mesure est basé sur le fait que le peroxyde d'hydrogène est soit réduit cathodiquement soit oxydé anodiquement sur une électrode de travail à un potentiel constant . Le courant résultant est proportionnel à la concentration de H ₂ O ₂ . Le potentiel de réduction cathodique est généralement compris entre -100 et -200 mV et la fenêtre de potentiel d'oxydation anodique varie de 600 à 800 mV par rapport à une électrode de référence Ag/AgCl .

Une autre approche est l' immobilisation d'enzymes (telles que la peroxydase de raifort ) sur une couche composite constituée de nanotubes de carbone et de chitosane. Une limite de détection de 10,3 µmol/l a été atteinte avec ces biocapteurs. Les capteurs biomimétiques non enzymatiques à base de nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer jouent un rôle de plus en plus important. Ceux-ci reprennent la fonction catalytique de la peroxydase et permettent une limite de détection de 3,6 µmol/l. D'autres sondes utilisent des nanofils dits Mn-NTA (complexe manganèse-nitrilotriacétate), qui suivent l'oxydation électrochimique du peroxyde d'hydrogène par ampérométrie. Une limite de détection de 0,2 µmol/l a été décrite.

Règlements

Situation en Allemagne

Les réglementations applicables à la substance et à sa solution aqueuse dépendent de la concentration massique spécifiée en "pourcentage massique" ou "g/kg". Il existe différentes valeurs limites ici.

Concentration inférieure à 8%

Juste des règles de sécurité très générales.

Concentration 8 à moins de 35%

A partir de 80 g/kg, la solution est considérée comme une substance dangereuse . La température de décomposition est supérieure à 100°C. Ce qui suit s'applique :

• Interdiction de passage pour les tunnels de catégorie E.
• Classification en tant que marchandise dangereuse de la classe 5.1 (comburant)
• Numéro ONU 2984 / marquage 50.

À partir de 120 g/kg, l' UE compte le peroxyde d'hydrogène comme l'un des précurseurs restreints des explosifs, de sorte que son utilisation, sa possession, son transfert et sa distribution par et à des personnes n'agissant pas à des fins professionnelles ou commerciales sont interdites ; La finalité professionnelle ou commerciale doit être vérifiée lors de la vente et les transactions suspectes et les vols doivent être signalés. Les violations de l'interdiction de possession, d'utilisation et d'utilisation sont punissables en Allemagne. Cependant, des dérogations sont possibles pour les mélanges jusqu'à 35 %.

A partir de 200 g/kg, la solution doit également être déclarée comme matière dangereuse de classe 8 (corrosive). Le marquage est effectué avec le numéro ONU 58/1014.

Concentration de 35 à moins de 50 %

• À partir de 350 g / kg, les homologations selon l'article 5, paragraphe 3, du règlement de l'UE ne sont plus possibles. Par conséquent, 349 g/kg est une concentration largement utilisée et précise dans les magasins lorsqu'on écrit "35%". la température de décomposition est supérieure à 60°C.

Concentration 50 à moins de 60%

Les recommandations et règles de sécurité y sont particulièrement resserrées. La tendance à la décomposition augmente considérablement, mais la température de décomposition est toujours supérieure à 60°C.

Concentration à partir de 60%

En raison du risque extrême de décomposition, la classification H271 s'applique à au moins 600 g/kg : "Peut provoquer un incendie ou une explosion ; oxydant fort". Le contact avec des substances difficilement inflammables peut également entraîner une auto-inflammation. Pour cette raison, il existe des règles beaucoup plus strictes en matière de transport.

• La classe de stockage est de 5,1 A au lieu de 5,1 B.
• Identification du danger : 558, numéro ONU 2015
• S'il est transporté dans des citernes, les tunnels des catégories B, C et D ne peuvent pas non plus être traversés.

Littérature

• Werner R. Thiel : De nouvelles voies pour le peroxyde d'hydrogène : des alternatives aux procédés établis ? Dans : Angewandte Chemie . 111, n° 21, 1999, pp. 3349-3351 ( doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3757 (19991102) 111 : 21 <3349 :: AID-ANGE3349> 3.0.CO; 2-P ).
• Heribert Offermanns, Gunther Dittrich, Norbert Steiner : Le peroxyde d'hydrogène dans la protection de l'environnement et la synthèse. Dans : La chimie à notre époque . 34, No. 3, 2000, pp. 150-159 ( doi : 10.1002 / 1521-3781 (200006) 34: 3 <150 :: AID-CIUZ150> 3.0.CO; 2-A ).

liens web

• Peroxyde d'hydrogène dans les agents de blanchiment des dents (version abrégée d'un rapport du Comité scientifique des biens de consommation de la Commission européenne)
• ESO : Du peroxyde d'hydrogène découvert dans l'espace le 6 juillet 2011

Preuve individuelle

1. ↑ Entrée sur PEROXYDE HYDROGENE dans la base de données CosIng de la Commission européenne, consulté le 25 Février, à 2020.
2. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n} Entrée sur le peroxyde d'hydrogène (> 70 %) dans la base de données des substances GESTIS de l' IFA , consultée le 29 avril 2020. (JavaScript requis)
3. ↑ ^{a b} Entrée sur le peroxyde d'hydrogène. Dans : Römpp Online . Georg Thieme Verlag, consulté le 1er juillet 2012.
4. ^ ^{A b} D'Ans-Lax: Taschenbuch für Chemiker und Physiker , 3ème édition, Volume 1, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1967 ( ChemieOnline - Pk _b et pK _de valeurs ), consulté le 27 Avril de 2012.
5. ↑ Entrée sur le peroxyde d'hydrogène dans l' inventaire des classifications et étiquetages de l' Agence européenne des produits chimiques (ECHA), consulté le 1er février 2016. Les fabricants ou les distributeurs peuvent étendre la classification et l'étiquetage harmonisés .
6. ↑ Fiche technique Solution de peroxyde d'hydrogène de Sigma-Aldrich , consultée le 8 mai 2017 ( PDF ).
7. ↑ Caisse suisse d'assurance contre les accidents (Suva) : Valeurs limites - valeurs MAK et BAT actuelles (recherche 7722-84-1 ou peroxyde d'hydrogène ), consulté le 2 novembre 2015.
8. ↑ Formules PAETEC, édition 2003, p. 116.
9. ↑ Louis Jacques Thénard dans : Annales de chimie et de physique. 8, 1818, page 308.
10. ^ Craig W. Jones : Applications de peroxyde d'hydrogène et de dérivés. Société royale de chimie, Cambridge 1999, ISBN 978-1-84755-013-2 .
11. ^ Richard Wolffenstein : Concentration et distillation du peroxyde d'hydrogène. Dans : Rapports de la Société chimique allemande. 27, n° 3, 1894, pp. 3307-3312, doi : 10.1002 / cber.189402703127 .
12. ↑ ^{a b c d} Foley, WT; Giguère, PA: Peroxyde d'hydrogène et ses analogues II.Equilibre de phase dans le système peroxyde d'hydrogène-eau . Dans : Revue canadienne de chimie . 29, 1959, pp. 123-132, doi : 10.1139 / v51-016 .
13. ↑ ^{un b} Goor, G.; Glenneberg, J.; Jacobi, S.; Dadabhoy, J.; Candido, E.: Hydrogen peroxide in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , 2019 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi : 10.1002 / 14356007.a13_443.pub3 .
14. ↑ ^{un b} Busing, WR; Levy, HA : Structure cristalline et moléculaire du peroxyde d'hydrogène : étude de diffraction des neutrons dans J. Chem. Phys. 42 (1965) 3054-3059, doi : 10.1063/1.1696379 .
15. ↑ ^{a b c d} Entrée sur le peroxyde d'hydrogène (<35%) dans la base de données des substances GESTIS de l' IFA , consultée le 29 avril 2020. (JavaScript requis)
16. ↑ ^{a b c} Entrée sur l' eau dans la base de données substances GESTIS de l' IFA , consultée le 29 avril 2020. (JavaScript requis)
17. ↑ ^{a b} Entrée sur le peroxyde d'hydrogène (<50%) dans la base de données substances GESTIS de l' IFA , consultée le 20 novembre 2019. (JavaScript requis)
18. ↑ ^{a b c d e f g h} Giguere, PA; Carmichael, JL : Capacités thermiques pour le système eau-peroxyde d'hydrogène entre 25 ° et 60 ° C dans J. Chem. Eng. Données 7 (1962) 526-527, doi : 10.1021 / je60015a024 .
19. ↑ L. Kolditz : Inorganische Chemie , VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1983, p. 459.
20. ↑ ^{a b} Giguère, PA; Morisette, BG ; Olmos, AW ; Knop, O. : Le peroxyde d'hydrogène et ses analogues VII.Propriétés calorimétriques des systèmes H2O-H2O2 et D2O-D2O2 au can. J. Chem. 33 (1955) 804-820, doi : 10.1139/v55-098 , pdf .
21. ↑ Eberhard Schweda : Jander / Blasius, Inorganische Chemie I, 17e édition, 2012, p.202.
22. ↑ Holleman-Wiberg Textbook of Inorganic Chemistry 91. – 100. 1985 édition de Gruyter-Verlag page 468
23. ↑ JM Wood et al. : Cheveux séniles grisonnants : le stress oxydatif médié par le H2O2 affecte la couleur des cheveux humains en atténuant la réparation du sulfoxyde de méthionine. Dans : Le Journal FASEB . 23, n° 7, pp. 2065-2075, doi : 10.1096 / fj.08-125435 .
24. ↑ ^{a b c} Article 4 Règlement (UE) n° 98/2013 du Parlement européen et du Conseil du 15 janvier 2013 relatif à la commercialisation et à l'utilisation de précurseurs d'explosifs jusqu'au 1er février 2021, depuis lors Règlement (UE) 2019/1148 du Parlement européen et du Conseil du 20 juin 2019 sur la commercialisation et l'utilisation de précurseurs d'explosifs
25. ↑ KH Pettinger, B. Wimmer, D. Wabner : Élimination de l'atrazine de l'eau potable par le peroxyde d'hydrogène activé par les UV. Dans : Le compartiment gaz et eau. Question eau, égouts. 132, n° 10, 1991, pp. 553-557.
26. ↑ KL Ortega, BO Rech, GLC El Haje, CB Gallo, M. Pérez-Sayáns : Les bains de bouche au peroxyde d'hydrogène ont-ils un effet virucide ? Une revue systématique . Dans : Journal of Hospital Infection . ruban 106 , non. 4 , décembre 2020, ISSN  0195-6701 , p. 657-662 , doi : 10.1016 / j.jhin.2020.10.003 , PMID 33058941 , PMC 7548555 (texte intégral gratuit) - (10.1016 / j.jhin.2020.10.003 [consulté le 13 juillet 2021]). 
27. ↑ Non utilisé: le peroxyde d' hydrogène gargarisme contre le coronavirus. Récupéré le 13 juillet 2021 (allemand). 
28. ↑ Vasel-Biergans, Probst: Wound Care for Care , Scientific Publishing Company Stuttgart (2011), Stuttgart 2e édition, page 157.
29. ↑ Bundestag allemand - Imprimé 13/1049 du 4 avril 1995
30. ↑ Bernd Leitenberger : Du diamant à l'Ariane 4. Le chemin caillouteux de l'Europe en orbite. Livres à la demande, Norderstedt 2009, ISBN 3-8370-9591-6 ( lanceurs européens. Volume 1), pp. 63-64.
31. ↑ La fusée ILR-33 « Amber » et la plateforme multispectrale QUERCUS 2 primées à l'INTARG 2018 . ilot.lukasiewicz.gov.pl (en anglais), consulté le 3 septembre 2020
32. ↑ Jander / Jahr : Maßanalyse , 15e édition, de Gruyter, Berlin 1989, p.168 .
33. ↑ P. Trinder : Détermination du glucose dans le sang à l'aide de la glucose oxydase avec un accepteur d'oxygène alternatif. Dans : Annals of Clinical Biochemistry. 6, 1969, p. 24-27.
34. ↑ M. Mizoguchi, M. Ishiyama, M. Shiga : Réactif chromogène hydrosoluble pour la détection colorimétrique du peroxyde d'hydrogène - une alternative à la 4-aminoantipyrine fonctionnant à grande longueur d'onde. Dans : Communications analytiques. 35, 1998, pp. 71-74, doi : 10.1039/a709038b .
35. ^ A. Zhu, R. Romero, H. R. Petty : Un dosage fluorimétrique sensible pour le pyruvate. Dans : Biochimie analytique . 396, n° 1, 2010, pp. 146-151, doi : 10.1016 / j.ab.2009.09.017 .
36. ^ Joseph Wang : Électrochimie analytique. 3. Édition. Wiley-VCH, Hoboken 2006, ISBN 978-0-471-79030-3 .
37. ↑ Joseph Wang : Biocapteurs électrochimiques de glucose. Dans : Examens chimiques . 108, n° 2, 2008, pp. 814-825, doi : 10.1021 / cr068123a .
38. ↑ Joseph Wang : Biocapteurs électrochimiques à base de nanotubes de carbone : un examen. Dans : Electroanalysis 17, n° 1, 2005, pp. 7-14, doi : 10.1002 / elan.200403113 .
39. ↑ Lei Qiana, Xiurong Yang : Film composite de nanotubes de carbone et de chitosane pour la préparation d'un biocapteur ampérométrique de peroxyde d'hydrogène. Dans : Talanta . 68, n° 3, 2006, pp. 721-727, doi : 10.1016 / j.talanta.2005.05.030 .
40. ↑ GS Lai, H. L. Zhang, D. Y. Han: ampérométrique biocapteur de peroxyde d'hydrogène sur la base de l'immobilisation de la peroxydase de raifort par des nanoparticules de fer revêtu de carbone en combinaison avec du chitosane et de réticulation de glutaraldéhyde. Dans : Microchimica Acta . 165, n° 1-2, 2009, pp. 159-165, doi : 10.1007 / s00604-008-0114-2 .
41. ↑ Qing Chang et al. : Détermination du peroxyde d'hydrogène à l'aide de nanoparticules magnétiques Fe ₃ O ₄ de type peroxydase comme catalyseur. Dans : Microchimica Acta. 165, n° 3-4, 2009, pp. 299-305, doi : 10.1007 / s00604-008-0133-z .
42. ^ S. Liu et al.: Un nouveau capteur de peroxyde d'hydrogène non enzymatique basé sur des nanofils d'acide Mn-nitrilotriacétate (Mn-NTA). Dans : Talanta. 81, n° 1–2, 2010, pp. 727–731, doi : 10.1016 / j.talanta.2009.12.057 .
43. ↑ Article 5 du règlement (UE) 2019/1148 du Parlement européen et du Conseil du 20 juin 2019 sur la commercialisation et l'utilisation de précurseurs d'explosifs avec l'annexe I, entrée en vigueur de l'article 23, obligations d'examen et de déclaration des opérateurs économiques et places de marché en ligne articles 8 et 9, exemption conformément à l'article 5, paragraphe 3, avec la colonne 3 de l'annexe I ; avant le 1er février 2021 Article 4 Règlement (UE) n° 98/2013
44. ↑ § 13 À partir des matériaux Loi
45. ↑ Entrée sur le peroxyde d'hydrogène 8 ... <35% dans la base de données substances GESTIS de l' IFA , consultée le 2 avril 2021. (JavaScript requis)
46. ↑ Entrée sur le peroxyde d'hydrogène 35 ... < 50 % dans la base de données substances GESTIS de l' IFA , consultée le 2 avril 2021. (JavaScript requis)
47. ↑ Entrée sur le peroxyde d'hydrogène 35 ... < 50 % dans la base de données substances GESTIS de l' IFA , consultée le 2 avril 2021. (JavaScript requis)
48. ↑ Entrée sur le peroxyde d'hydrogène à partir de 60% dans la base de données des substances GESTIS de l' IFA , consultée le 2 avril 2021. (JavaScript requis)