Wasserstoffperoxid 30% (w/v)(100 vol.) zur Analyse

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Wasserstoffperoxid (H2O2), auch bekannt als Wasserstoffperoxid, Dioxogen, Dioxidan oder Dihydrogenperoxid, ist eine chemische Verbindung mit den Eigenschaften einer hochpolaren, stark wasserstoffgebundenen Flüssigkeit, wie Wasser, die in der Regel ein etwas zähflüssigeres Aussehen hat. Es ist als ein starkes Oxidationsmittel bekannt.

Bei Raumtemperatur ist es eine farblose Flüssigkeit mit einem stechenden, unangenehmen Geruch. Geringe Mengen gasförmigen Wasserstoffperoxids kommen natürlich in der Luft vor. Wasserstoffperoxid ist sehr instabil. Es zersetzt sich langsam in Sauerstoff und Wasser, wobei eine große Menge Wärme freigesetzt wird. Seine Zersetzungsgeschwindigkeit kann in Gegenwart von Katalysatoren stark erhöht werden.

Obwohl es nicht brennbar ist, ist es ein starkes Oxidationsmittel, das bei Kontakt mit organischen Stoffen oder einigen Metallen wie Kupfer, Silber oder Bronze eine Selbstentzündung verursachen kann.

Wasserstoffperoxid ist in geringen Konzentrationen (3 bis 9 %) in vielen Haushaltsprodukten für medizinische Zwecke und als Bleichmittel für Kleidung und Haare enthalten. In der Industrie wird es in höheren Konzentrationen zum Bleichen von Stoffen und Papierbrei und zu 90 % als Bestandteil von Raketentreibstoffen sowie zur Herstellung von Schaumgummi und organischen Chemikalien verwendet. In anderen Bereichen, z. B. in der Forschung, wird es zur Messung der Aktivität einiger Enzyme, z. B. der Katalase, verwendet.

Physikalische und chemische Eigenschaften
Reines Wasserstoffperoxid (H2O2) ist eine dichte, klare Flüssigkeit mit einer Dichte von 1,47 g/cm³ bei 0 °C. Sein Schmelzpunkt liegt bei -0,4 °C. Sein normaler Siedepunkt liegt bei 150 °C.

Stereochemie
Ähnlich wie Wasser hat Wasserstoffperoxid eine Symmetrieachse (Achse um 180° gedreht). Es hat drei Konformationen: cis-planar (Symmetriegruppe C2v), cis-non-planar (Symmetriegruppe C2) und trans-planar (Symmetriegruppe C2h).

Reaktivität
Konzentriertes Wasserstoffperoxid ist ein gefährlich reaktiver Stoff, da seine Zersetzung unter Bildung von Wasser und Sauerstoff stark exotherm ist. Die folgende thermochemische Reaktion verdeutlicht diese Tatsache:

2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g) ΔHº = -98,2 kJ/mol.

Wird als Oxidations- und Reduktionsmittel eingesetzt.
Wasserstoffperoxid kann entweder als Oxidationsmittel oder als Reduktionsmittel wirken. Die folgenden Gleichungen zeigen die Halbreaktionen in sauren Medien:

2 H+ (aq) + H2O2 (aq) + 2 e- → 2 H2O (l) Eo - netto = 1,77 V
O2 (g) + 2 H+ + 2 e- → H2O2 (aq) Eo - Gitter = 0,695 V2

In basischer Lösung betragen die der Standardelektrode entsprechenden Potenziale 0,87 V (Volt̠) für die Reduktion von Wasserstoffperoxid und 0,08 V für seine Oxidation.

Herstellung
Früher wurde Wasserstoffperoxid durch Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Schwefelsäure oder saurem Ammoniumbisulfat (NH4HSO4) mit anschließender Hydrolyse von Peroxodisulfat ((SO4)2) hergestellt. Wasserstoffperoxid wird heute fast ausschließlich durch Autooxidation eines 2-Alkoxyanthrahydrochinons (oder 2-Alko-9-10-dihydroxyanthracen) zum entsprechenden 2-Alkoanthrachinon in einem Verfahren gewonnen, das als "Anthrachinon-Prozess" bezeichnet wird.

Im Jahr 1994 betrug die weltweite H2O2-Produktion 1,9 Millionen Tonnen. Im Jahr 2006 stieg sie auf 2,2 Millionen Tonnen, wobei der größte Teil der Produktion eine Konzentration von 70 % oder weniger aufwies. In diesem Jahr wurde ein Kilogramm Wasserstoffperoxid für 1,5 US-Dollar verkauft.

Entdeckung
Wasserstoffperoxid wurde erstmals 1818 von Louis Jacques Thénard beschrieben, der es durch Behandlung von Bariumperoxid mit Salpetersäure herstellte. In einer verbesserten Version dieses Verfahrens wird Salzsäure verwendet, gefolgt von der Zugabe von Schwefelsäure, um das Bariumsulfat als Nebenprodukt auszufällen. Das Thénard-Verfahren wurde von Ende des 19. bis Mitte des 20. Jahrhunderts angewandt.

Lange Zeit ging man davon aus, dass reines Wasserstoffperoxid instabil sei, da alle frühen Versuche, es vom Wasser, das bei der Synthese anfällt, zu trennen, scheiterten. Diese Instabilität war auf Spurenverunreinigungen (Übergangsmetallsalze) zurückzuführen, die die Zersetzung dieses Peroxids katalysieren. Reines Wasserstoffperoxid wurde erstmals 1894 - fast 80 Jahre nach seiner Entdeckung - von Richard Wolffenstein durch Vakuumdestillation gewonnen.

Die Bestimmung der Molekularstruktur des Wasserstoffperoxids war sehr schwierig. Im Jahr 1892 bestimmte der italienische Physikochemiker Giacomo Carrara (1864-1925) seine Molekülmasse durch kryoskopischen Abstieg und bestätigte damit seine Molekülformel als H2O2. Mindestens ein halbes Dutzend hypothetischer Molekülstrukturen schienen mit den vorliegenden Beweisen übereinzustimmen. Im Jahr 1934 schlugen der englische mathematische Physiker William Penney und der schottische Physiker Gordon Sutherland eine Molekularstruktur vor, die der heute akzeptierten sehr ähnlich ist.


Anwendungen

Industriell
Wasserstoffperoxid wird in der Industrie in vielen Bereichen eingesetzt, z. B.:
- Bleichen von Stoffen, Baumwolle und Zellstoff.
- Es wird zunehmend als Ersatz für Chlor verwendet.
- In der Lebensmittelindustrie wird es häufig zum Bleichen von Käse, Hähnchen, Fleisch und Knochen sowie zur Herstellung von Pflanzenölen verwendet.
- In der chemischen Industrie wird es als Reagenz verwendet.
- Es ist sehr wichtig für die Herstellung von Arzneimitteln.
- Es wird auch zum Bleichen von Zähnen verwendet. Industrielles Wasserstoffperoxid hat in der Regel eine Konzentration von mehr als 30 %, im Gegensatz zu dem in Apotheken und Supermärkten gekauften Wasserstoffperoxid für den Hausgebrauch, das meist nur 3 % enthält.

Luft- und Raumfahrt
Wasserstoffperoxid wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie als Treibstoff in einmotorigen Raketentriebwerken oder zur Sauerstoffversorgung in zweimotorigen Triebwerken verwendet. Dieses Peroxid wird im Allgemeinen in einer Konzentration von 90 % verwendet. Es ist äußerst explosiv.

Kunst
Wasserstoffperoxid wird bei Restaurierungsarbeiten verwendet. In vielen alten Gemälden haben sich Weißpigmente auf der Basis von Blei(II)-carbonat durch die Bildung von Blei(II)-sulfid, das besonders schwarz ist, verfärbt. Wasserstoffperoxid reagiert so, dass es Blei(II)-sulfid in Blei(II)-sulfat (weiße Farbe) umwandelt. Beide Salze sind in Wasser unlöslich. Die Reaktion verläuft wie in der folgenden Gleichung dargestellt.

PbS (s) + 4 H2O2 (aq) → PbSO4 (s) + 4 H2O (l)

Therapeutische Verwendung
Im Allgemeinen erkennen die wichtigsten Gesundheitsbehörden der Welt Wasserstoffperoxid in Verdünnungen bis zu 6 % als sicher für die Verwendung als antimikrobielles Mittel, Oxidationsmittel und andere Zwecke an. Aufgrund seiner oxidierenden Wirkung wird es seit vielen Jahren als antiseptisches und antibakterielles Mittel verwendet. Seine Verwendung ist in den letzten Jahren aufgrund der Beliebtheit anderer Ersatzprodukte zurückgegangen. Es wird aber immer noch in vielen Krankenhäusern, medizinischen Zentren und Kliniken verwendet.

Desinfektion
Wasserstoffperoxid ist ein allgemeines Antiseptikum. Sein Wirkungsmechanismus beruht auf seiner oxidierenden Wirkung: Es bildet Hydroxyl- (OH-) und freie Radikale, die eine Vielzahl von organischen Verbindungen angreifen, darunter auch Lipide und Proteine, aus denen die Zellmembranen von Mikroorganismen bestehen. Das in den Geweben vorhandene Enzym Katalase baut Wasserstoffperoxid schnell ab und erzeugt Sauerstoff, der die Keimung anaerober Sporen verhindert.

Es wird bei Dermo-Anwendungen, Prothesenreinigung und Munddesinfektion sowie im Bereich der Optik bei der Desinfektion von Kontaktlinsen eingesetzt.

Darüber hinaus wird es unter Ausnutzung der im Blut vorhandenen Peroxidase-Aktivität zusammen mit Phenolphthalein zum Nachweis von Blut verwendet (Kastle-Meyer-Test).

Synonyme von Wasserstoffperoxid: Dioxidan; Oxidanyl; Perhydroxische Säure; 0-Hydroxyol; Dihydroxid; Sauerstoffhaltiges Wasser; Peroxaan

FAQs

Was sind Synonyme für Wasserstoffperoxid?

Synonyme für Wasserstoffperoxid sind Dioxidan, Oxidanyl; Perhydroxic Acid; 0-Hydroxyol, Dihydrogen dioxide, Oxygenated water, Peroxaan und H2O2.

Wie lautet die CAS-Nummer von Wasserstoffperoxid?

Die CAS-Nummer von Wasserstoffperoxid ist 7722-84-1.

CAS Wasserstoffperoxid?

Die CAS-Nummer von Wasserstoffperoxid ist 7722-84-1.

CAS 7722-84-1?

Die CAS-Nummer 7722-84-1 ist dem Wasserstoffperoxid zugeordnet.