oxygenated water آب اکسیژنه

پراکسید هیدروژن یا آب اکسیژنه یک ترکیب شیمیایی با فرمول H₂O₂ است. آب اکسیژنه در شکل خالص ، مایع بسیار کم رنگ آبی و کمی چسبناکتر از آب است. این ماده به عنوان اکسید کننده ، ماده سفید کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. آب اکسیژنه غلیظ یا “پراکسید هیدروژن آزمایش بالا” ، یک نوع اکسیژن واکنش پذیر است و به عنوان پیشران در موشک سازی استفاده می شود. شیمی آب اکسیژنه تحت تأثیر ماهیت پیوند پراکسید ناپایدار آن است. آب اکسیژنه ساده ترین پراکسید (ترکیبی با پیوند منفرد اکسیژن – اکسیژن) است؛ ناپایدار است و در حضور نور به آرامی تجزیه می شود. به دلیل بی ثباتی ، آب اکسیژنه معمولاً با یک تثبیت کننده در یک محلول اسیدی ضعیف در بطری رنگ تیره ذخیره می شود. آب اکسیژنه در سیستم های بیولوژیکی از جمله بدن انسان یافت می شود. آنزیم هایی که از پراکسید هیدروژن استفاده می کنند و یا تجزیه می شوند ، به عنوان پراکسیداز طبقه بندی می شوند.

خواص آب اکسیژنه

نقطه جوش آب اکسیژنه 150.2 درجه سانتیگراد (302.4 درجه فارنهایت) برآورد شده است که تقریباً 50 درجه سانتیگراد (90 درجه فارنهایت) بالاتر از نقطه جوش آب است. در صورت گرم شدن تا این دما ، آب اکسیژنه تجزیه حرارتی بالقوه انفجاری خواهد داشت. آب اکسیژنه ممکن است در دمای پایین و تحت فشار کم با خیال راحت تقطیر شود. آب اکسیژنه در محلول های آبی ، با ماده خالص آب اکسیژنه به دلیل اثرات پیوند هیدروژن بین آب و مولکول های آب اکسیژنه متفاوت است. آب اکسیژنه و آب یک مخلوط یوتکتیک را تشکیل می دهند ، که دمای نقطه انجماد را تا 56- درجه سانتیگراد کاهش می دهد. آب خالص دارای نقطه انجماد 0 درجه سانتیگراد و آب اکسیژنه خالص دارای نقطه انجماد 0.43 − درجه سانتیگراد است. نقطه جوش مخلوط آب اکسیژنه و آب نیز در رابطه با میانگین هر دو نقطه جوش (125.1 درجه سانتی گراد) کاهش می یابد و در دمای 114 درجه سانتی گراد رخ می دهد. این نقطه جوش 14 درجه سانتیگراد بیشتر از آب خالص و 36.2 درجه سانتیگراد کمتر از آب اکسیژنه خالص است.

تاریخچه آب اکسیژنه

الكساندر فون هومبولت یکی از اولین پراكسیدهای مصنوعی ( پراكسید باریم) را در سال 1799 به عنوان محصول جانبی تلاش های خود برای تجزیه هوا گزارش كرد. نوزده سال بعد لوئیس ژاک تنارد تشخیص داد که این ترکیب می تواند برای تهیه یک ترکیب قبلاً ناشناخته، استفاده شود که وی آن را به عنوان eau oxygénée (“آب اکسیژنه”) توصیف کرد و متعاقباً به عنوان پراکسید هیدروژن شناخته شد. امروزه ، ممکن است اصطلاح “آب اکسیژنه” در بسته بندی های خرده فروشی وجود داشته باشد که به مخلوطهایی شامل آب و پراکسید هیدروژن یا آب و اکسیژن محلول اشاره دارد. اگر این تفاوت به درستی توسط کاربر درک نشود ، این موضوع می تواند باعث صدمه شخصی شود. در نسخه بهبود یافته فرآیند تنارد از اسید کلریدریک استفاده شده و به دنبال آن اسید سولفوریک برای رسوب محصول جانبی سولفات باریم اضافه می شود. این روند از اواخر قرن نوزدهم تا اواسط قرن 20 استفاده می شد. تنارد و جوزف لوییس گیلوساک در سال 1811 پراکسید سدیم را سنتز کردند. اولین کارخانه تولید پراکسید هیدروژن در سال 1873 در برلین ساخته شد. کشف سنتز پراکسید هیدروژن توسط الکترولیز با اسید سولفوریک ، روش الکتروشیمیایی کارآمدتری را معرفی کرد که اولین بار در سال 1908 در شهر وایسنشتاین ایالت کارینتیای اتریش تجاری شد. فرآیند آنتراكینون ، كه هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد ، در طول دهه 1930 توسط تولیدكننده مواد شیمیایی آلمانی IG Farben در لودویگشافن ساخته شد. افزایش تقاضا و بهبود روشهای سنتز منجر به افزایش تولید سالانه پراکسید هیدروژن از 35000 تن در 1950 ، به بیش از 100،000 تن در 1960 و به 300،000 تن تا 1970 رسیده است. این رقم در سال 1998 به 2.7 میلیون تن رسید. مدت ها اعتقاد بر این بود که پراکسید هیدروژن خالص ناپایدار است ، زیرا همه تلاش های اولیه برای جداسازی آن از آب ، که در هنگام سنتز وجود دارد ، با شکست مواجه شد. این بی ثباتی به دلیل ردیابی ناخالصی ها (نمک های فلزی انتقالی) بود که تجزیه پراکسید هیدروژن را کاتالیز می کند. پراکسید هیدروژن خالص برای اولین بار در سال 1894 – تقریباً 80 سال پس از کشف آن – توسط ریچارد ولفنشتاین بدست آمد که آن را با تقطیر خلا تولید کرد. ثابت شده است که تعیین ساختار مولکولی پراکسید هیدروژن بسیار دشوار است. در سال 1892 ، شیمی دان ایتالیایی جیاکومو کارارا جرم مولکولی آن را با فرورفتگی نقطه انجماد تعیین کرد ، که تایید کرد فرمول مولکولی آن H₂O₂ است. به نظر می رسد حداقل نیمی از دو ساختار مولکولی فرضی با شواهد موجود سازگار باشد. در سال 1934 ، ویلیام پنی ، فیزیکدان ریاضی انگلیسی و گوردون ساترلند ، فیزیکدان اسکاتلندی ، یک ساختار مولکولی برای پراکسید هیدروژن ارائه دادند که بسیار شبیه به ساختار فعلی پذیرفته شده بود. پیش از این ، پراکسید هیدروژن بصورت صنعتی با هیدرولیز پرسولفات آمونیوم تهیه می شد ، که خود با الکترولیز محلول بی سولفات آمونیوم در اسید سولفوریک بدست می آمد.

امروزه ، پراکسید هیدروژن تقریباً به طور انحصاری توسط فرآیند آنتراكینون تولید می شود ، شركت شیمیایی آلمان BASF این روش را در سال 1939 آن را تولید و ثبت كرد. این روش با كاهش آنتراكینون به آنترا هیدروكینون مربوطه (معمولاً با هیدروژناسیون روی كاتالیست پالادیوم) آغاز می شود. در حضور اکسیژن ، آنترا هیدرو کینون تحت اکسیداسیون قرار می گیرد: اتم های هیدروژن ناپایدار گروه های هیدروکسی به مولکول اکسیژن منتقل می شوند و به آن پراکسید هیدروژن می دهند و آنتراکینون را بازسازی می کنند. اکثر فرآیندهای تجاری با جوشاندن هوای فشرده از طریق محلول آنترا هیدروکینون ، به اکسیداسیون می رسند ، سپس با پراکسید هیدروژن از محلول استخراج شده و آنتراكینون برای چرخه های متوالی هیدروژناسیون و اکسیداسیون بازیافت می شود.

کاربردهای آب اکسیژنه | قیمت خرید آب اکسیژنه | فروش آب اکسیژنه

سفید کننده
حدود 60٪ از تولید آب اکسیژنه در جهان برای سفیدکاری کاغذ و خمیر کاغذ استفاده می شود. دومین کاربرد عمده صنعتی آب اکسیژنه تولید پرکربنات سدیم و سولفات سدیم است که به عنوان سفید کننده های ملایم در مواد شوینده لباس استفاده می شود. سدیم پرکربنات ، که یک ترکیب اضافی از کربنات سدیم و پراکسید هیدروژن است ، ماده موثره در محصولات شستشو مانند شوینده لباسشویی است. وقتی در آب حل می شود ، پراکسید هیدروژن و کربنات سدیم آزاد می شود. این عوامل سفید کننده به خودی خود فقط در دمای شستشو 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) یا بالاتر موثر هستند و بنابراین ، اغلب همراه با فعال کننده های سفید کننده استفاده می شوند ، که باعث تمیز کردن در دمای پایین می شود.

تولید ترکیبات آلی
آب اکسیژنه در تولید پراکسیدهای آلی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که دی اکسید دی بنزوئیل نمونه ای با حجم بالا است. در پلیمریزاسیون ، به عنوان ماده سفید کننده آرد و به عنوان درمان آکنه استفاده می شود. اسیدهای پراکسی مانند اسید پراستیک و اسید متا کلروپروکسی بی بنزوئیک نیز با استفاده از پراکسید هیدروژن تولید می شوند. از پراکسید هیدروژن برای ایجاد مواد احتراقی مبتنی بر پراکسید آلی ، مانند پراکسید استون استفاده مس شود.

ضد عفونی کننده
از آب اکسیژنه در برخی فرآیندهای تصفیه فاضلاب برای از بین بردن ناخالصی های آلی استفاده می شود. ددر فرآیند اکسیداسیون پیشرفته ، واکنش فنتون باعث ایجاد رادیکال هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر می شود. این باعث کاهش ترکیبات آلی می شود، از جمله ترکیباتی که معمولاً قوی هستند ، مانند ترکیبات معطر یا هالوژنه. همچنین آب اکسیژنه می تواند ترکیبات گوگرددار موجود در زباله ها را اکسید کند که مفید است زیرا به طور کلی بوی آنها را کاهش می دهد. آب اکسیژنه می تواند برای ضد عفونی کردن سطوح مختلف از جمله ابزار جراحی استفاده شود و ممکن است به عنوان بخار (VHP) برای ضدعفونی کردن محیط اتاق استفاده شود. آب اکسیژنه اثر طیف گسترده ای را در برابر ویروس ها ، باکتری ها ، مخمرها و اسپورهای باکتریایی نشان می دهد. به طور کلی ، فعالیت بیشتری در برابر باکتریهای گرم مثبت نسبت به باکتریهای گرم منفی دیده می شود. با این حال ، وجود کاتالاز یا سایر پراکسیدازها در این ارگانیسم ها ممکن است تحمل را در حضور غلظت های پایین آب اکسیژنه افزایش دهد. غلظت پایین تر (3٪) در برابر اکثر اسپورها کار خواهد کرد. غلظت های بالاتر (7 تا 30٪) و مدت زمان تماس بیشتر فعالیت اسپوری کش را بهبود می بخشد. آب اکسیژنه به عنوان یک جایگزین ایمن از نظر محیط زیست برای سفید کننده های پایه کلر دیده می شود ، زیرا از بین می رود و اکسیژن و آب تشکیل می دهد و به طور کلی به عنوان یک ماده ضد میکروبی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) به عنوان گزینه ایمن شناخته می شود. از آب اکسیژنه ممکن است برای درمان آکنه استفاده شود ، اگرچه پراکسید بنزوئیل روش رایج تری است.

از بین بردن لکه های خون
آب اکسیژنه به عنوان ماده سفید کننده با خون واکنش نشان می دهد و بنابراین اگر یک لکه خون تازه باشد یا خیلی قدیمی نباشد ، استفاده یکباره از آب اکسیژنه ودر صورت لزوم استفاده بیش از یک بار، باعث لکه برداری کامل می شود. پس از گذشت حدود دو دقیقه از تماس آب اکسیژنه با لکه، تمام لکه پاک و تمیز می شود. در صورت لزوم تا حصول نتیجه مطلوب این کار را تکرار کنید.

کاربردهای خانگی

آب اکسیژنه دارای کاربردهای مختلف خانگی است ، در درجه اول می توان از آن به عنوان یک ماده تمیز کننده و ضد عفونی کننده سطوح در آشپزخانه، توالت و حمام استفاده نمود.

سفید کردن مو و دندان
مخلوط آب اکسیژنه رقیق شده (بین 1.9٪ تا 12٪) با آمونیاک آبی برای سفید کردن موهای انسان استفاده می شود. از آب اکسیژنه برای سفید شدن دندان نیز استفاده می شود که ممکن است در بیشتر خمیردندان های سفید کننده وجود داشته باشد. آب اکسیژنه نتایج مثبتی را در رابطه با سبک بودن دندان و پارامترهای سایه کروم نشان داده است.این ماده با اکسید کردن رنگدانه های رنگی روی مینای دندان که ممکن است سایه دندان روشن شود ، عمل می کند. آب اکسیژنه می تواند با جوش شیرین و نمک مخلوط شود و یک خمیر دندان خانگی درست کند.

چوب های براق
آب اکسیژنه با دی استرهای خاصی مانند استر فنیل اگزالات (سیالوم) واکنش داده و شیمی لومینسانس تولید می کند. این کاربرد معمولاً به صورت چوب درخشان دیده می شود.

باغداری
برخی از باغبانان و استفاده کنندگان از روشهای هیدروپونیک از استفاده از محلول آب آکسیژنه ضعیف در محلولهای آبیاری حمایت می کنند. تجزیه خود به خود آن اکسیژن آزاد می کند که رشد ریشه گیاه را افزایش می دهد و به درمان پوسیدگی ریشه (مرگ ریشه سلولی به دلیل کمبود اکسیژن) و انواع دیگر آفات کمک می کند.

صید ماهی
از آب اکسیژنه در آبزی پروری برای کنترل مرگ و میر ناشی از میکروب های مختلف استفاده می شود. در سال 2019 ، FDA آمریكا استفاده از آب اکسیژنه را برای كنترل Saprolegniasis در همه ماهیان آب سرد و ماهیان انگشتی و ماهیان آب خنك و آب گرم بزرگسالان و برای كنترل بیماری ستون خارجی در ماهیان آب گرم و همچنین Gyrodactylus spp در ماهی های قزل آلای پرورش یافته شیرین تأیید كرد. آزمایش های انجام شده نشان داده است که ازآب اکسیژنه معمولی خانگی می تواند با خیال راحت برای تأمین اکسیژن ماهیان کوچک استفاده شود. آب اکسیژنه وقتی در معرض کاتالیزورهایی مانند دی اکسید منگنز قرار می گیرد ، با تجزیه اکسیژن آزاد می کند.

موارد ایمنی در هنگام استفاده از آب اکسیژنه

مقررات در این زمینه متفاوت است ، اما غلظت کم آب اکسیژنه، مانند 5٪ ، به طور گسترده ای در دسترس و قانونی است که برای استفاده پزشکی خریداری می شود. بیشتر محلول های آب اکسیژنه بدون نسخه و توصیه متخصص برای مصرف مناسب نیستند. غلظت های بالاتر ممکن است خطرناک در نظر گرفته شوند و به طور معمول با یک برگه اطلاعات ایمنی (SDS) همراه هستند. در غلظت های بالا ، آب اکسیژنه یک اکسید کننده تهاجمی است و باعث خوردگی بسیاری از مواد ، از جمله پوست انسان می شود. در حضور یک عامل کاهنده ، غلظت بالای آب اکسیژنه واکنش شدیدی نشان خواهد داد. آب اکسیژنه با غلظت بالا ( معمولاً بالای 40٪ ) اگر در محیط آزاد شود ، طبق مقررات ایالات متحده باید خطرناک تلقی شود. آب اکسیژنه باید در یک مکان خنک ، خشک و دارای تهویه مناسب و به دور از هرگونه مواد قابل اشتعال یا قابل احتراق نگهداری شود. باید در ظرفی متشکل از مواد غیر واکنشی مانند فولاد ضد زنگ یا شیشه نگهداری شود (مواد دیگر از جمله برخی پلاستیک ها و آلیاژهای آلومینیوم نیز ممکن است مناسب باشند). از آنجا که آب اکسیژنه در معرض نور به سرعت خراب می شود ، باید در یک ظرف مات نگهداری شود و فرمولاسیون های دارویی آن معمولاً در بطری های قهوه ای وجود دارند که نور را مسدود می کنند.

آب اکسیژنه ، چه به صورت خالص و چه به صورت رقیق ، ممکن است خطرات مختلفی را به همراه داشته باشد ، از جمله اصلی ترین موارد خطر، ایجاد مخلوط انفجاری در اثر تماس با ترکیبات آلی است. آب اکسیژنه بسیار غلیظ ناپایدار است و ممکن است باعث انفجار بخار مایعات در حال انبساط مایعات باقیمانده شود. در نتیجه ، تقطیر آب اکسیژنه در فشارهای طبیعی بسیار خطرناک است. همچنین آب اکسیژنه خاصیت خورندگی دارد ، به خصوص در غلظت های بالا ، اما حتی محلول های حاوی آب اکسیژنه همراه با مقاومت داخلی نیز ممکن است باعث تحریک چشم ، غشای مخاطی و پوست شوند. خوردن محلول های آب اکسیژنه به شدت خطرناک است ، زیرا تجزیه آن در معده مقادیر زیادی گاز آزاد می کند (ده برابر حجم محلول 3٪) و منجر به نفخ داخلی می شود. استنشاق غلظت بیش از 10٪ آب اکسیژنه می تواند باعث تحریک شدید ریوی شود.

عوارض جانبی آب اکسیژنه روی زخم ها

از لحاظ تاریخی از آب اکسیژنه برای ضد عفونی کردن زخم ها استفاده می شده که بخشی از آن به دلیل کم هزینه بودن و در دسترس بودن سریع آن در مقایسه با سایر داروهای ضد عفونی کننده بوده است. اما اکنون تصور می شود که استفاده از آب اکسیژنه مانع بهبودی و باعث ایجاد زخم می شود ، زیرا سلولهای پوستی تازه ایجاد شده را از بین می برد.یک مطالعه نشان داد که فقط غلظت های بسیار کم محلول آب اکسیژنه ممکن است باعث التیام زخم شود آن هم به شرطی که به طور مکرر استفاده نشود. استفاده از آب اکسیژنه در جراحی می تواند منجر به تشکیل آمبولی گازی شود. با وجود این ، هنوز هم در بسیاری از کشورها برای درمان زخم استفاده می شود ، و در ایالات متحده ، به عنوان یک ضد عفونی کننده عمده کمک های اولیه رایج است. قرار گرفتن پوست در معرض محلول های رقیق آب اکسیژنه باعث سفید شدن یا سفید شدن پوست به دلیل میکرو آمبولی ناشی از حباب های اکسیژن در مویرگ ها می شود.