آب اکسیژنه یک ترکیب شیمیایی بسیار ناپایدار است. دو مولکول هیدروژن با دو مولکول اکسیژن ترکیب می‌شوند و این ماده را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین فرمول شیمیایی آن H2O2 است. این ساده‌ترین پراکسید است (زیرا ترکیبی با پیوند منفرد اکسیژن – اکسیژن است). آب‌اکسیژنه به‌عنوان اکسیدکننده، سفیدکننده و ضدعفونی‌کننده کاربردهای اساسی دارد. ازآنجایی‌که این ترکیب ناپایدار است، در مجاورت نور به‌آرامی تجزیه می‌شود. آب‌اکسیژنه معمولاً با یک تثبیت‌کننده در محلول اسیدی ضعیف ذخیره می‌شود؛ زیرا ناپایدار است. می‌توان آن را در سیستم‌های بیولوژیکی از جمله بدن انسان یافت. پراکسیدازها آنزیم‌هایی هستند که از آب اکسیژنه استفاده یا تجزیه می‌کنند.
خواص آب اکسیژنه
به‌طورکلی خواص فیزیکی و شیمیایی آب اکسیژنه به شرح زیر است:
خواص فیزیکی آب اکسیژنه
- به رنگ آبی کم‌رنگ است. به دلیل پیوند -H مایع شربتی غلیظ بدون بو است.
- طعم تلخی دارد که باعث ایجاد تاول‌های پوستی می‌شود.
- محلول در آب، الکل و اتر است.
- دمای جوش 150 درجه سانتیگراد و نقطه انجماد 0.89- درجه سانتیگراد است. همچنین نقطه جوش آب اکسیژنه بالاتر هم می‌رود زیرا پیوند هیدروژنی بین مولکولی در آن قوی‌تر از آب است.
- دارای پیوندهای قطبی و غیرقطبی است و دیامغناطیس است.
- دارای ویسکوزیته بالاتر از آب است. چگالی آن حدود 40 درصد از آب بیشتر است.
- فرم غلیظ خالص در حدود 150 درجه سانتیگراد می‌جوشد. اما در این دما دچار تجزیه حرارتی شده و واکنش انفجاری دارد. به همین دلیل است که معمولاً به شکل آبی ذخیره می‌شود. همچنین برای جلوگیری از واکنش آن با نور، آن را در ظروف تیره‌رنگ نگهداری می‌کنند. باید به‌خاطر داشت که ما هیچ‌دانش عملی در مورد نقطه‌جوش آب اکسیژنه نداریم. این فقط یک فرض نظری است. این به این دلیل است که قبل از رسیدن به نقطه‌جوش منفجر می‌شود.
- در آب قابل اختلاط است، یعنی در صورت مخلوط شدن با آب، محلول همگنی تشکیل می‌دهد.
- ماهیت اسیدی دارد.
خواص شیمیایی آب اکسیژنه
به دلیل ساختار مولکولی، H2O2 یک ماده بی‌نظیر است. این ماده از اتم‌های اکسیژن در حالت اکسیداسیون 1- ساخته شده است که برخلاف حالت‌های اکسیداسیون 0 یا -2 در بسیاری از ترکیبات دیگر است. این نشان می‌دهد که بسته به pH محلول آن، این ماده شیمیایی می‌تواند هم به عنوان اکسیدکننده و هم به عنوان یک عامل کاهنده عمل کند.
موارد استفاده از آب اکسیژنه
آب اکسیژنه کاربردهای مختلفی دارد. برخی از آن‌ها به شرح زیر است:
آب اکسیژنه به‌عنوان سفیدکننده
آب اکسیژنه می‌تواند به عنوان یک عامل سفیدکننده استفاده شود. به دلیل خاصیت اکسیدکننده، H2O2 می‌تواند مستقیماً با پیوندهای دوگانه در مولکول‌های آلی بزرگ واکنش داده و پراکسیدهای آلی را تشکیل دهد. H2O2 برای سفید کردن خمیر چوب برای کاغذ سفید و ملانین موجود در مو به این روش استفاده می‌شود.
آب اکسیژنه به‌عنوان یک عامل سفیدکننده برای الیاف ثانویه جذاب است. هنگامی که سطوح بالایی از روشنایی موردنیاز است، آب اکسیژنه رایج‌ترین ماده شیمیایی مورداستفاده برای سفیدکردن خمیر با بازده بالا است.
اشکال اصلی این است که آب اکسیژنه دارای ظرفیت ضدعفونی‌کننده و اکسیدکننده محدودی در غلظت‌های فعال است که برای ضدعفونی استخرهای شنا موردنیاز است. مسئله دیگر تجزیه سریع آب‌اکسیزنه در آب و وجود رادیکال‌های اکسیژن است.
آب‌اکسیژنه به‌عنوان ماده شوینده
یکی از کاربردهای صنعتی عمده این ترکیب، ساخت سدیم پرکربنت و پربورات سدیم است که به‌عنوان سفیدکننده ملایم در شوینده‌های لباسشویی استفاده می‌شود. پرکربنت سدیم یک ماده فعال در محصولاتی مانند شوینده لباسشویی OxiClean و Tide است. وقتی در آب حل می‌شود، آب اکسیژنه و کربنات سدیم آزاد می‌کند.
آب اکسیژنه برای تولید ترکیبات آلی
از آب‌اکسیژنه در تولید چندین پراکسید آلی استفاده می‌شود که نمونه‌ای از آن دی بنزوئیل پراکسید است. از آن در پلیمریزاسیون‌ها، به‌عنوان سفیدکننده آرد و همچنین به‌عنوان درمان آکنه استفاده می‌شود.
آب‌اکسیژنه به‌عنوان ضدعفونی‌کننده
میکروب‌ها مانند اکثر ویروس‌ها و باکتری‌ها توسط آب‌اکسیزنه از بین می‌روند. یک ضدعفونی‌کننده با غلظت 3 درصد آب اکسیژنه معمولاً در سوپرمارکت‌ها موجود است. هنگام کار با آب‌اکسیزنه باید مراقب بود؛ زیرا می‌تواند سطوح خاصی را از بین ببرد و نسبت به برخی از ضدعفونی‌کننده‌ها یک ماده شیمیایی مضرتر است.
از زمان‌های بسیار قدیم، آب‌اکسیژنه به دلیل هزینه کم و دردسترس‌بودن سریع در مقایسه با سایر ضد عفونی‌کننده‌ها برای ضدعفونی‌کردن زخم‌ها استفاده می‌شده است. بااین‌حال، در زمان‌های اخیر، تصور می‌شود که از بهبودی جلوگیری می‌کند و باعث ایجاد جای زخم می‌شود، زیرا سلول‌های تازه تشکیل‌شده پوست را از بین می‌برد.
کاربردهای آب اکسیژنه برای گیاهان
باید هفته‌ای یکبار یا بعد از بارندگی، گیاهان بالغ را با محلول پراکسید هیدروژن آبیاری کرد. مقدار مساوی آب مقطر و آب اکسیژنه 3 درصد را در یک کاسه مخلوط کنید. گیاهان آلوده و اطراف آن‌ها را با یک بطری اسپری کاملاً خیس کنید.
آب اکسیژنه را می‌توان برای رشد طیف وسیعی از گیاهان در باغ‌های هیدروپونیک، تخت‌های مرتفع و گلخانه‌ها استفاده کرد. این ماده با آزادکردن اکسیژن به‌عنوان یک جایگزین اکسیژن برای گیاهان عمل می‌کند. همچنین به نظر می‌رسد که برای سلامت و نمو گیاهان بسیار مفید است. آب اکسیژنه همچنین ممکن است به درمان قارچ خاک کمک کند.
آب اکسیژنه به افزایش سطح اکسیژن در آب کمک می‌کند. همچنین به حذف هرگونه باکتری که باعث ایجاد کپک یا قارچ می‌شود نیز کمک می‌کند. تخم‌ها و لاروهای پشه قارچ در این فرایند از بین می‌روند. این محلول همچنین به افزودن اکسیژن به خاک گیاهان داخلی و همچنین حذف سایر آفات باکتریایی یا قارچی کمک می‌کند. علاوه‌برآن به درمان عفونت‌های قارچی در گیاهان و پاک‌سازی حوضچه‌های آلوده به جلبک نیز کمک می‌کند.
آب‌اکسیژنه مورداستفاده در دندانپزشکی
در دندانپزشکی امروزی، از این ماده به طور ایمن و کارآمد استفاده می‌شود. اگرچه سفیدکردن دندان محبوب‌ترین کاربرد آن است، اما نشان‌داده‌شده است که آب اکسیژنه در درمان التهاب لثه و پریودنتیت فواید سلامتی قابل‌توجهی دارد.
غرغره کردن آب اکسیژنه می‌تواند به تسکین گلودرد، ضدعفونی‌کردن دهان و سفیدکردن دندان‌ها کمک کند. آب اکسیژنه به دلیل خواص ضدباکتریایی خود می‌تواند به درمان بیماری لثه کمک کند. بیوفیلم یک‌لایه لزج از باکتری است که با تشکیل پلاک روی دندان‌ها ایجاد می‌شود. آب اکسیژنه اکسیژن تولید می‌کند که به تخریب باکتری‌ها کمک می‌کند.
هنگام استفاده از ژل سفیدکننده دندان با غلظت‌های بالای آب اکسیژنه، بافت‌های نرم داخل دهان محافظت نمی‌شوند. در یک واکنش دردناک به این ژل سفت، لثه‌ها سفید شده و تاول می‌زنند. خوشبختانه این زخم‌ها موقتی هستند و به‌راحتی بهبود می‌یابند.
آب‌اکسیزنه عامل کنترل آلودگی
شاید مهم‌ترین کاربرد آب اکسیژنه در حفاظت از محیط زیست باشد. از آن در کنترل آلودگی هوا استفاده می‌شود، جایی که برای تصفیه پساب‌های زباله‌های صنعتی استفاده می‌شود. همچنین در بازگرداندن شرایط هوازی به فاضلاب و مواد زائد صنعتی استفاده می‌شود.
سایر موارد استفاده آب اکسیژنه عبارت‌اند از:
- در برخی از فرایندهای تصفیه فاضلاب برای حذف ناخالصی‌های آلی استفاده شده است.
- برای استریل کردن سطوح مختلف از جمله ابزارهای جراحی استفاده می‌شود و ممکن است به‌عنوان بخار برای استریل کردن اتاق استفاده شود.
- یک جایگزین امن برای محیط‌زیست برای سفیدکننده‌های مبتنی بر کلر است، زیرا تجزیه می‌شود و آب و اکسیژن را تشکیل می‌دهد و به طور معمول به‌عنوان یک عامل ضدمیکروبی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) پذیرفته شده است.
- مواجهه پوستی با محلول‌های رقیق آب اکسیژنه می‌تواند باعث سفید شدن پوست شود.
- در اکثر خمیردندان‌های سفیدکننده وجود دارد. می‌توان این ترکیب را با جوش شیرین و نمک مخلوط کرد تا خمیردندان خانگی درست شود.
- این ترکیب به طور گسترده در تولید داروهای جایگزین استفاده می‌شود. استفاده از آب اکسیژنه می‌تواند شرایط مختلفی از جمله آمفیزم، آنفولانزا، ایدز و سرطان را درمان کند، اگرچه شواهد مناسبی از اثربخشی آن وجود ندارد.
- در آبزی پروری، از آب اکسیژنه برای کاهش مرگ و میر ناشی از میکروارگانیسم‌های مختلف استفاده می‌شود.
- می‌توان از آن برای استریل کردن برس‌های آرایشی و ضدعفونی مسواک استفاده کرد.
- یک ضدعفونی‌کننده ملایم است که می‌تواند برای بریدگی‌های کوچک، خراشیدگی و سوختگی برای جلوگیری از عفونت استفاده شود.
- در بخش نساجی به عنوان آنتی کلر برای از بین بردن کلر اضافی پس از سفید کردن استفاده می‌شود.
- برای بازگرداندن رنگ نقاشی‌های سربی که در نتیجه اثر H2S در هوا روی رنگ‌های سربی تیره شده‌اند استفاده می‌شود.
سخن پایانی
این ماده یک ترکیب شیمیایی هیدروژن – اکسیژن و یک مایع بی‌رنگ و شربتی است که به راحتی به اکسیژن و آب تجزیه می‌شود.
H2O2 مایعی بی‌رنگ است که از چند جهت شبیه آب است. خواص فیزیکی آن بسیار شبیه آب است با این تفاوت که 40 درصد چگالی آن بیشتر است. بااین‌حال، رفتار شیمیایی آب اکسیژنه و آب به طور قابل توجهی متفاوت است.
شکل آن H202، H—O—O—H است که هر خط تیره منعکس‌کننده یک پیوند کووالانسی است. یعنی هر پیوند حاوی یک جفت الکترون متقابل است که به طور رسمی یکی از هر اتم در انتهای پیوند است. پیوندهای H-O قطبی هستند، در حالی که پیوندهای O-O قطبی نیستند.
آب اکسیژنه مایعی است که می‌توان از آن به روش‌های مختلفی استفاده کرد. برخی از کاربرد آن شامل؛ ضدعفونی‌کننده، موادشوینده، درمان عفونت‌های قارچی،استریل کردن برس‌های آرایشی، سفیدکننده دندان‌ها، استریل کردن سطوح مختلف، تولید ترکیبات عالی و غیره است.