Hydrogen peroxide H2O2 có nguy hiểm không? Ứng dụng nổi bật ra sao?

Hydrogen peroxide – Oxy già là một hợp chất hóa học quen thuộc được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất như dệt may, giấy, chất tẩy rửa, xử lý nước thải dược phẩm y tế và đặc biệt là hàng không vũ trụ. Vậy Hydrogen peroxid có nguy hiểm không, chúng được sản xuất như thế nào? Hãy cùng VIEJTCHEM đi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

>> Xem thêm sản phẩm: Hydrogen peroxide 30% (Perhydrol®) for analysis EMSURE® ISO

1. Hydrogen peroxide là chất gì?

Hóa chất này còn được biết đến với tên thân thuộc “Oxy già”, là một chất oxy hóa lỏng không màu, nhớt hơn nước và mang những đặc điểm của một chất oxy hóa mạnh. Công thức hóa học của chúng là H2O2.

H2O2 thường được sử dụng trên da với vai trò như một chất khử trùng nhẹ, làm sạch vết thương và ngăn ngừa nhiễm trùng.

Hydrogen peroxide bên trong cơ thể người được hình thành từ các túi lysosome bạch cầu, chúng là một cơ chế tự phòng vệ của hẹ miễn dịch để bảo vệ cơ thể trước những loại vi khuẩn, vi trùng và sự xâm nhập bất hại từ bên ngoài.

 

Sơ đồ cấu trúc phân tử Hydrogen peroxid H2O2

2. Đặc trưng vật lý, hóa học của H2O2

Tên khác	Hydro dioxit, hydroperoxide
Trạng thái	Rắn, lỏng, khí
Công thức phân tử	H2O2
Màu sắc	Không màu, trong suốt
Mùi đặc trưng	Mùi gắt
Áp suất hóa hơi (mm HG) ở nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn	23 mmHg
Tỷ trọng hơi (Không khí=1) ở nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn	1.1
Độ hòa tan trong nước	Hòa tan hòa toàn
Độ PH	Axit (2.5 – 3.5)
Khối lượng riêng (kg/m3)	1.1
Nhiệt độ sôi (0C)	108°C
Nhiệt độ nóng chảy (0C)	33°C
Tỷ lệ hóa hơi	>1
Phân tử gam	34.01g/mol
Độ nhớt	1,245 cP ở 20 °C

Hydrogen peroxide có hình dạng “xiên lệch”, do lực đẩy giữa các liên kết đơn O-O là trên nguyên tử oxy. Góc liên kết bị ảnh hưởng bởi liên kết hydro, tạo nên sự khác nhau giữa dạng tinh thể với dạng hơi, trong các tinh thể có những khoảng rộng.

Khoảng trống giữa tinh thể Hydrogen peroxid 

2.1. Tính phân hủy

Hydrogen peroxide bị phân hủy tạo thành nước và oxy, phản ứng có tỏa nhiệt theo phương trình:

2 H2O2→ 2 H2O+ O2 + Nhiệt lượng

Quá trình phân hủy chịu tác động của nhiệt độ, nồng độ của peroxide, độ pH và sự có mặt của các chất ổn định hoặc tạp chất. Phản ứng cần chất xúc tác như mangan dioxit, kali pemanganganat, bạc hoặc enzym catalase. Quá trình phân hủy diễn ra nhanh hơn trong chất xúc tác là kiềm và chất ổn định khi đó là axit.

Khi có mặt một chất xúc tác như Fe2+ hoặc Ti3+, quá trình phân hủy sẽ tạo ra hỗn hợp  H2O2 và Fe2+ hoặc Ti3+ được biết đến như thuốc thử Fenton.

2.2. Phản ứng oxy hóa-khử của Hydrogen peroxide

• Hydro peroxide trong nước có thể bị oxy hóa- khử nhiều loại ion vô cơ tao thành khí oxy. Fe2+  trong dung dịch axit bị oxy hóa lên Fe3+

2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O2

• Trong môi trường kiềm, Mn2+ bị oxy hóa thành Mn4+ ( MnO2), Fe3+ bị khử thành Fe2+

2Fe3+ + H2O2 + 2OH- → 2Fe2+ + 2H2O + O2

Hydrogen peroxid chuyển Fe2+ thành Fe3+

• Hydro peroxide được sử dụng làm chất khử trong hóa hữu cơ

Ph-S-CH3 + H2O2 → Ph-S(O)-CH3 + H2O (xúc tác TiCl3)

• Hydro peroxide được dùng để epoxit hóa các alken như axit acrylic hay oxy hóa các alkylboran thành rượu.  

2.3. Tạo thành các hợp chất peroxide

• Hydrogen peroxide là một axit yếu(pH = 4.5). Nó có thể tạo ra các hydroperoxit, peroxit hay các dẫn xuất của nhiều kim loại hoặc tạo ra các peroxoanion theo phản ứng anion.

Na2B4O7 + 4H2O2 + 2NaOH → 2Na2B2O7(OH)4 + H2O

• Hydro peroxide oxy hóa các axit cacboxylic RCOOH thành các axit peroxy RCOOH.
• Tác dụng với axeton tạo thành axeton peroxit.
• Tác dụng với ozon tạo thành hydro trioxit.
• Tác dụng với ure tạo ra cacbamua peroxit để làm trắng răng.

2.4. Tính bazơ

Hydro peroxide là một bazo yếu, thậm chí yếu hơn cả nước, nhưng khi tác dụng với các axit rất mạnh có thể tạo thành một số sản phẩm.

3. Công nghệ sản xuất Hydrogen peroxide H2O2

Hydrogen peroxid H2O2 có thể được sản xuất theo phương pháp điện phân axit sunfuric, amoni bisulfat axit NH4HSO4  hoặc Peoxit Bari. Tuy nhiên, hai phương pháp này cần rất nhiều điện năng và nhiên liệu, giá thành chúng lại khá cao nên trong công nghiệp, người ta ít dùng đến.

Trên thế giới, phương pháp sản xuất từ Hydro theo công nghệ oxy hóa Anthraquinol AO sử dụng chất xúc tác là paladi được áp dụng phổ biến. Phương pháp này có thể được dùng theo hai cách

3.1. Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng sôi

Nhược điểm của phương pháp này tạo ra Hydrogen peroxide này là các thiết bị sử dụng khá phức tạp, cần rất nhiều năng lượng để hoạt động và đặc biệt quá trình này có thể kéo theo khả năng gây cháy nổ. Nhiều trường hợp đã xảy ra tại một số nhà máy ở Anh, Pháp, Cộng hòa Liên bang Đức.

3.2. Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng cố định

Về cơ phản ứng, cả hai phương pháp xúc tác trên tầng cố định và tầng sôi đều giống nhau, tuy nhiên vấn đề cháy nổ không hề xảy ra khi các nhà máy sử dụng trên tầng cố định.

Quy trình sản xuất Hydrogen peroxid H2O2 theo phương pháp Anthraquinol xúc tác Paladi trên tầng cố định

3.3. Giai đoạn Hydro hóa

Nguyên liệu là hỗn hợp dung dịch gồm có Anthraquinone, phần lớn người ta sử dụng 2- Ethyl Anthraquinone để làm chất mang, những chất thơm nặng, dung môi được dùng để hỗ trợ phản ứng là Tri-izo octyl phosphate TOP. Các chất này được chuẩn bị theo tỷ lệ nhất định, các hợp chất thơm phải được chưng trước trong điều kiện chân không. Hỗn hợp này sau đó được rửa sạch bằng nước khử khoáng và xử lý bằng H2O2 để khử tạp chất, chuẩn bị cho giai đoạn Hydro hóa.

Tất cả những nguyên liệu trên sẽ được đưa vào tháp Hydro hóa cùng với hydro. Quá trình sử dụng nhiệt độ, áp suất, paladi làm chất xúc tác. Anthraquinone sẽ tác dụng với hydro để tạo nên anthraquinol tương ứng. Kết thúc quá trình, hỗn hợp dung dịch được chuyển tiếp đến tháp oxy hóa.

3.4. Giai đoạn oxy hóa

Sau khi được chuyển sang tháp oxy hóa, anthraquinol sẽ kết hợp với oxy, tạo ra Hydrogen peroxid H2O2 đồng thời anthraquinone sẽ bị hoàn nguyên trở lại.

Hỗn hợp dung dịch sau khi ra khỏi tháp oxy hóa sẽ được chuyển sang giai đoạn chiết tách, tinh lọc để lấy sản phẩm cần thiết.

3.5. Giai đoạn chiết tách, tinh lọc

H2O2 có trong hỗn hợp dung dịch sau khi ra khỏi tháp oxy hóa sẽ chuyển sang tháp chiết kiểu lỗ đĩa và được tiến hành chiết suất bằng nước khử khoáng theo quy trình:

• Sau khi thoát ra khỏi tháp oxy hóa, dung dịch được đưa vào đáy tháp chiết, đỉnh tháp sẽ là nơi nước khử khoáng đi vào, ngược chiều với H2O2. Do H2O2 tan hoàn toàn trong nước nên nó sẽ bị hòa tan hết trong nước khử khoáng trước khi đi ra ngoài tháp chiết tại đáy theo chiều chảy của nước khử.
• Dung dịch H2O2 tiếp tục được đưa sang tháp lọc để chiểt tách các tạp chất mang ban đầu như chất thơm nặng, TOP…để được H2O2  nồng độ 27.5%.
• Hỗn hợp dung dịch sau khi chiết suất hết H2O2 đi vào đáy tháp để xử lý bằng dung dịch kiềm được chuyển vào từ đỉnh tháp để tách nước trước khi quay trở lại quá trình hydro hóa.
• Dung dịch kiềm khi kết thúc quá trình được đưa sang thiết bị phân ly để tách tạp chất rồi mới cô đặc cho mục đích tái sử dụng.

3.6. Giai đoạn cô đặc dung dịch Hydrogen peroxide

• Hydrogen peroxid H2O2 nồng độ 27.5% được tạo thành có thể tiêu thụ trực tiếp trên thị trường. Nếu muốn có sản phẩm nồng độ cao hơn, cần phải xử lý tiếp qua công đoạn cô đặc theo quy trình:
• Dung dịch Hydrogen peroxid loãng trong thùng chứa được chuyển qua máy bơm, lọc, gia nhiệt rồi chuyển tới thiết bị làm bay hơi kiểu tháp đệm. Nước và Hydrogen peroxid không có nhiệt độ sôi tương giống nhau nên sẽ phân tách được nước và H2O2 có nồng độ cần thiết như 30%, 50%, 70%. Toàn bộ quá trình được diễn ra trong điều kiện chân không.

Nhà máy sản xuất Hydrogen peroxid tại Việt Nam

Ngoài ra Hydro peroxide còn được sản xuất từ 2-etyl-9, 10-dihydroxyanthanracen thành 2-etylanthraquinon qua quá trình tự oxy hóa và Hydro peroxide sử dụng oxy từ không khí. Sau đó dẫn xuất anthraquinon được tách ra ngoài hỗn hợp rồi khử ngược trở lại thành hợp chất dihydroxy bằng khí hydro.

4. Hydro peroxide dùng để làm gì?

4.1. Hóa chất khử khuẩn, sát trùng bể bơi

Hydrogen peroxide nồng độ 35%- 50% dưới tác động của tia UV tạo thành các gốc oxy hóa mạnh có khả năng khử trùng, sát khuẩn nước với hiệu quả cao, góp phần trung hòa lượng Clo trong khi chi phí lại thấp, vừa an toàn lại tiết kiệm. Do đó, Hydro peroxide được nhiều cá nhân, hộ gia đình, chủ hồ bơi lựa chọn để xử lý nước trong hồ.

Nước hồ bơi được khử trùng bởi Hydrogen peroxid

4.2. Ứng dụng trong gia đình

• Dung dịch H2O2 3% hòa tan với nước theo tỉ lệ 1:1 có thể sử dụng để súc miệng, chúng giúp tẩy ố vàng trên răng, trắng răng nếu được dùng thường xuyên. Các dung dịch mua tại hiệu thuốc có thể được dùng để làm sạch các vết máu khỏi quần áo, thảm trải nhà,… tuy nhiên tuyệt đối không được phép uống vì chúng có chứa nhữa hóa chất mang độc tính.
• Với những nốt mụn trứng cá có thể dùng dung dịch H2O2 chấm nhẹ lên giúp kháng khuẩn các vùng mụn.

• Để giữ độ bền cho màu tóc nhuộm và tăng độ bóng người ta có thể sử dụng dung dịch Hydrogen peroxide nồng độ thấp hơn 5% xịt lên tóc.
• Hydro peroxide nồng độ dưới 3% được sử dụng để sát trùng vết thương và loại bỏ các mô chết.
• Các nhà vườn, người trông thủy sinh rất ưa chuộng việc dùng hydro peroxide để tăng cường sự phát triển của rễ cây, xử lý những rễ bị hỏng, thối úng.

4.3. Ứng dụng trong công nghiệp

• Hydrogen peroxide được dùng để sản xuất natri perbonat, natri percacbonat trong bột giặt.
• H2O2 được dùng để sản xuất hợp chất peroxide hữu cơ như dibenzoyl peroxit, chaasts này được sử dụng làm chất mồi gốc tự do trong các phản ứng trùng hợp.
• Tham gia sản xuất epoxit để điều điều chế axit axetic.
• Hydrro peroxide nồng độ cao được dùng làm chất đẩy cho các động cơ đẩy nhỏ trong một số vệ tinh, giúp cho tàu vũ trụ dễ dàng điều chỉnh và an toàn khi nạp, chứa nhiên liệu trước khi tiếp đất.

Tạo lực đẩy để phóng tên lửa

4.4. Ứng dụng Hydrogen peroxide trong y tế

• Có một số ý kiến cho rằng pha loãng H2O2 35% và sử dụng trong liệu pháp siêu oxy hóa sẽ giúp điều trị AIDS, ung thư. Một số nhà nghiên cứu y học tiến hành tiêm Hydro peroxide nồng độ thấp hơn 1% vào tĩnh mạch để điều trị ung thư. Tuy nhiên, Hiệp hội Ung thư của Mỹ cho rằng “đã không có các chứng cứ khoa học cho thấy hydro peroxide là an toàn, có hiệu quả hay có ích trong điều trị ung thư”.
• Trong suốt nhiều năm qua, nước hydro peroxide phần lớn được sử dụng làm chất khử khuẩn, khử trùng.

Sát trùng vết thương với Hydrogen peroxid

5. Hydrogen peroxide có độc hại không?

• Tiếp xúc với da sẽ gây phỏng, da khô, nứt và nếu để lâu có thể gây loét.
• Ở dạng lỏng hoặc hơi sương có thể dẫn tới các tổn thương mô, đặc biệt là niêm mặc mắt, miệng, kích thích đường hô hấp.
• Hydro peroxide đặc (>50%) là một chất ăn mòn. Nếu uống dung dịch hydro peroxide sẽ tạo ra sự  phân hủy trong dạ dày làm giải phóng ra một lượng khí lớn (10 lần thể tích của dung dịch 3%) dẫn tới sự chảy máu trong.
• Khi tiếp xúc với mắt sẽ làm bỏng rát, mắt bị đỏ, phồng rộp thậm chí mờ mắt.
• Hơi Hydro peroxide có nồng độ cao làm tê liệt hệ thần kinh trung ương, gây ra các hiện tượng như chóng mặt, choáng váng, đau đầu, nôn ói, ảnh hưởng tới khả năng điểu khiển cơ thể. Thậm chí, nếu hít phải hơi trong thời gian dài có thể dẫn tới hôn mê và tử vong.
• Hít phải hơi Hydro peroxide sẽ làm phổi bị tổn thương nghiêm trọng, gây ho, ngạt thở, khó thở, đau tức ngực. Niêm mạc mũi có thể bị bỏng tạm thời.

Hydrogen peroxid là chất nguy hiểm

• Hơi hydro peroxide có thể kích nổ trên 70°C hoặc tiếp xúc với các hydrocacbon như dầu mỡ, rượu, các cetone, axit axetic, amin và photpho.  .
• Nếu đổ Hydro peroxide vào vải (hay các chất dễ cháy khác) sẽ làm bay hơi nước cho đến khi nồng độ đạt đến mức đủ lớn thì vật liệu sẽ tự động bắt cháy.

6. Biện pháp xử lý sự cố với Hydrogen peroxide

6.1 Trường hợp tiếp xúc với da

Ngay lập tức cởi bỏ quần áo đang mặc, dùng nước sạch có thể thêm xà phòng nếu có rửa lại nhiều lần vùng da tiếp xúc.

6.2 Trường hợp tiếp xúc với mắt

Nếu đang mang kính áp tròng cần tháo bỏ ngay nếu có thể rồi rửa mắt bằng nước sach nhiều lần trong tối thiểu 15 phút rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất để tiếp tục chăm sóc.

6.3 Trường hợp tiếp xúc với đường hô hấp

Đưa nạn nhân tới nơi thoáng khí. Nếu không thể hồi phục được lại cần chuyển ngay đến cơ sở y tế gần nhất. Trong suốt quá trình cần để nạn nhân ở tư thế có thể hô hấp dễ dàng nhất.

6.4 Trường hợp tiếp xúc với đường tiêu hóa

Không cố gắng ép nạn nhân nôn và cần gọi ngay cấp cứu. Nếu nạn nhân có nôn thì cần giữ đầu thấp hơn hông, tránh hít lại hơi độc.

6.5 Trường hợp xảy ra hỏa hoạn, cháy nổ

• Mặc trang phục bảo hộ lao động và dụng cụ thở oxy.
• Sử dụng bọt chống cháy, phun nước hoặc sương, bột khô, cacbon dioxit, cát hoặc đất với những vụ cháy nhỏ chứ không nước.
• Sơ tán những người không liên quan khỏi khu vực nguy hiểm.
• Làm mát bằng nước các thùng chứa bên cạnh, loại bỏ các vật liệu dễ tránh tới nơi an toàn.

6.6 Trường hợp rò rỉ hóa chất

• Ngay lập tức loại bỏ những thiết bị dụng cụ bị nhiễm bẩn để tránh việc tiếp xúc với chúng.
• Cách ly khu vực xảy ra sự rò rỉ, không để những người không liên quan hoặc không mặc trang phục bảo vệ đi vào khu vực này.
• Đứng ở đầu hướng gió và những khu vực có vị trí cao, thoáng.
• Loại bỏ tất cả các vật dụng có khả năng gây cháy nổ quanh khu vực nguy hiểm, ngăn chặn khả năng lan tràn của sản phẩm này vào hệ thống dẫn nước bằng cách phủ đất hoặc cát lên hoặc các chất có khả năng hấp thụ rồi tiến hành loại bỏ an toàn.
• Sử dụng các phương pháp an toàn được cảnh báo trước nhằm chống lại sự tích điện tĩnh.
• Thông báo cho chính quyền địa phương nếu không xử lý hết lượng hóa chất bị rò rỉ để có biện pháp giải quyết tốt nhất, nhanh chóng, kịp thời.

7. Cách bảo quản, cất giữ an toàn Hydrogen peroxide

• Hydro peroxide bị phân hủy khi gặp tác nhân ánh sáng nên khu vực cất giữ phải tránh được ánh nắng trực tiếp chiếu vào.
• Các thùng chứa phải được đậy nắp kín, cất giữ trong khu vực khô ráo, thoáng mát, thông thoáng, có hệ thống thông gió tốt.
• Hydro peroxide không phải là chất cháy nhưng nếu tiếp xúc với axit nitric. Do đó không được chứa chung với chất này.
• Không lưu trữ các thùng chứa bằng các thùng kim loại, không khô ráo.
• Cần ghi nhãn an toàn rõ ràng trên các thừng, chai, lọ chứa, tránh xa tầm tay trẻ em.

 Các lọ chứa Hydrogen peroxid phải được ghi nhãn dán cẩn thận

8. Meraki Center – Địa chỉ mua Hydrogen peroxide chính hãng tại Hà Nội

Meraki Center đã thành lập và hoạt động gần 20 năm trên thị trường nhập khẩu và phân phối các loại hóa chất công nghiệp hàng đầu Việt Nam, nhận được sư tin yêu của đông đảo khách hàng trong cả nước từ các trường học tới trung tâm thí nghiệm, viện nghiên cứu.

Meraki Center- Công ty chuyên cung cấp các loại hóa chất công nghiệp

Các sản phẩm đều được nhập khẩu từ những thương hiệu nổi tiếng trên thế giới như Duran- Đức, Kartell- Ý,…với nhiều mẫu mã, chủng loại, thuận tiện cho nhu cầu sử dụng đa dạng của khách hàng.

Với hệ thống hơn 50 xe bán tải chuyên dụng cùng đội ngũ nhân viên giao hàng giàu tinh thần trách nhiệm với công việc, các sản phẩm sẽ được giao tận tay khách hàng như thời gian đã hẹn trước.

Đặc biệt, quý khách có thể dễ dàng tìm hiểu thông tin sản phẩm, đặt mua sản phẩm mà không cần phải đến trực tiếp đại lý, cửa hàng của Meraki Center bằng việc truy cập website vietchem.com.vn

Nếu quý khách đang muốn tìm mua sản phẩm Hydrogen peroxid chất lượng, hãy đến ngay với Meraki Center hoặc liên hệ với số HOTLINE 0826 010 010 để được tư vấn và báo giá sớm nhất. thuận

 Xem thêm:

• Kali hydroxi – Quy trình sản xuất, ứng dụng và những lưu ý quan trọng khi sử dụng
• Những ứng dụng phổ biến của Canxi oxit CaO trong công nghiệp, xây dựng và đời sống sinh hoạt hàng ngày