آب اکسیژنه و ویژگی های اصلی آن چیست؟(علوم ششم)

درس دوم کتاب علوم ششم دبستان (با موضوع سرگذشت دفتر من) درباره اینکه در گذشته های دور برای ثبت و ذخیره اطلاعات از نوشتن روی سنگ و چوب درختان و نقاشی روی دیوارغار استفاده می کردند. با گذشت زمان و در اثر عوامل گوناگون مانند افزایش اجمعیت کره زمین ؛ اطلاعات علمی و آثار فرهنگی و اجتماعی زیاد شده و دیگر روش های بالا برای ثبت اطلاعات کافی نبود؛ از این رو انسان به فکر روش های جدید برای ثبت و ذخیره ی اطلاعات افتاد.

در قسمتی از این درس مراحل تشکیل کاغذ نشان داده شده و این عملیات در 6 مرحله (بریدن درخت؛حمل الوار و تنه درخت به کارخانه؛ کندن پوست تنه درخت؛تبدیل به چیبس چوب؛تبدیل تکه های ریز چوب به خمیر و از بین بردن رنگ آن و مرحله ی آخر خشک کردن خمیر و تهیه کاغذ) بیان شده است.

در ادامه؛ روش از بین بردن رنگ زرد چوب را با انجام آزمایشی بیان کرده است و در این آزمایش از آب اکسیژنه هم استفاده کرده است. با اضافه کردن آب اکسیژنه تغییراتی در رنگ مواد ایجاد شده است.

 در ادامه مطلب می خواهیم ببینیم آب اکسیژنه چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

آب اکسیژنه چیست؟

هیدروژن پراکسید یا آب‌اکسیژنه  یک اکسنده متداول است که به عنوان سفیدکننده استفاده می‌شود. آب اکسیژنه ماده ای مرکب از هیدروژن و اکسیژن است و شکل این ماده شیمیایی مایع ای بی رنگ و مزه ای تلخ (که به هیچ وجه نباید آن را بخورید) با بویی ازن مانند است.

آب اکسیژنه ساده ترین پراکسید (ترکیبی با پیوند منفرد اکسیژن - اکسیژن) است. در حضور نور به آرامی تجزیه می شود (برای همین مورد در شیشه های تیره نگهداری میشود). هیدروژن پراکسید به طور معمول با یک تثبیت کننده در یک محلول اسیدی ضعیف در بطری با رنگ تیره ذخیره می شود.

آب اکسیژنه برای حذف مواد آلی و معدنی که موجب فاسد شدن آب استخر می‌شوند بکار می‌رود. هیدروژن پراکسید ساده‌ترین پراکسید است (پراکسیدها ترکیباتی هستند که دارای یک پیوند یگانه اکسیژن-اکسیژن هستند).

آب اکسیژنه در سال ۱۹۱۸ توسط تنارد کشف شد. فرآیند تولید آن شامل واکنش اکسیژن با ترکیبات آلی به طور عمده ایزوپروپیل الکل یا آنتراکینون است که به عنوان یک مایع بی رنگ در بازار وجود دارد.

نقطه جوش H2O2 تقریبا ۱۵۰.۲ درجه سانتی گراد (۳۰۲.۴ درجه فارنهایت) است که ۵۰ درجه سانتی گراد (۹۰ درجه فارنهایت) بالاتر از آب است. البته در عمل گرم شدن تا این دما باعث تجزیه حرارتی بالقوه انفجاری پراکسید هیدروژن خواهد داشت. این ترکیب ممکن است در دمای پایین و تحت فشار کم به صورت ایمن تقطیر شود.

انواع آب اکسیژنه

آب اکسیژنه دارای سه گرید می باشد و با این سه گرید در بازار وجود دارد:

۱.آب اکسیژنه صنعتی: بیشترین کاربرد هیدروژن پراکسید در مصارف صنعتی می باشد و با غلظت های ۳۵ درصد و ۵۰ درصد موجود است؛ البته به دلیل وجود مواد مضر و خطرناکی همچون فلزات سنگین در این نوع آب اکسیژنه، فقط برای مصارف صنعتی و غیر خوراکی بکار می رود.

۲.آب اکسیژنه آزمایشگاهی: در آزمایشگاهها و برای کارهای تحقیقاتی و علمی از این گرید آب اکسیژنه استفاده می شود. که کاربرد مخصوص به خود را دارد و درصد خلوص بشدت بالایی را دارد

۳.آب اکسیژنه خوراکی: این گرید دارای دو نوع ۳۵ و ۵۰ درصد است. قیمت آن نیز به دلیل نیاز به هزینه زیاد در فرایند تولید، گرانتر از سایر گرید ها می باشد.(آب اکسیژنه ترک پاشا برای این مورد بشدت مصرف میشود و مقبول تولید کنندگان است).

ویژگی های آب اکسیژنه

به مرور آب اکسیژنه تجزیه و تبدیل به آب و اکسیژن می‌گردد. این عمل تجزیه در محیط بازی سریعتر و در محیط اسیدی کندتر از محیط خنثی صورت می‌گیرد. همچنین در نور یا گرما تجزیه می‌شود بنابراین باید در ظرف کدر و دور از گرما نگهداری شود. اگر مدت مدیدی آب اکسیژنه را انبار کنند، ممکن است کاملاً تجزیه و تبدیل به آب گردد. بر اثر گرد بعضی اجسام عمل تخریب آب اکسیژنه تسریع می‌گردد مانند گرد دی‌اکسید منگنز و گرد فلزات.

اگر بر روی محلول آب قدری از اجسام پایدارکننده مانند اسید فسفریک، اوره، اسید بنزوئیک و نظیر آن‌ها بیفزایند، عمل تخریب بسیار کند می‌گردد. آب اکسیژنه اثر میکروب کشی، بوبری و سفیدکنندگی دارد چنان‌که اگر یک تکه کالباس قرمز را درون ظرف محتوی آب اکسیژنه قرار دهیم پس از چند روز محتویات ظرف کاملاً بی‌بو است و بوی گندیده نمی‌دهد. آب اکسیژنه رنگها را نیز تخریب می‌کند به همین دلیل تکه کالباس درون ظرف بعد از مدتی بی‌رنگ می‌شود.
از جمله خواص حائز اهمیت آب‌ اکسیژنه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
امکان استفاده آسان
عدم تولید آلودگی محیطی
ظرفیت بالای اکسیداتیو
نتیجه ‌بخشی در شرایط مختلف PH
اگرچه این محلول خواص بینظیری را در حوزه‌های مختلف ایفا می‌کند اما از نظر شیمیایی جزء دسته مواد غیرقابل احتراق و منفجره پرخطر دسته‌بندی می‌شود که می‌تواند با ترکیب با مواد مختلف نتایج غیرقابل کنترلی را منجر شود.

کاربردهای آب اکسیژنه

حدود ۶۰٪ از تولید پراکسید هیدروژن در جهان برای سفیدکردن کاغذ استفاده می شود. آب اکسیژنه در بازیافت کاغذ نقش مؤثری دارد و سفید کردن کاغذهای بازیافتی در برخی از کارخانه‌های بازیافت کاغذ بر عهده هیدروژن پراکسید است. 
دومین کاربرد عمده صنعتی این ترکیب تولید پرکربنات سدیم و سولفات سدیم است که به عنوان سفید کننده های ملایم در مواد شوینده لباس استفاده می شود.

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

از پراکسید هیدروژن در برخی فرآیندهای تصفیه فاضلاب برای حذف ناخالصی های آلی استفاده می شود. H2O2 می تواند ترکیبات گوگرددار موجود در زباله ها را اکسید کند و بوی آنها را کاهش دهد.

پراکسید هیدروژن دارای کاربردهای خانگی مختلفی است و در درجه اول به عنوان یک ماده تمیز کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. این ترکیب برای سفید شدن دندان نیز استفاده می شود و در ترکیب بیشتر خمیردندان های سفید کننده وجود دارد.

از دیگر کاربردهای آب اکسیژنه در صنایع غذایی در تصفیه قند است.آب ‌اکسیژنه با خواص خارق‌العاده در حوزه بسته‌بندی و استریل کردن نیز جایگاه بالایی توانسته تصاحب کند. از جمله می‌توان نقش گندزدایی و ضدعفونی کردن مواد غذایی آماده همچون ترکیبات لبنی، نوشیدنی‌ها، سس‌ها و آبمیوه‌ها را اشاره کرد تا فرآیند بسته‌بندی آن‌ها بدون خطر و با بالاترین کیفیت تولید شود که به هر دو روش اسپری کردن و قوطه‌ور کردن این نتایج را می‌توان مشاهده کرد.

در صنعت یکی از کاربردهای آب ‌اکسیژنه برای تصفیه آب و گندزدایی از آلودگی‌هاست.این ترکیب قدرتمند می‌تواند در مصارف خانگی نیز نتایج مشابهی را فراهم کند همچنین اضافه کردن آن می‌تواند به آزاد سازی مقدار زیادی اکسیژن بیانجامد و میکروب‌زدایی را صورت دهد.
برخی از باغبانان و استفاده کنندگان از روشهای کشت هیدروپونیک از محلول پراکسید هیدروژن ضعیف در محلولهای آبیاری استفاده می کنند. تجزیه خود به خود این ترکیب، 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.
هیدروژن پراکسید هنگام پاشیدن بر روی محصولات می تواند انواع آفات مانند شته ها، کنه های عنکبوت قرمز و بیماری های قارچی مانند کپک پودری را کنترل کند. برای لکه گیری گیاهان، لازم است یک قسمت از هیدروژن پراکسید ۳۵ درصد را با ده قسمت آب مقطر برای محلول پاشی مخلوط شود.

صنعت معدن از آب اکسیژنه هم به عنوان منبع اکسیژن و هم به عنوان یک ماده اکسید کننده استفاده می کند. به عنوان مثال، در فرآیندهای تولید طلا و اورانیوم در تهیه کنسانتره و شستشوی سنگ معدن استفاده می شود.

فواید آب اکسیژنه

آب اکسیژنه دارای مزیت و فواید خارق العاده ای است که در ادامه سعی داریم شما را با این خواص بی نظیر آشنا کنیم:

درمان بوی بد و ورم دهان:
اگر در دهان خود احساس درد می کنید توصیه می شود که دهانتان را با آب اکسیژنه محلول در آب حدود نیم دقیقه بشویید و سپس دهان را آبکشی کنید. همچنین آب اکسیژنه می تواند به عنوان دهان شویه استفاده شود تا بوی بد دهان را از بین ببرد. بهتر است دهان خود را به مدت نیم دقیقه در هفته با این محلول تمیز کنید اما باز هم زیاده روی نکنید تا باعث کشته شدن باکتری های مفید دهان نشوید.

پاکسازی زخم و ضدعفون کردن:
توجه داشته باشید که این معمول ترین روش استفاده از آب اکسیژنه می باشد که می توانید از آن در زخم های کوچک و بریدگی ها برای پاک سازی بافت مرده، توقف خونریزی و جلوگیری عفونت استفاده کنید. با اعمال محلول روی باند درد زخم از بین می رود و سطوح پوست تمیز می شود.

درمان سینوزیت:
جالب است بدانید که خواص ضدباکتری آب اکسیژنه می تواند به کشتن باکتری هایی که مسئول سینوزیت هستند کمک زیادی بکند. توصیه می شود که ترکیب شیمیایی را با بخش های مساوی آب ترکیب کنید و سپس در ظرف اسپری بینی قرار دهید. محلول را در بینی خود اسپری نمایید و پس از ۱۵ ثانیه آن را برگردانید. آب اکسیژنه معمولا در مجاری بینی به کشتن عفونت کمک می کند و به علاوه بر درمان سینوزیت توصیه می شود چند قطره نعناع هم تنفس کنید.

خوشبو کننده هوا:
به طور کلی ترکیب آب اکسیژنه با صابون مایع به نسبت ۱ به ۲ ایجاد می شود که می توانید آن را به زیربغل خود بمالید و پس از گذشت سی دقیقه آبکشی نمایید. انجام این کار به شما کمک می کند تا زیر بغل خشک و بدون بو را تا ۲۴ ساعت نگه دارید اما نباید در استفاده از این روش زیاده روی هم کنید.
سفید کردن ناخن:
درست مانند سفید کردن دندان ها آب اکسیژنه یک راه عالی برای سفید کردن ناخن ها هم محسوب می شود پس اگر می خواهید ظاهر آن ها را روشن تر کنید باید پنبه را به مقداری اکسیژنه آغشته کنید و سپس روی هر کدام از ناخن ها بکشید.
آب ‌اکسیژنه برای پوست
خشکی پوست بویژه در فصل سرد مشکلی آزاردهنده است که احساس خوبی به فرد نمی‌دهد. اگر دوست دارید از خشکی پوست در امان بمانید پیشنهاد می‌کنیم از راهکار طبیعی و موثر افزودن نیم‌درصد آب ‌اکسیژنه به آب حمام را حتما امتحان کنید تا با دیدن شادابی و جوانسازی پوست خود شگفت‌زده شوید.
آب اکسیژنه برای خنثی کردن بوی بد پاها
بوی بد پا امری رایج بوده و معمولا در نتیجه تکثیر و انتشار باکتری ها در محیط مرطوب بروز می کند. اگر با چنین مشکلی دست به گریبان هستید، از آب اکسیژنه استفاده کنید که مانع از تکثیر میکروارگانیسم ها می شود.
برای استفاده یک لیتر آب را بجوشانید و بگذارید دمای آن متناسب با دمای محیط شده و برای بدن قابل تحمل شود. سپس نصف لیوان آب اکسیژنه داخل آن بریزید و پاهایتان را به مدت 15 الی 20 دقیقه در آن قرار دهید. در نهایت نیز پاها را با دقت با حوله خشک کنید و اگر نیاز بود این کار را در طول روز چند مرتبه تکرار کنید.
درخشان کردن موها
بسیاری از محصولات مراقبت از موها حاوی آب اکسیژنه هستند. شما هم می توانید در منزل محلولی آماده کنید که به درخشندگی موها کمک کند. 50% آب اکسیژنه 3% را با این مقدار آب مخلوط کرده و آن را در اسپری بریزید. آن را روی موهای خیس بپاشید و و مانند معمول شانه بزنید. درخشندگی موها به تدریج دیده می شود. مقدار بیش از حد استفاده نکنید زیرا ممکن است تاثیر نه چندان مطلوبی داشته باشد.

سفید کردن لباس ها
برای اینکه سفیدی لباس ها حفظ شود هیچ چیز به اندازه آب اکسیژنه کارایی ندارد. برخلاف سفیدکننده های صنعتی، این محصول حاوی ترکیبات شیمیایی محرک و تهاجمی نبوده و از بافت لباس ها محافظت می کند.
برای استفاده یک لیوان آب اکسیژنه را در ماشین لباسشویی ریخته و لباس ها را شستشو دهید. برای لک های ایجاد شده در زیر بغل می توانید مقداری از این محصول را به طور مستقیم روی لباس ریخته و به مدت چند دقیقه صبر کنید و سپس آبکشی کنید.
ضدعفونی کردن میوه و سبزی با آب اکسیژنه
هیدروژن پر اکسید را بر روی میوه و سبزی اسپری کنید و یکی دو دقیقه صبر کنید و سپس با آب بشویید تا کثیفی ها، واکس ها ی بر روی میوه و دیگر آلودگی ها را بزداید.
شستشوی یخچال و فریزر
درون یخچال و فریزر را با هیدروژن پر اکسید اسپری کنید و چند دقیقه صبر کنید سپس با یک پارچه تمیز پاک کنید تا لکه های غذا و آلودگی ها برطرف شود.

طرز تهیه آب اکسیژنه

طرز تهیه آب اکسیژنه خانگی به چند روش ممکن است.در روش اول به موادی از جمله  باریم پراکسید؛ سولفوریک اسید بیست درصد؛ باریم کربنات و یخ نیاز دارید.
برای تهیه ۲۵ میلی لیتر سولفوریک اسید ۲۰% را درون یک ارلن کوچک بریزید.
۲. پس از سرد کردن (ارلن را درون آب یخ قرار دهید) و به تدریج ۵ گرم BaO۲ به آن اضافه کنید (ارلن همچنان درون آب یخ باشد). در این حالت باریم سولفات ته نشین می‌شود.
۳. سپس به آن حدود یک گرم BaCO۳ جامد اضافه نموده، رسوب را صاف کنید.
محلول زیر صافی آب اکسیژنه میباشد.
در روش دوم:به باریم پراکسید و سولفوریک اسید نیاز دارید:
 در این  روش ۳۰ گرم باریم پراکسید را در یک بشر با کمی آب به صورت خمیر در آورید.
 در یک ارلن ۶۰ میلی لیتر سولفوریک اسید ۴ نرمال بریزید و آنرا در یک تشت آب – یخ قرار دهید تا کاملا سرد شود.
 سپس به تدریج خمیر باریم پر اکسید را به آن اضافه کنید و بهم بزنید.
 پس از تمام شدن باریم پر اکسید رسوب را صاف کنید.
محلول زیر صافی آب اکسیژنه است.
 در روش سوم:به سدیم دی هیدروژن ارتو فسفات؛سدیم پراکسید؛سدیم هیدروکسید؛فسفریک اسید؛فسفریک اسید و یخ نیاز است:
محلولی از ۵ گرم سود در ۴۰ میلی لیتر آب مقطر تهیه کنید.
به محلول فوق ۸ میلی لیتر ارتو فسفریک اسید اضافه کنید.
 مخلوط را پس از به هم زدن در آب یخ سرد کنید. این واکنش منجر به سدیم دی هیدروژن فسفات میشود.
 ۲/۲ گرم سدیم پر اکسید پودر شده را به محلول سیر شده سدیم دی هیدروژن ارتو فسفات به تدریج ضمن سرد کردن و به هم زدن به وسیله یک میله شیشه ای، اضافه نمایید. (چنانچه درجه حرارت محیط زیاد پایین باشد بلور‌های دی سدیم هیدروژن ارتو فسفات ۱۲ آبه با قدری یخ متبلور میشود.)
درجه حرارت محیط را به (۱-) درجه سانتیگراد زیر صفر برسانید و رسوب تولید شده را صاف کنید.
محلول زیر صافی آب اکسیژنه است.

نحوه تشخیص آب ‌اکسیژنه

برای اینکه آب ‌اکسیژنه را شناسایی کنید،درون یک لوله ی آزمایش، بر روی محلول اسیدی پتاسیم دی کرومات حدود 2 میلی لیتر از محلول مجهول بریزید. سپس بر روی آن یک میلی لیتر اتوکسی اتان (دی اتیل اتر) اضافه کنید و محتویات لوله آزمایش رو خوب بهم بزنید. مشاهده ی رنگ آبی تیره بر روی لایه اتر نشان دهنده ی وجود هیدروژن پراکسید در نمونه آزمایشی است.

آیا آب اکسیژنه همان وایتکس است؟

وایتکس یا هیپوکلریت سدیم محلولی حاوی ۱۰ تا ۱۶ درصد هیپوکلریت سدیم (Nacl) در آب به رنگ زرد است که به عنوان گند زدا، بو زدا، رنگ زدا و سفید کننده مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب به علت تولید کلر آزاد دارای خاصیت ضدعفونی کننده می باشد. این ماده ناپایدار است و به تدریج در اثر نور و حرارت خاصیت خود را از دست می دهد. بنابراین وایتکس و آب اکسیژنه دو ترکیب کاملا متفاوت هستند. وایتکس در برخی موارد خصوصا ضدعفونی کردن سطوح می تواند جایگزین آب اکسیژنه باشد.

شرایط نگهداری آب اکسیژنه

مهمترین شرطی که برای نگهداری آب اکسیژنه وجود دارد، این است که باید آن را دور از نور نگهداری کرد. نور باعث می شود تا آب اکسیژنه تجزیه شده و به همین دلیل نیز تاثیرش را از دست بدهد.
این ترکیب در مواجهه با محیط‌های بازی تاثیر پذیری بالایی دارد؛ در حالیکه در محیط اسیدی و خنثی استقامت بالاتری دارد.همچنین باید در شرایطی نگهداری شود که در مواجهه با نور و گرمای مستقیم نباشد بنابراین استفاده از ظرف‌های کدر توصیه می‌شود.در نتیجه شرایط ایده آل برای نگهداری آب اکسیژنه، نگهداری آن در ظروف تیره است تا نور کمتری به آن برسد.
اگر تصمیم دارید که این ماده را برای طولانی مدت نگهداری کنید باید این ریسک را بپذیرید که ممکن است تجزیه شود و در نهایت تبدیل به آب شود؛اما مواد پایدار کننده همچون اسیدفسفریک، اوره، اسیدبنزویک می‌تواند مانع تخریب سریع آن‌ شود.

خطرات آب اکسیژنه

با وجود مصارف زیادی که این محصول دارد، یک مایع منفجره و پرخطر است و بهتر است نکات لازم جهت نگهداری آن در خانه را به خوبی رعایت کنید.آب اکسیژنه از نظر فیزیولوژیکی ماده ی خطرناکی به حساب می آید. این ماده بدلیل خاصیت اکسیدکنندگی خود، برای سلول ها ماده ای سمی است. دلیل سمیت آن بخاطر اکسید شدن پروتئین ها، غشاء لیپیدی سلولها و DNA توسط یون پراکسید است.
غلظت های پایین آن(در حدود 6 درصد) خطر زیادی برای انسان ندارند و به سادگی ممکن است در داروخانه ها نیز یافت شوند. البته همین غلظت هم برای استفاده های داخلی بدن یا سیستم گوارشی مناسب نیست. غلظت های بالای آن(که معمولا بالای 40 درصد هستند) دارای خطرات بیشتری هستند.
آب اکسیژنه باید در یک مکان خنک، خشک و با تهویه مناسب نگهداری شود و به دور از مواد قابل اشتعال نگهداری شود. برای نگهداری آن باید از یک ظرف غیر واکنش پذیر مانند شیشه یا استیل شد زنگ استفاده شود.

هیدروژن پراکسید در ترکیب با مواد آلی، ممکن است ترکیبات انفجاری خطرناکی ایجاد کند. این ماده خورنده است و برای بدن مضر است. حتی غلظت های پایین آن که برای مصارف خانگی استفاده میشوند نیز میتوانند باعث خارش در چشم، پوست و نواحی مخاطی بشوند. خوردن هیدروژن پراکسید بسیار خطرناک است؛ این ماده با ورود به معده و تجزیه، تولید گاز بسیاری زیادی میکند.(برای محلول 3%، در حدود 10 برابر خود محلول گاز ایجاد میشود.
آب اکسیژنه روی پوست می تواند باعث اکسید شدن شده و سلول های سطحی پوست را تخریب کند. اگر مدت زمانی که آب اکسیژنه با پوست در تماس است زیاد باشد، می تواند باعث سوختگی پوست شود. همچنین غلظت های بالای آب اکسیژنه بسیار برای پوست خطرناک هستند. اگر پوست در اثر استفاده از آب اکسیژنه با غلظت های کم و به مدت کوتاه بسوزد، رنگ پوست سفید می شود که طی چند ساعت دوباره به رنگ عادی خود باز میگردد. اما در صورتی که غلظت آب اکسیژنه بالاتر باشد، خورندگی آن نیز به شدت زیاد بوده و حتما لازم است که به پزشک مراجعه شود.

---