Waterstofperoxide

Waterstofperoxide werd voor het eerst beschreven door Louis Jacques Thénard die waterstofperoxide maakte door bariumperoxide (BaO₂) te laten reageren met salpeterzuur (HNO₃). Een andere manier is via elektrolyse en via een autoredoxreactie met water.

Het meest gebruikte proces is tegenwoordig het zogenaamde antrachinon- of Riedl-Pfleiderer-proces, dat voor het eerst werd toegepast in de Tweede Wereldoorlog door I.G. Farbenindustrie in Duitsland. Hierbij wordt een antrachinonderivaat katalytisch met waterstofgas omgezet in het corresponderende hydrochinon. Dat wordt daarna met zuurstofgas of met zuurstofrijke lucht geoxideerd, waarbij opnieuw het oorspronkelijke antrachinonderivaat ontstaat samen met waterstofperoxide:

Verloop van het Riedl-Pfleiderer-proces

In 2014 werd wereldwijd meer dan 4,3 miljoen ton waterstofperoxide geproduceerd. Schattingen geven aan dat in 2019 de productie meer dan 5 miljoen ton zal bedragen. [2]

Het molecuul heeft één zuurstofatoom meer dan het veel stabielere water. De binding tussen de twee zuurstofatomen, de zogenaamde peroxidebinding, laat vrij makkelijk los, onder vorming van twee OH-radicalen:

${\displaystyle \mathrm {H_{2}O_{2}\ \longrightarrow \ 2\ OH^{\cdot }} }$

Omdat deze radicalen makkelijk reageren met andere zuurstofradicalen (tot zuurstofgas) of met andere stoffen, onder vorming van nieuwe radicalen en zo een soort kettingreactie kunnen ontketenen, is een oplossing van waterstofperoxide uiterst reactief.

Waterstofperoxide wordt onder andere gebruikt als ontsmettingsmiddel, bijvoorbeeld bij ontstekingen in de mondholte, ontsmetting van drinkwater, als bleekmiddel bijvoorbeeld bij het bleken van stoffen, tanden, botten en haar (blonderen).

Dit ontsmettende en blekende vermogen wordt veroorzaakt door de oxiderende werking van waterstofperoxide. Om deze reden wordt waterstofperoxide veel gebruikt in laboratoria en bij de productie van sommige organische stoffen.

Vermengd met andere chemicaliën werd het gebruikt als een van de zuurstofleverende middelen bij de voortstuwing van het Duitse raketvliegtuig Messerschmitt Me 163 Komet uit de Tweede Wereldoorlog. De ramp met de Russische kernonderzeeboot Koersk is waarschijnlijk veroorzaakt door het lekken van een waterstofperoxidetank in een torpedo.

In de handel zijn oplossingen met een sterkte tussen de 3% en 12% vrij verkrijgbaar. Sterkere oplossingen kunnen worden bereid, maar zijn potentieel explosief en dienen daarom met uiterste voorzichtigheid te worden behandeld.

Waterstofperoxide is erg reactief, maar ook instabiel. Het zal na verloop van tijd ontleden in water en zuurstofgas via een auto-redoxreactie:

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{2}O_{2}\ \longrightarrow \ 2\ H_{2}O\ +\ O_{2}} }$

Deze reactie is spontaan, maar verloopt kinetisch gezien zeer traag. Ze kan versneld worden door de temperatuur te verhogen of met behulp van katalysatoren, zoals mangaan(IV)oxide, kaliumpermanganaat, kaliumjodide, zilver, platina of het enzym katalase.

•  International Chemical Safety Card van waterstofperoxide (> 60% oplossing in water)