Пероксид водню

Перекис водню - безбарвна, прозора рідина слабкокислої реакції. Розкладається на світлі, при нагріванні, взаємодії з окисниками, лугами, важкими металами з утворенням кисню: 2H2O2 = 2H2O + O2 + 188,55 кДж. Процес розкладання може спричинити вибух. Щоб запобігти процесам розкладання або затримати їх, до розчину водню пероксиду додають стабілізатори. Медичний 60 % водню пероксид як стабілізатор містить антифебрин.

Властивості пероксиду водню

Дигідроген пероксид виявляє властивості як окисника, так і відновника. При цьому окисні властивості проявляються значно сильніше, ніж відновні. Сильна окиснювальна здатність дигідроген пероксиду пояснюється легкістю виділення кисню при його розкладанні. Окисно-відновні властивості дигідроген пероксиду використовують для ідентифікації і кількісного визначення його у лікарських засобах.
Змішується у всіх співвідношеннях з водою.

Ідентифікація:

• у кислому середовищі знебарвлює розчин калій перманганату, виявляє властивості відновника:

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 5O2↑.

• реакція утворення надхромових кислот при взаємодії з калій хроматом у кислому середовищі в присутності діетилового етеру.

Етер додається для вилучення перекисних сполук Хрому, оскільки в кислому середовищі вони нестійкі і розкладаються з утворенням Cr3+-іонів зеленого кольору. Склад надхромових кислот і забарвлення шару діетилового етеру (синє (частіше), червоне або темно-фіолетове) залежить від умов проведення реакції: 2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O; K2Cr2O7 + H2SO4 = H2Cr2O7 + K2SO4; Реакція ідентифікації водню пероксиду з калій дихроматом заснована на окисних властивостях водню пероксиду.

Кількісне визначення:

• ДФУ. Перманганатометрія, пряме титрування, без індикатора.

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 5O2↑. fекв.(KMnO4) = 1/5; fекв.(Н2О2) = 1/2.

• Йодометрія, титрування замісника. Визначення ґрунтується на окисних властивостях водню пероксиду, індикатор – крохмаль.

H2O2 + 2КІ + H2SO4 = І2 + K2SO4 + 2H2O;

2Na2S2O3 + І2 = Na2S4O6 + 2NaІ.

fекв.(Н2О2) = 1/2, fекв.(Na2S2O3∙5Н2О) = 1.

Умови зберігання

У захищеному від світла місці; в склянках з помаранчевого скла, при температурі нижче 15 °C. Склянки повинні бути закупорені парафінованими або скляними пробками. Концентровані розчини ще більш нестійкі. Тому пергідроль зберігають в склянках, покритих всередині парафіном (шорсткувата поверхня може прискорити і посилити розкладання водню пероксиду). Склянки тримають зазвичай в коробках з тирсою або піском.

Застосування

Розчини перекису водню, які є фармакопейними препаратами застосовують як антисептичний засіб для зовнішнього застосування, має також кровоспинну, дезодоруючу і депігментуючу дію. Антисептична дія обумовлена окисними властивостями водню пероксиду, який виділяє кисень уприсутності ферментів – каталази крові. Каталаза швидко розкладає водню пероксид, при цьому бурхливо виділяється кисень, що створює видимість піни. Депігментуюча дія водню пероксиду заснована на тому, що водню пероксид окиснює багато органічних речовин (волосся, текстильні волокна і ін.).

У текстильній промисловості пероксид водню використовується для відбілювання бавовни, льону, поліестеру та поліуретанових волокон. Целюлоза у деревообробній та паперовій промисловості також відбілюють пероксидом водню. У хімічній промисловості пероксид водню використовується у виробництві пероксидних речовин, таких як перборат натрію, перкарбонат натрію та перкарбонова кислота. У галузі органічної хімії пероксид водню використовується в реакціях епоксидування, реакціях окислення та як ініціатор реакцій полімеризації.
Використання пероксиду водню в екологічних додатках значно зросло, особливо в очищенні стічних вод і в очищенні ціанідвмісних стічних вод від гальванічних ліній. У відносно невеликих концентраціях його також можна використовувати як дезінфікуючий агент у басейнах. Також пероксид водню також використовується для відбілювання волосся.

Сфери застосування:
Хімічна промисловість:

• як окисник і відновник у хімічному синтезі та аналізі
• як прекурсор для пероксидних сполук

Фармацевтика

• 3 % розчин перекису водню застосовується для зупинки капілярної кровотечі при поверхневому ушкодженні тканин, носових кровотечах, для обробки слизової оболонки при стоматитах, пародонтитах, ангінах, гінекологічних захворюваннях, а також при гнійних ранах

Біологія

• для визначення рівня глюкози у біоматеріалі глюкозооксидазним методом
• для проведення проби на каталазу у мікроорганізмів

Промисловість

• для відбілювання тканин, паперу та інших матеріалів
• у виробництві натрію перкарбонату та перборату та деяких інших компонентів засобів для прання
• для очищення і знезараження промислових відходів і стічних вод
• у виробництві ракетного палива

Окиснення органічних сполук

• трет-Бутиламін окиснюється у нітросполуку
• гідроксилювання ароматичних сполук за вільнорадикальним механізмом із використанням суміші H2O2 і солей Fe (II) (реактив Фентона)

Гідроген пероксид як відбілювач

Пероксид водню є одним із найпоширеніших відбілювачів. До позитивних аспектів пероксиду водню належить той факт, що він є дуже екологічним (розкладається на O2 і H2O), безбарвним і некорозійним. Це дуже селективний відбілювач, оскільки він завдає меншої шкоди текстильним волокнам порівняно з багатьма системами відбілювання і менш агресивний до барвників тканин, ферментів миючих засобів і оптичних відбілювачів. Одним із недоліків є те, що для ефективності пероксиду водню потрібні лужні умови та відповідно підвищені температури близько 50 °C або більше. Вважається, що активною відбілюючою речовиною є пероксильний аніон (HO−2).

Найбільш стабільною формою пероксиду водню є його недисоційована форма пероксикислоти (HOOH, pKa = 11,6), і в результаті більшість комерційних продуктів, що містять вільний пероксид водню, формулюються при кислому рН. Крім того, розкладання пероксиду водню також може легко відбуватися в присутності певних іонів металів перехідного ряду, таких як Fe, Mn або Cu. Так само інші легко окислювані речовини можуть сприяти марнотратному розкладанню пероксиду водню, як і каталаза, фермент, який майже завжди присутній на одязі, який носиться в контакті зі шкірою, і який каталізує дисмутацію пероксиду водню. У спробі зменшити такі проблеми, особливо щодо каталізованого металами перехідного ряду шляху, пероксид водню або його похідні в більшості комерційних застосувань формулюються разом з добавками, такими як хелатні агенти перехідних металів.

Пероксид водню можна дериватизувати для утворення сполук, здатних діяти як джерело активного кисню, шляхом реакції з багатьма сполуками, такими як борати, пірофосфати, карбонати, сульфати, силікати та органічні сполуки, такі як карбоксилати та аміди. Отримані продукти часто можна виділити у стабільній твердій формі, яка легко гідролізується з утворенням пероксиду водню, що дає можливість формулювати пероксид водню в гранульованих миючих засобах.

Перманганатометричне визначення гідроген пероксиду

Кількісно вміст гідроген пероксиду у розчині знаходять за допомогою перманганатометричного методу:
5Н2О2 + 2МnО4- + 16Н+ = 5О2 + 2Мn2+ + 8Н2О
Наважку пергідролю розраховують за формулою:

У напівреакції Н2О2 + 2Н+ + 2е ↔ 2Н2О або O2 + 2e + 2H+ ↔ H2O2 приймають участь 2 електрона, тому еквівалент Н2О2: М (1/2H2O2) = 17 г/моль.
Об’єм мірної колби Vк=250,0 мл; об’єм піпетки Vп=25,0 мл, об’єм бюретки для титрування V(КМnО4) = 25,0 мл; С(1/5КМnО4)=0,1 моль/л:

Хід визначення

На аналітичних терезах зважують у бюксі з пришліфованою кришкою близько 1,5 г (1,3мл) пергідролю, який переливають через лійку у вимірювальну колбу на 250,0 мл. Скляний бюкс і стінки лійки старанно промивають водою. Розчин у колбі розводять водою до риски і перемішують. 25,0 мл розчину Н2О2 переносять піпеткою в колбу для титрування, додають 10-15мл Н2SO4 (1:4) і титрують розчином КМnО4 відомої концентрації до появи рожевого забарвлення. Титрування повторюють 2-3 рази. Результати паралельних титрувань не повинні різнитися більше ніж на 0,1-0,2мл КМnО4.
Розрахунок масової частки Н2О2 в розчині проводять за формулою:

Кількісне визначення глутатіону методом хемілюмінесценції за ефектом інгібування реакції окиснення люмінолу гідроген пероксидом в присутності гемоглобіну

Глутатіон (GSH, L-γ-глутаміл-L-цистеїніл-гліцин) – біологічно активний трипептид, який виявляють в усіх організмах. Складається із залишків γ-глутамінової кислоти, цистеїну та гліцину. Він може перебувати як в окисненій (GS-SG), так і відновленій (G-SН) формі. Відновлена форма GSH захищає SH-групи білків від окиснення різними окисниками.

Механізм захисту полягає в окисненні SH-групи самого GSH з утворенням окисненої форми і збереженням SH-груп білків в активній відновленій формі. GSH виступає кофактором деяких оксидоредуктаз – гліоксилази, формальдегіддегідрогенази. Важлива роль GSH полягає у зв’язуванні вільних радикалів, відновленні гідроген пероксиду та інших пероксидів, що запобігає розвитку вільнорадикальних процесів. У лабораторній практиці його необхідно визначати як у біологічних рідинах (слюна, сеча, сиворотка крові), так й у фармацевтичних чи косметичних препаратах. Для цього широко використовують різноманітні інструментальні методи анализу, такі як спектрофотометрія, заснована на взаємодії глутатіону з 5,5’-дитіобіс-2-нітробензоатною кислотою чи з реактивом Еллмана, високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ) з різноманітними детекторами та передколонковою дериватизацією, електроаналітичні методи, а також кінетичний метод хемілюмінесценції. Останній характеризується простотою реалізації, невисокою вартістю та можливістю мініатюризації приладної бази. Згідно Фармакопеї Великобританії (BP) вміст основної речовини у субстанції глутатіону відновленого знаходять методом йодиметрії.

Метою дослідження було з’ясування можливості здійснення кількісного визначення глутатіону відновленого у ліофілізованому порошоку для виготовлення розчину для внутрішньовенного та внутрішньом’язового уведення «Глютіон» за ефектом інгібування хемілюмінесценції системи люмінол (H2L) – Н2О2 – гемоглобін (Нb). Об’єктом дослідження були субстанція глутатіону відновленого та ліофілізований порошок для виготовлення розчину внутрішньовенного та внутрішньом’язового уведення «Глютіон» по 0,6 г № 10 виробництва «Laboratorio Farm. CT srl» (Італія). Визначення вмісту глутатіону в порошку здійснювали методом хемілюмінесценції за ефектом інгібування люмінолової реакції з використанням Нb як каталізатора процесу. Інтенсивність хемілюмінесценції вимірювали на установці – хемілюмінометрі «ХЛ 01» з фотоелектронним помножувачем ФЭУ-84-А, вимірювачем малих струмів ИМТ-0,5 та швидкодіючим потенціометром-самописцем

Найвища інтенсивність хемілюмінесценції у системі H2L – H2O2 – Hb спостерігалась, коли останнім додається розчин Нb. Оптимальні умови: с(NaOH) = 0,05 моль·л–1, с(Н2О2) = 8,53·10–4 моль·л –1 , с(H2L) = 5·10–5 моль·л –1 , С(Нb) = 5·10–2 мкг·мл –1 . Наявність глутатіону у системі H2L – Н2О2 – Нb призводить до зменшення максимальної інтенсивності та суми хемілюмінесценції (S), що свідчить про інгібування хемілюмінесцентної реакції. Цей ефект зростає зі збільшенням концентрації інгібітора процесу. Лінійна залежність S (у відн. од.) від молярної концентрації глутатіону зберігалась в інтервалі концентрацій 2·10-7 – 2·10-6 моль·л –1. Рівняння графіка мало вигляд S=(-1,6±0.2)·107 c + (198,9 ±2.0), (R= 0,999), де c – концентрація розчину глутатіону в mol·L–1. LOD=1.5·10-7 моль·л –1; LOQ=4.4·10-7 моль·л –1.

Опрацьована методика та показана можливість кількісного визначення глутатіону у ліофілізованому порошку «Глютіон» по 0.6 г методом інгібування хемілюмінесценції системи H2L – H2O2 – Hb. RSD = ± 3,4 %.

Міністерство охорони здоров’я України про ефективність застосування перекису водню для механічного очищення рани

Якщо почитати спеціалізовану міжнародну літературу — ви не знайдете жодних доказів щодо ефективності 3% розчину перекису водню у процесі загоєння ран. Більш концентрований розчин (від 30% і вище) звісно подіє, проте тоді ви отримаєте хімічний опік.
Сумнівною також є властивість розчину перекису водню знешкоджувати патогенні мікроорганізми та бактерії, оскільки є докази, що деякі мікроорганізми містять фермент каталази, яка дезактивує дію Н2О2. На самій інструкції 3% розчину перекису водню написано, що "при застосуванні препарату відбувається лише тимчасове зменшення кількості мікроорганізмів".

"Перекис водню ефективний для механічного очищення рани — тобто з тим самим результатом ви можете промити її прохолодною або теплою проточною водою. Глибокі рани тим більше не потрібно промивати розчином перекису, адже це загрожує виникненням емболії (кисень, який виділяється може потрапити до судин та перекрити проток крові)", - пояснює в.о. міністра охорони здоров'я доктор Уляна Супрун.

Це не скасовує того, що перекис водню корисний в інших медичних цілях, наприклад, для очищення інструментів. Проте не має переконливих наукових підтверджень, що цей засіб допомагає захистити рану від зараження та допомогти загоїтися.