ГЛАВА 1
ЧТО ТАКОЕ ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА?
ОПИСАНИЕ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Перекись водорода (Н202) — бесцветная прозрачная жидкость, обладающая выраженным бактерицидным и спороцидным действием. Выпускается перекись водорода в виде 27,5–40 %-ных растворов (пергидроль), рабочие концентрации которых составляют 3–6 %, и в виде таблеток гидроперита, содержащих 35 %-ную перекись водорода. Рабочий раствор гидроперита, соответствующий 3 %-ной перекиси водорода, готовится из расчета 1 таблетка на 1 столовую ложку воды. Если вы решили пользоваться таблетками гидроперита, то вам нужно знать, что раствор гидроперита годится только для наружного применения, так как он недостаточно очищен.
Для внутреннего употребления перекиси водорода рекомендуется акушерский раствор, который содержит небольшое количество свинца (однако имеет непродолжительный срок годности — не более 15 дней).
До 1910 года перекись водорода получали исключительно из перекиси бария, но малая стабильность конечного продукта наряду с большими затратами на хранение и перевозку получавшихся разбавленных растворов сильно ограничивали ее применение. В течение 1910–1925 годов стали применять электрохимический способ производства перекиси водорода (выпаривания перекиси водорода при гидролизе пероксосоединения). Это позволило получать гораздо более чистую перекись водорода, обладающую повышенной стабильностью и большей концентрацией, что и способствовало широкому ее внедрению.
В природе перекись водорода встречается в составе дождевой воды и снега, но в небольшом количестве. В организме человека тоже содержится перекись водорода. Она вырабатывается клетками иммунной системы — лейкоцитами и гранулоцитами, особыми клетками, борющимися с инородными телами любого типа (вирусами, бактериями, грибами и паразитами). Кислород, выделенный из перекиси водорода при ее разложении, активно участвует в защитных процессах организма и во всех его био- и энергетических реакциях.
УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Перекись водорода постепенно разлагается на свету, поэтому хранить ее рекомендуется в баночках из темного стекла или в посуде из светлого стекла, но в темном месте. В этом случае перекись водорода будет разлагаться медленно, со скоростью 1 % в месяц и сохранит свои качества в течение 2 лет. Если вы хотите сохранить перекись водорода на более длительный срок, то поместите ее в холодильник с температурой ниже -0,5 °C.
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Перекись водорода получила признание как индивидуальное химическое соединение в 1818 году. В июле этого года Луи-Жак Тенар сообщил Парижской академии наук о методе получения вещества, которое он сначала считал «окисленной кислотой». Но еще до конца года Тенар сделал ряд новых сообщений, подводящих итоги изучению этой «кислоты», и пришел к заключению, что в действительности он открыл совершенно новое соединение — окисленную воду. Тенар тщательно изучил технику получения и химические свойства нового соединения и установил, что оно является довольно неустойчивой новой формой химического соединения и может подвергаться (это, возможно, самое интересное) интенсивному разложению под действием некоторых веществ, которые при этом сами заметно не изменяются.
Вследствие характерного типа химической связи перекись водорода занимает особое положение в химической науке и привлекает к себе повышенное внимание при исследованиях катализа. Наряду с чисто научным интересом к перекиси водорода развивались и представления о возможности ее технического и биологического использования.
Параллельно с усовершенствованием методов и техники производства постоянно расширялись области применения перекиси водорода и увеличивалось ее производство.
Читателям будет интересно знать, с какой целью применяется перекись водорода в науке, технике и медицине.
ГЛАВА 2
ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
Впервые перекись водорода нашла техническое применение в качестве антисептика и отбеливающего вещества, например, для отбеливания волоса и шерсти, которые легко разрушаются при действии других отбеливающих агентов. В последние годы стали широко применять перекись водорода для отбелки древесной массы, а частично и химической целлюлозы как дополнение к обработке хлором и гипохлоритом.
Все большее количество перекиси водорода применяют в производстве органических химических веществ. Во время второй мировой войны огромное количество концентрированной перекиси водорода было использовано в качестве ракетного топлива (особенно в Германии). Эти и другие виды применения описаны ниже более подробно. Итак, функции перекиси водорода следующие.
Окислитель
В основном перекись водорода применяется в качестве отбеливающего вещества. Другие виды применения:
• в качестве окислителя для производства вискозного шелка;
• в качестве химического реагента для разложения хлора, оставшегося после хлорирования;
• в фотографии для удаления остаточного гипосульфита после фиксации;
• для разделения металлических ионов путем избирательного окисления;
• в обработке металлических поверхностей;
• как реактив в аналитической химии;
• как деполимеризатор при модификации смол, клеев, растворимого крахмала, для отбелки бумажной макулатуры;
• в парикмахерском искусстве для холодной завивки (перманента).
Источник энергии
Концентрированные растворы перекиси водорода могут служить в качестве источника энергии, которая может быть выделена при разложении перекиси или при реакции ее с горючим. Таким образом, перекись водорода используется как
• источник энергии для торпед;
• компонент для ракетного топлива;
• компонент для запуска при помощи катапульты;
• взрывчатое вещество.
Источник свободных радикалов
Перекись водорода и другие переписные соединения используются для инициирования процессов полимеризации и других реакций с участием свободных радикалов.
Источник газа
При разложении перекиси водорода образуется газ, поэтому разбавленные ее растворы могут быть использованы
• в качестве пенообразователей в производстве пористых веществ, например пенистой резины, пористого бетона и пористой керамики;
• в кулинарии для поднятия теста;
• в качестве источника кислорода в лабораторных целях.
Реагент в химическом синтезе
Перекись водорода является наиболее удобным исходным веществом для получения большей части неорганических и органических перекисных соединений, а также часто применяется в качестве реагента в органическом химическом синтезе.
Восстановитель
Перекись водорода действует так же, как восстановитель в реакциях с некоторыми высокоокисленными соединениями, например с перманганатами, бихроматами и солями четырехвалентного церия, причем во всех случаях образующийся газообразный кислород происходит от перекиси водорода. Однако эти реакции не имеют большого технического значения.
ГЛАВА 3
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Впервые перекись водорода была использована в медицинской практике Ричардсоном в 1856 году.
Он разработал различные методы лечения с применением перекиси водорода и опубликовал их. К сожалению, многие из этих способов лечения болезней не были признаны в то время. Например, введение перекиси водорода в практику в качестве антисептического или дезинфицирующего средства не нашло тогда широкого применения, так как не была осознана и научно обоснована необходимость асептики в медицинской и хирургической практике. В результате обширная литература прошлых лет по применению перекиси водорода в медицине сейчас может представлять в основном исторический интерес.
АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ И ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА
В настоящее время перекись водорода широко применяется в быту в качестве антисептика, хотя она и незаслуженно вытесняется другими антисептиками.
Термины «антисептик» и «дезинфицирующее средство» далеко не синонимы. Под антисептиком подразумевается вещество, которое угнетает рост микроорганизмов, но не обязательно уничтожает их в отличие от дезинфицирующего средства, которое полностью устраняет инфекцию путем уничтожения микроорганизмов и инактивации вирусов.
Весьма эффективен эффективностью пероксигидрат мочевины в глицерине. А неорганические перекиси, например цинка и кадмия, в связи с их антисептическим действием используются так же, как составные части косметических средств и зубных паст. Перекись водорода применяется как компонент паст, таблеток, мазей и т. д.
Однако эффективность перекиси водорода сильно зависит от целей и методов использования антисептика, среды воздействия, температуры, концентрации и длительности контакта. Кроме того, необходимо учесть (особенно при обработке ран, поверхности кожи или слизистых оболочек) еще и скорость переноса антисептика к пораженной поверхности и длительность нахождения его в условиях, при которых действуют факторы, способствующие разложению и разбавлению.
БАКТЕРИЦИДНЫЕ СВОЙСТВА
Проведено много подробных исследований бактерицидного действия перекиси водорода и перекисных соединений, выполнено сравнение эффективности перекиси водорода с эффективностью других бактерицидов, например соединений ртути, йода, фенолов, этилового спирта. Выяснилось, что перекись водорода в концентрациях порядка 0,001–0,1 % при комнатной температуре угнетает рост микроорганизмов, в концентрации 0,1 % и выше убивает эти организмы. Такие концентрации уничтожают также пирогенные вещества в растворах, предназначенных для инъекции.
В монографии Мак-Каллоча в отношении перекиси водорода сказано, что ее можно классифицировать как бактерицид широкого применения, хотя для уничтожения спорообразующих бактерий, например В. subtiis, требуются более высокие концентрации перекиси водорода и большая продолжительность контакта, чем для бактерий типа кишечной палочки (Е. coli).
Преимущество применения перекиси водорода перед другими средствами для дезинфекции заключается в том, что она сравнительно слабо угнетает активность некоторых клеток крови и других клеток в отношении уничтожения продуктов жизнедеятельности организма, вредных бактерий. Поэтому перекись водорода нашла широкое применение в официальной медицине в качестве наружного антисептического и дезинфицирующего средства, а также как бактерицидный препарат при лечении некоторых болезней.