H2O2- Hydrogen Peroxide Là Gì? 3+ ứng Dụng Trong Công Nghiệp

Hydrogen Peroxide (H2O2) là một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong công nghiệp, y tế và xử lý môi trường. Với tính chất oxy hóa mạnh mẽ, hydrogen peroxide được sử dụng rộng rãi trong việc khử trùng, tẩy rửa, và xử lý nước thải. Tuy nhiên, việc sử dụng và bảo quản hydrogen peroxide cần tuân thủ các quy định an toàn nghiêm ngặt để tránh các nguy cơ tiềm ẩn.

Trong bài viết này, Hóa chất Gia Hoàng sẽ chia sẻ những thông tin về H2O2 là gì cũng như những ứng dụng quan trọng.

H2O2 là gì?

H2O2 (Hydrogen peroxide) hay còn gọi là oxy già là một hợp chất hóa học gồm hai nguyên tử hidro và hai nguyên tử oxy. Nó là chất lỏng không màu, nhớt hơn nước, có khả năng hòa tan trong nước, cồn và ether. H2O2 là một chất oxy hóa mạnh, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ y tế, công nghiệp đến xử lý môi trường nhờ khả năng phân hủy thành nước và oxy mà không để lại dư lượng độc hại.

Công thức cấu tạo của h2o2

Công thức cấu tạo của H2O2 gồm:

• Hai nguyên tử oxi liên kết với nhau bằng liên kết đơn (O–O).
• Mỗi nguyên tử oxi liên kết với một nguyên tử hydro, tạo thành cấu trúc tuyến tính xoắn.
• Góc liên kết O–O–H khoảng 94.8°, tạo nên cấu trúc không phẳng và khả năng tạo liên kết hydro giữa các phân tử.

Tính chất của H2O2

Tính chất vật lý

• Trạng thái: Có thể tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng hoặc khí.
• Màu sắc: Không màu, trong suốt.
• Mùi đặc trưng: Có mùi gắt đặc trưng.
• Nhiệt độ sôi: 108°C.
• Nhiệt độ nóng chảy: -33°C.
• Khối lượng riêng của H2O2: 1.1 kg/m³.
• Độ nhớt: 1,245 cP ở 20°C.
• Độ pH: Có tính axit nhẹ (khoảng 2.5–3.5).

Tính chất hóa học của h2o2

Tính chất hóa học của H2O2 là chất oxy hóa mạnh, có thể dễ dàng phân hủy thành nước và oxy, đồng thời tham gia nhiều phản ứng oxi hóa - khử trong các môi trường khác nhau.

Số oxi hóa của O trong H2O2 là -1, khác với trạng thái phổ biến -2 trong các hợp chất khác.

Tính phân hủy:

• H2O2 dễ dàng bị phân hủy thành nước và oxy với sự tỏa nhiệt: 2H2O2→2H2O+O2
• Quá trình phân hủy chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH, nồng độ và sự có mặt của chất xúc tác như MnO2, Ag hoặc enzym catalase.
• Ở môi trường kiềm, tốc độ phân hủy nhanh hơn, trong khi môi trường axit giúp ổn định dung dịch.

Phản ứng oxy hóa-khử

• H2O2 đóng vai trò là chất oxy hóa, ví dụ, nó oxy hóa ion Fe²⁺ thành Fe³⁺ trong môi trường axit: 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O2
• Trong môi trường kiềm, H2O2 có thể khử Fe³⁺ thành Fe²⁺ hoặc oxy hóa Mn²⁺ thành MnO2.

Tạo thành hợp chất peroxide

• Là một axit yếu (pH ≈ 4.5), H₂O₂ tạo ra hydroperoxit hoặc peroxoanion khi tác dụng với bazơ mạnh: Na2B4O7+4H2O2+2NaOH→2Na2B2O7(OH)4+H2O 
• Nó cũng phản ứng với axeton tạo axeton peroxit, hay với ure để tạo carbamide peroxide - chất làm trắng răng phổ biến.

Tính bazơ yếu

• Mặc dù yếu hơn cả nước, H2O2 có thể phản ứng với axit mạnh để tạo ra các sản phẩm đặc trưng.

Điều chế H2O2

Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng sôi

Phương pháp hydro hóa xúc tác tầng sôi là một trong những quy trình phổ biến để điều chế H2O2 trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm lớn là thiết bị sử dụng rất phức tạp và tiêu tốn nhiều năng lượng. Đặc biệt, quá trình này tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ cao, đã từng xảy ra tại các nhà máy ở Anh, Pháp, và Cộng hòa Liên bang Đức.

Phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng cố định

So với tầng sôi, phương pháp Hydro hóa xúc tác tầng cố định sử dụng cơ chế phản ứng tương tự, nhưng an toàn hơn nhiều do không xảy ra nguy cơ cháy nổ. Quy trình sản xuất Hydrogen peroxide H2O2 theo phương pháp này áp dụng chất xúc tác paladi, sử dụng trên tầng cố định để tăng hiệu quả và đảm bảo an toàn trong điều chế H2O2.

Giai đoạn Hydro hóa

Nguyên liệu bao gồm dung dịch hỗn hợp chứa Anthraquinone, chủ yếu sử dụng 2-Ethyl Anthraquinone làm chất mang. Các chất dung môi hỗ trợ phản ứng như Tri-izo octyl phosphate (TOP) được chuẩn bị theo tỷ lệ nhất định và chưng trong điều kiện chân không.

Dung dịch hỗn hợp này được xử lý bằng nước khử khoáng và H2O2 để loại bỏ tạp chất, đảm bảo độ tinh khiết trước khi bước vào quá trình hydro hóa.

• Trong tháp hydro hóa, hỗn hợp được đưa vào cùng với hydro, áp dụng nhiệt độ và áp suất cao với Paladi (Pd) làm chất xúc tác.
• Anthraquinone tác dụng với hydro để tạo thành Anthraquinol.
• Kết thúc giai đoạn này, dung dịch được chuyển sang tháp oxy hóa.

Giai đoạn oxy hóa

Trong tháp oxy hóa, Anthraquinol phản ứng với oxy, tạo ra H2O2. Sau phản ứng, Anthraquinone được tái sinh và tiếp tục tham gia vào chu trình.

Dung dịch sau quá trình oxy hóa được đưa sang giai đoạn chiết tách và tinh lọc để thu được hydrogen peroxide tinh khiết.

Giai đoạn chiết tách, tinh lọc

Giai đoạn chiết tách H2O2:

• Hỗn hợp dung dịch được đưa vào tháp chiết kiểu lỗ đĩa.
• Nước khử khoáng được đưa từ đỉnh tháp, chảy ngược chiều với dung dịch chứa H2O2 từ đáy tháp.
• Do H2O2 tan hoàn toàn trong nước, nó sẽ được hòa tan hết vào dòng nước khử khoáng và thu tại đáy tháp.

Giai đoạn tinh loc H2O2: 

• Dung dịch H2O2 được chuyển sang tháp lọc để loại bỏ tạp chất như chất thơm nặng, TOP…
• Sản phẩm cuối cùng là H2O2 có nồng độ 27.5%.

Tái sử dụng dung môi:

• Phần dung dịch còn lại sau chiết xuất được xử lý bằng dung dịch kiềm tại đáy tháp để loại bỏ nước trước khi tái chế vào giai đoạn hydro hóa.
• Dung dịch kiềm sau khi kết thúc quá trình được đưa vào thiết bị phân ly để loại bỏ tạp chất và cô đặc để tái sử dụng.

Giai đoạn cô đặc dung dịch Hydrogen peroxide

Hydrogen peroxide (H2O2) gồm hai nguyên tử hydro và hai nguyên tử oxy liên kết với nhau bằng liên kết đơn (O-O), là chất oxy hóa mạnh với nhiều ứng dụng quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và y tế, sản phẩm H2O2 nồng độ cao cần được xử lý từ dung dịch loãng ban đầu qua quá trình cô đặc, diễn ra theo quy trình sau:

Quy trình cô đặc H2O2: 

Dung dịch H2O2 loãng (27.5%) từ thùng chứa được chuyển qua các bước:

• Bơm và lọc: Dung dịch được bơm qua hệ thống lọc để loại bỏ tạp chất, đảm bảo độ tinh khiết.
• Gia nhiệt: Dung dịch được gia nhiệt trước khi đưa vào thiết bị bay hơi.
• Bay hơi kiểu tháp đệm:
  • Sử dụng tháp đệm trong điều kiện chân không, dung dịch được phân tách dựa trên sự khác biệt nhiệt độ sôi giữa nước và H2O2.
  • Sản phẩm sau quá trình cô đặc có thể đạt nồng độ cao hơn như 30%, 50%, hoặc 70%.

Ngoài phương pháp trên, H2O2 còn được sản xuất thông qua quá trình tự oxy hóa của 2-etyl-9,10-dihydroxyanthracen thành 2-etylanthraquinon.

• Quá trình oxy hóa: H2O2 được tạo ra bằng cách sử dụng oxy từ không khí.
• Tách dẫn xuất anthraquinon: Sản phẩm được tách ra khỏi hỗn hợp, sau đó hợp chất này được khử trở lại thành dẫn xuất dihydroxy bằng khí hydro, sẵn sàng tham gia chu trình sản xuất tiếp theo.

Ứng dụng của H2O2

Khử khuẩn, sát trùng bể bơi

H2O2 với nồng độ 35%-50% là giải pháp khử trùng hiệu quả và an toàn trong xử lý nước bể bơi.

Dưới tác động của tia UV, H2O2 tạo ra các gốc oxy hóa mạnh, giúp tiêu diệt vi khuẩn, virus và các tác nhân gây ô nhiễm trong nước.

Ngoài ra, phương pháp này còn trung hòa lượng clo dư thừa, giảm thiểu tác động hóa học lên người bơi.

Với hiệu quả cao, chi phí hợp lý, và an toàn cho sức khỏe, H2O2 trở thành lựa chọn hàng đầu của các cá nhân, hộ gia đình, và chủ hồ bơi trong việc duy trì nước bể sạch sẽ, trong lành.

Xử lý nước thải

Hydrogen peroxide đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống xử lý nước thải nhờ khả năng oxy hóa mạnh và thân thiện với môi trường. H2O2 tham gia hiệu quả vào các quá trình xử lý như:

• Khử màu: Các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải được H2O2 oxy hóa, loại bỏ màu sắc gây ô nhiễm.
• Xử lý hóa chất độc hại: H2O2 giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ độc hại, như phenol hoặc thuốc nhuộm công nghiệp, thành các sản phẩm vô cơ ít độc hại hơn.
• Loại bỏ mùi và khí độc: Oxy hóa các hợp chất gây mùi hoặc các khí độc như H2S, amoniac, giúp cải thiện chất lượng không khí và nước.
• Xử lý vi sinh vật: Với khả năng sát khuẩn mạnh, H2O2 tiêu diệt các vi khuẩn, virus và vi sinh vật gây bệnh trong nước thải.

Ứng dụng của H2O2 trong xử lý nước thải không chỉ đảm bảo hiệu quả cao mà còn giúp giảm lượng bùn thải, góp phần bảo vệ môi trường và đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước sau xử lý.

Trong công nghiệp

Với khối lượng riêng của H2O2 là 1.1 kg/m³, khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước và tính chất hóa học của H2O2, hợp chất này có vai trò quan trọng trong sản xuất hóa chất:

• Sản xuất peroxide hữu cơ: Oxy già công nghiệp là nguyên liệu chính trong sản xuất dibenzoyl peroxide, một chất khơi mào gốc tự do trong phản ứng trùng hợp.
• Sản xuất epoxit: Ứng dụng trong sản xuất axit axetic và các hợp chất hữu cơ khác.
• Trong bột giặt: Được dùng để sản xuất natri perborat và natri percacbonat, tăng hiệu quả tẩy trắng.

Xem thêm: 14+ công dụng của oxy già trong đời sống

Trong y tế

Nhờ khả năng khử khuẩn mạnh, H2O2 là thành phần quan trọng trong lĩnh vực y tế:

• Sát trùng vết thương: Dung dịch H2O2 nồng độ dưới 3% được dùng để sát trùng, loại bỏ mô chết, và làm sạch vết thương.
• Liệu pháp siêu oxy hóa: Một số nghiên cứu y học từng thử nghiệm pha loãng H2O2 35% để điều trị AIDS và ung thư. Tuy nhiên, Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ khẳng định chưa có bằng chứng khoa học chứng minh tính an toàn và hiệu quả của phương pháp này.

H2O2 có độc không?

Hydrogen peroxide (H2O2) có thể gây nhiều tác hại nghiêm trọng nếu không được sử dụng đúng cách. Dưới đây là một số nguy cơ khi tiếp xúc với H2O2:

• Tiếp xúc với da: Gây phỏng, da khô, nứt nẻ và loét nếu tiếp xúc lâu dài.
• Tiếp xúc với mắt: Gây bỏng rát, mắt đỏ, phồng rộp và có thể dẫn đến mờ mắt.
• Hít phải hơi H2O2: 
  • Gây tổn thương phổi nghiêm trọng: ho, ngạt thở, khó thở, đau tức ngực.
  • Tê liệt hệ thần kinh trung ương: chóng mặt, choáng váng, đau đầu, nôn ói.
  • Nếu hít phải lâu dài có thể gây hôn mê và tử vong.

• Uống dung dịch H2O2: Phân hủy trong dạ dày tạo khí lớn (gấp 10 lần thể tích dung dịch 3%) gây chảy máu nội tạng.
• Tác động với các vật liệu dễ cháy:
  • H2O2 có thể gây nổ khi tiếp xúc với các chất như dầu mỡ, rượu, axit axetic, amin, photpho.
  • Khi đổ vào vải hoặc các chất dễ cháy, H2O2 làm bay hơi nước, gây cháy tự phát nếu nồng độ đủ cao.

Lưu ý: Cần đặc biệt cẩn thận khi xử lý và bảo quản H2O2, sử dụng thiết bị bảo hộ và tuân thủ quy định an toàn để tránh các rủi ro trên.

Cách bảo quản H2O2

Hydrogen peroxide (H2O2) là một hóa chất rất nhạy cảm với ánh sáng và có thể phân hủy khi tiếp xúc với tia UV. Do đó, để đảm bảo chất lượng và an toàn khi sử dụng, cách bảo quản H2O2 cần tuân thủ các quy định nghiêm ngặt:

• Tránh ánh sáng trực tiếp: Các thùng chứa H2O2 phải được cất giữ ở nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh nắng trực tiếp. Ánh sáng có thể làm phân hủy H2O2, giảm hiệu quả của chất này.
• Đậy nắp kín: Các thùng chứa cần phải được đậy nắp kín để ngăn ngừa sự tiếp xúc với không khí, đồng thời giúp tránh ô nhiễm từ các tạp chất ngoài môi trường.
• Khu vực cất giữ: Cần lưu trữ trong khu vực thông thoáng, có hệ thống thông gió tốt, tránh nhiệt độ cao và độ ẩm quá mức.
• Không lưu trữ với axit nitric: H2O2 không phải là chất cháy, nhưng khi tiếp xúc với axit nitric, phản ứng có thể xảy ra, gây nguy cơ cháy nổ. Do đó, không bao giờ lưu trữ H2O2 cùng với axit nitric.
• Không sử dụng thùng kim loại: H2O2 không nên được chứa trong các thùng kim loại, đặc biệt là các thùng không khô ráo, để tránh phản ứng không mong muốn.
• Nhãn an toàn: Các thùng chứa H2O2 cần được ghi nhãn rõ ràng, bao gồm các cảnh báo an toàn, và phải được đặt xa tầm tay trẻ em để tránh tai nạn.

Việc bảo quản Hydrogen peroxide đúng cách là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi áp dụng ứng dụng của H2O2 trong công nghiệp và y tế.

Mua H2O2 50% ở đâu uy tín chất lượng?

Nếu bạn đang tìm mua H2O2 50% chất lượng và uy tín, Hóa Chất Gia Hoàng là một lựa chọn hàng đầu. Với nhiều năm kinh nghiệm trong ngành cung cấp hóa chất, Hóa Chất Gia Hoàng cam kết cung cấp các sản phẩm Hydrogen Peroxide (H2O2) đạt tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, y tế và xử lý nước thải.

Sản phẩm của Hóa Chất Gia Hoàng được kiểm tra nghiêm ngặt về chất lượng trước khi giao đến tay khách hàng, và được đóng gói, bảo quản đúng quy cách để tránh phân hủy và giữ nguyên hiệu quả. Hóa Chất Gia Hoàng cung cấp các sản phẩm H2O2 với các nồng độ khác nhau, đặc biệt là H2O2 50%, đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.

Hơn nữa, với đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp và dịch vụ chăm sóc khách hàng tận tình, bạn có thể yên tâm về chất lượng và nguồn gốc sản phẩm khi mua từ Hóa Chất Gia Hoàng.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ XUẤT NHẬP KHẨU GIA HOÀNG

• Địa chỉ: 33/111 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• VPGD: 33/B4 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• Email: hoangkimthangmt@gmail.com
• Website: https://ghgroup.com.vn
• Fanpage: Hóa chất Gia Hoàng