Il perossido di idrogeno, più noto a tutti col nome di acqua ossigenata, è un composto chimico di formula H2O2 che presenta il caratteristico legame O─O dei perossidi.
È un liquido incolore, infiammabile, corrosivo, solido a -0,43 °C, instabile in quanto tramite una reazione di ossidoriduzione si decompone facilmente in acqua e ossigeno in presenza soprattutto di agenti catalizzanti quali cationi metallici (per esempio ferro, nichel, cromo) e polveri
2H2O2 → 2H2O + O2
Il perossido di idrogeno gassoso in natura è prodotto dalle reazioni fotochimiche nell’atmosfera terrestre. Le reazioni fotochimiche sono quelle in cui avviene una riorganizzazione degli elettroni della materia che ha interagito con la radiazione elettromagnetica. Sempre in natura, ma in soluzione, il perossido di idrogeno si trova in piccole quantità anche nell’acqua. Per esempio, è facile trovarlo nella neve: 1 kg di neve contiene fino a 1 mg di perossido di idrogeno.
All’inizio del secolo scorso la produzione industriale del perossido di idrogeno avveniva per reazione del perossido di bario con acido solforico (H2SO4)
BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2
Successivamente, lo si è sintetizzato per elettrolisi dell’acido solforico concentrato ottenendo l’acido perossidisolforico (H2S2O8) poi idrolizzato in ambiente acido.
2H2SO4─ → H2S2O8 + 2e─
H2S2O8 + 2H2O → H2O2 + 2 H2SO4
Oggi, la produzione avviene per auto ossidazione dell’antrachinone (un chinone derivato dall’antracene)
Il perossido di idrogeno è un composto molto versatile e per questo viene impiegato in molti campi, ma sotto forma di soluzioni perché lo rendono un prodotto più sicuro evitando il rischio di reazioni esplosive. La sua concentrazione viene espressa o in % in peso (grammi di H2O2 in 100 g di soluzione) oppure in % in volume (grammi di H2O2 per 100 cm3 di soluzione) o in volumi di ossigeno attivo che un volume di soluzione può sviluppare, ricordando che il perossido di idrogeno svolge un volume di ossigeno pari a 475 volte il suo volume.
Vediamo i diversi impieghi dell’acqua ossigenata.
- La maggior parte della produzione annua dell’acqua ossigenata viene usata per sbiancare la carta, ma è anche un componente dei prodotti sbiancanti per la casa e degli antimacchia perché distrugge le sostanze chimiche coloranti (cromofori). D’altra parte il primo impiego del perossido di idrogeno all’inizio del Novecento, cioè poco dopo che è stato scoperto (1818), è stato come sbiancante della paglia con cui si confezionavano i cappelli.
- È noto l’impiego come disinfettante seppure di moderata potenza, efficace contro batteri, spore batteriche, virus e lieviti. Quando l’acqua ossigenata viene a contatto con una ferita, produce una schiuma dovuta all’azione di un enzima contenuto nel sangue che causa la separazione del perossido di idrogeno in acqua e ossigeno in forma gassosa.
- Un altro impiego risaputo è come agente sbiancante per i capelli. L’acqua ossigenata contenuta nelle tinture per i capelli ossida la melanina dei pigmenti dei capelli e ne causa la decolorazione. Ossida anche altri elementi chimici della tinta, come la parafenilnediammina, un prodotto che contribuisce alla produzione di molecole coloranti necessari a raggiungere la colorazione finale.
- Il perossido di idrogeno si utilizza anche come agente sbiancante dei denti e come prodotto anti-acne.
- L’acqua ossigenata trova anche impiego nel settore della depurazione delle acque perché è un agente ossidante antibatterico e che elimina alcune impurità dell’acqua e delle acque reflue.
- Nell’orticoltura il perossido di idrogeno è utilizzato per migliorare lo sviluppo radicale delle piante.
- L’acqua ossigenata si trova anche nei glow sticks, i bastoncini usati per produrre luce chimica. I glow sticks sono costituiti da due contenitori separati, uno contenente acqua ossigenata e l’altro degli esteri. Alla rottura dei contenitori i due composti reagiscono con produzione di una certa quantità di energia che induce le molecole di coloranti a rilasciare un fotone, cioè luce.
- Il perossido di idrogeno puro viene sfruttato anche come propellente dei sottomarini, come carburante dei razzi e come esplosivo perché reagisce in modo violento con materiali combustibili e riducenti.
Negli ultimi anni il perossido di idrogeno sta ricoprendo un ruolo importante nella green chemistry grazie alla proprietà di poter agire sia da ossidante e produce acqua, sia da riducente e produce ossigeno: acqua e ossigeno sono due composti assolutamente non inquinanti e permettono alle industrie di utilizzare il perossido di idrogeno come reagente e abbassare nettamente il proprio impatto ambientale.
ATTIVITA’: indica a quale/i obiettivo/i dell’Agenda 2030 si riferisce l’utilizzo del perossido di idrogeno come reagente non inquinante e come agente antibatterico.