MONOGRAFIA Praktyczna chromatografia jonowa

4.3.10 Doświadczenie 17 – Zanieczyszczenia w nadtlenku wodoru
Czysty nadtlenek wodoru (H2O2) topi się w temperaturze 0,4°C i wrze w 150°C. Czysty nadtlenek wodoru
można uzyskać przez krystalizację frakcjonowaną, ściśle przestrzegając przepisów bezpieczeństwa.
Handlowy H2O2 jest dostępny jako wodny roztwór o stężeniach 35, 50, 60 lub 70%. Roztwory te są
oczyszczane za pomocą wymieniaczy jonowych lub przez destylację. Silnie egzotermiczny rozkład H2O2 na
H2O i O2 nie następuje spontanicznie, metale ciężkie mogą działać jako jego katalizatory.
Jony metali ciężkich są wiązane przez dodanie takich stabilizatorów jak polifosforany, EDTA, cyniany itp.
Opóźnia to rozkład. Charakterystyczną właściwością H2O2 jest jego działanie utleniające. Potencjał
standardowy (Eo) wynosi 1,8 V przy pH=0 i +0,78 V przy pH=14.
Nadtlenek wodoru jest jednym z najważniejszych produktów w dziale odczynników podstawowych, z
roczną produkcją 2,7 miliona ton. Jest wytwarzany przemysłowo przez połączenie antrahydrochinonu z
atmosferycznym O2. Tworzy to odpowiedni antrachinon i H2O2. Antrachinon jest redukowany z powrotem
do antrahydrochinonu przez atomowy wodór i katalizator palladowy i jest zwracany do systemu.
Duże ilości H2O2 są wykorzystywane do wybielania papieru i celulozy. W wielu krajach wybielacze
chlorowe (z Cl2 lub ClO2), po zastosowaniu których nie całkowicie biologicznie degradowalne chlorowane
związki organiczne dopływają do ścieków, zostały całkowicie lub częściowo zastąpione przez inne metody.
Oznacza to, że H2O2 stał się bardzo ważny.
Innymi zastosowaniami są:
Usuwanie żelaza i manganu z wody do picia.
Detoksykacja ścieków zawierających cyjanki (CN- → CNO- ), np. ścieków z kąpieli galwanicznych, za
pomocą H2O2 lub H2O2/H2SO4.
Połączenie H2O2 i UV dostarcza rodników HO (rodników wodorotlenowych), które są niezwykle silnymi
utleniaczami (Eo = +2,8 V). Są one wykorzystywane dla oczyszczania specjalnych typów ścieków.
Bardzo obiecujący jest rozwój metody wytwarzania tlenku propylenu z propenu i H2O2 (katalizatory z
warstwy tytanu) zamiast zanieczyszczającej wody metody chlorohydrynowej.
Pośród drugorzędnych produktów H2O2 najważniejszymi są nadboran sodu i nadwęglan sodu; są one
używane jako wybielacze w proszkach do prania.
H2O2 jest używany w przemyśle elektronicznym dla oczyszczania płytek krzemowych i obwodów
drukowanych.
Oznaczanie zanieczyszczeń w H2O2 jest bardzo ważne, przede wszystkim we wspomnianym ostatnio
przemyśle elektronicznym. Nawet najmniejsze ilości obcych jonów (ng/l lub ppt) znacząco zmniejszają
wydajność płytek ponieważ, na przykład, fosforany i azotany powodują uszkodzenia n-sieci w krysztale
krzemu.
Przy podwyższonych stężeniach nadtlenek wodoru wpływa zarówno na kolumnę rozdzielającą, jak i na
równowagę węglanową eluentu (patrz chromatogram 49). Dlatego w analizie śladów zastosowano
eliminację matrycy (patrz rozdział 4.3.2) osiągając następujące korzyści: po pierwsze stężone roztwory
mogą być analizowane bez rozcieńczenia; po drugie można stosować większe objętości próbek (wstępne
zatężanie).
128 Monografia Metrohm’a