H2O2 là gì? Ứng dụng của oxy già trong công nghiệp

H2O2 hay oxy già, là một chất oxy hóa mạnh có vai trò quan trọng trong việc tẩy rửa và làm sạch. H2O2 được ứng dụng nhiều trong công nghiệp xử lý nước, sản xuất bột giấy, y tế và làm đẹp. Bài viết này sẽ giải đáp H2O2 là gì, tính chất, ứng dụng thực tiễn và những lưu ý khi sử dụng hóa chất này. Hãy cùng LifeVista tìm hiểu bạn nhé! 

1. H2O2 là gì? 

H2O2 (hydrogen peroxide) hay còn gọi là Oxy già, là một chất lỏng không màu, hơi nhớt, có khả năng oxy hóa mạnh. Thường được sử dụng làm chất tẩy trắng và khử trùng trong nhiều lĩnh vực, từ y tế, công nghiệp cho đến đời sống hàng ngày. Hydrogen peroxide H2O2 được nhà khoa học người Nga tìm thấy vào năm 1882. 

Một số tên gọi khác của H2O2 là: Oxi già, nước oxy già, dung dịch oxi già. 

2. Số oxy hóa của H2O2 và tính chất lý hóa của Hydrogen peroxide 

2.1. Số oxy hóa của H2O2

Số oxi hóa của mỗi nguyên tử oxy trong H2O2 là -1, mỗi nguyên tử hydro có số oxi hóa là +1 nên số oxy hóa của H2O2 là 0.

2.2. H2O2 là liên kết gì? 

Công thức cấu tạo của H2O2 là H – O – O – H, cấu trúc hình dạng “xiên lệch” do lực đẩy giữa các liên kết đơn O-O trên các nguyên tử oxy. Vậy H2O2 là liên kết gì? Đó là một hợp chất có liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro. Góc liên kết trong H2O2 bị ảnh hưởng bởi liên kết hydro, dẫn đến sự khác biệt giữa cấu trúc ở trạng thái tinh thể và dạng hơi, trong đó các tinh thể thường có các khoảng trống rộng hơn.

2.3. Tính chất vật lý

• Trạng thái: H2O2 là một chất lỏng không màu ở điều kiện thường
• Tính ổn định: Ở trạng thái tinh khiết, H2O2 là chất không ổn định và dễ bị phân hủy khi gặp ánh sáng hoặc nhiệt độ cao, tạo ra nước và oxy 
• Độ tan: H2O2 tan hoàn toàn trong nước và các dung môi phân cực khác
• Mùi: Mùi gắt
• Nhiệt độ sôi: 108°C
• Nhiệt độ nóng chảy: 33 °C
• Khối lượng riêng: 1.1 (kg/m3)
• Độ nhớt: 1,245 cP ở 20 °C

2.4. Tính chất hoá học

• Phản ứng phân hủy

H2O2 dễ dàng phân hủy tạo ra nước và oxy:

2 H2O2 → 2H2O + O2 + Nhiệt lượng

Phản ứng phân hủy này cần chất xúc tác mangan dioxit, kali pemanganganat, bạc hoặc enzym catalase. Quá trình này sẽ diễn ra nhanh hơn nếu chất xúc tác là kiềm, chất ổn định là axit. 

• Phản ứng oxy hóa – khử của Hydrogen peroxide

H2O2 là chất oxi hóa mạnh nhưng cũng có thể đóng vai trò là chất khử tùy thuộc vào phản ứng.  

Trong dung dịch axit Fe2+ bị oxy hóa lên Fe3+: 

2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O2

Trong môi trường kiềm, Mn2+ bị oxy hóa thành Mn4+ (MnO2), Fe3+ bị khử thành Fe2: 

2Fe3+ + H2O2 + 2OH- → 2Fe2+ + 2H2O + O2

Mn2+ + H2O2 + 2OH- → MnO2↓ + 2H2O2 

• Phản ứng với chất hữu cơ

Do tính oxy hóa cao, H2O2 có thể phản ứng với các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là chất béo và protein, giúp khử trùng và tẩy trắng.

• H2O2 là một axit yếu

Hydrogen peroxide H2O2 có khả năng tạo thành muối hydroperoxit, peroxit và các dẫn xuất với nhiều kim loại.

• Tính bazơ yếu

H₂O₂ thể hiện tính chất của một bazơ, nhưng yếu hơn cả nước. Nó có thể phản ứng với một số axit mạnh để tạo ra sản phẩm.

3. Các phương pháp điều chế Hydrogen peroxide 

Hydrogen peroxide (H₂O₂) có thể được sản xuất bằng cách điện phân axit sulfuric hoặc amoni bisulfat (NH₄HSO₄). Tuy nhiên hai phương pháp này tiêu tốn nhiều điện năng và chi phí cao, nên ít được sử dụng trong công nghiệp.

Thay vào đó, phương pháp oxy hóa Anthraquinol AO được sử dụng rộng rãi. Phương pháp này có hai cách thực hiện:

• Hydro hóa xúc tác tầng sôi: Phương pháp này phức tạp, tiêu tốn nhiều năng lượng và có nguy cơ cháy nổ cao, đã từng xảy ra sự cố ở một số nhà máy tại Anh, Pháp và Đức.
• Hydro hóa xúc tác tầng cố định: Phương pháp này an toàn hơn, không xảy ra cháy nổ.

Quy trình sản xuất H₂O₂ theo phương pháp Antthraquinol:

• Bước 1 (Giai đoạn Hydro hóa): Cho dung dịch Anthraquinone (thường là 2-Ethyl Anthraquinone) và Tri-izo octyl phosphate (TOP) trong tháp Hydro hóa với hydro, áp suất và nhiệt độ thích hợp. Anthraquinone sẽ chuyển thành anthraquinol.
• Bước 2 (Giai đoạn oxy hóa): Anthraquinol được đưa vào tháp oxy hóa để kết hợp với oxy, tạo ra H₂O₂ và phục hồi anthraquinone.
• Bước 3 (Giai đoạn chiết tách và tinh lọc): H₂O₂ trong dung dịch được chiết suất bằng nước khử khoáng và lọc để loại bỏ tạp chất, thu được H₂O₂ với nồng độ 27.5%.
• Bước 4 (Giai đoạn cô đặc dung dịch H2O2) : Để có sản phẩm với nồng độ cao hơn, dung dịch H₂O₂ loãng sẽ được cô đặc qua thiết bị làm bay hơi, đạt nồng độ 30%, 50% hoặc 70% trong điều kiện chân không.

Ngoài ra, H₂O₂ cũng có thể được sản xuất từ 2-etyl-9,10-dihydroxy anthracene qua quá trình tự oxy hóa và sử dụng oxy từ không khí. Sau đó tách và khử ngược lại thành hợp chất dihydroxy bằng khí hydro.

4. Tác dụng của Oxy già trong đời sống và sản xuất 

H2O2 là chất được ứng dụng nhiều trong sản xuất và đời sống, ngoài công dụng tẩy rửa vết thương quen thuộc, H2O2 còn có một số ứng dụng quan trọng sau đây:

4.1. Oxy già xử lý nước bể bơi hiệu quả

H2O2 là một hóa chất hồ bơi có tính oxy hóa mạnh, khi phân hủy trong nước nó sẽ giải phóng oxy, kết hợp với ánh sáng tia UV tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa cao. Những gốc tự do này sẽ tấn công và phá hủy các cấu trúc tế bào của vi sinh vật, giúp tiêu diệt vi khuẩn, virus và các loại tảo trong nước bể bơi. 

Phương pháp xử lý nước bể bơi bằng Oxy già H2O2 không chỉ hiệu quả mà còn an toàn và tiết kiệm. H₂O₂ không để lại dư lượng hóa chất độc hại, an toàn cho sức khỏe của người sử dụng bể bơi và môi trường xung quanh. 

Oxy già nồng độ 35 – 50% thường được sử dụng để khử trùng làm sạch hồ bơi. Tại LifeVista đang bán nước oxy già 50% can 35kg và nhiều hóa chất xử lý nước, hãy liên hệ hotline hoặc inbox zalo OA để được hỗ trợ nhanh nhất. 

>> Xem thêm: Tác dụng của oxy già trong xử lý nước hồ bơi và đời sống

4.2. Tác dụng của Oxy già H2O2 trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, nước Oxy già được sử dụng làm chất khử trùng sát khuẩn bề mặt các vết thương nhỏ, giúp loại bỏ mô chết và ngăn chặn nhiễm trùng. Ngoài ra, người ta có thể sử dụng nước oxy già với nồng độ thấp để rửa miệng nhẹ nhàng, chức năng này được kiểm soát bởi Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA).

Đặc biệt, Hydrogen peroxide có tồn tại trong cơ thể người. Nó được tạo ra từ các túi lysosome trong bạch cầu, là một cơ chế miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể khỏi vi khuẩn và vi rút.

4.3. Công dụng của oxy già trong làm đẹp

Trong làm đẹp, Oxy già H2O2 có tác dụng làm trắng da, trị mụn trứng cá, làm thuốc tẩy tóc, dùng tẩy lông…. Nhờ tác dụng tẩy trắng và khử trùng, H₂O₂ phá vỡ các liên kết hóa học trong các sắc tố màu tự nhiên, làm cho tóc trở nên sáng hơn. Ngoài ra oxy già còn có khả năng oxy hóa các sắc tố melanin giúp ngăn ngừa mụn, tẩy trắng và làm sáng da. 

4.4. Tác dụng của oxy già trong công nghiệp

Trong công nghiệp, Oxy già H2O2 thường được sử dụng ở nồng độ ca, thường từ 35% đến 50%, có thể lên đến 90%. Khoảng 50% sản lượng hydro peroxide H2O2 được sử dụng để tẩy trắng giấy và bột giấy, nó giúp loại bỏ màu sắc và tạp chất mà không làm hỏng chất liệu. Về mặt môi trường, oxy già là chất tẩy trắng an toàn hơn so với hóa chất Clo. 

Oxy già còn được ứng dụng trong sản xuất hóa chất, là nguyên liệu quan trọng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ như epoxit, peroxit hữu cơ và chất xúc tác. Các hợp chất này được dùng trong sản xuất nhựa, cao su và nhiều sản phẩm hóa chất công nghiệp khác.

Ngoài ra, H₂O₂ cũng được ứng dụng trong xử lý nước thải để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vô cơ độc hại, giúp làm sạch nước trước khi xả ra môi trường.

4.5. Oxy già H2O2 ứng dụng trong nông nghiệp

H₂O₂ còn được sử dụng để xử lý đất và khử trùng trong nông nghiệp, giúp kiểm soát vi khuẩn, nấm và sâu bệnh có hại cho cây trồng. Ngoài ra, H₂O₂ cung cấp oxy cho rễ cây, cải thiện quá trình hô hấp của cây, làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

5. Một số câu hỏi liên quan đến nước Oxy già

5.1. Tại sao oxy già sủi bọt?

Khi sử dụng oxy già 3% sát khuẩn về thương, chúng ta nhìn thấy hiện tượng sủi bọt. Nguyên nhân là do H2O2 phản ứng với các mô bị tổn thương, giải phóng oxy, tạo ra hiện tượng sủi bọt.

5.2. H2O2 có độc không? 

H2O2 (Oxy già) rất độc nếu hít phải nên cần trang bị dụng cụ bảo hộ lao động. Nên có đầy đủ khẩu trang, bao tay và kính để tránh hóa chất bám vào da, mắt và mũi.

6. Những lưu ý khi sử dụng H2O2 

Nếu bạn đã biết được H2O2 là chất gì, sau đây bạn cần lưu ý một số điều để sử dụng H2O2 một cách an toàn và hiệu quả: 

• Sử dụng đồ bảo hộ: Đeo kính bảo hộ, găng tay, và áo bảo hộ khi làm việc với H₂O₂, đặc biệt là ở nồng độ cao, để tránh tiếp xúc trực tiếp với da và mắt.
• Tránh tiếp xúc trực tiếp: Không để oxy già tiếp xúc với da, mắt, hoặc hít phải hơi của nó. Nếu dính vào da hoặc mắt, cần rửa ngay lập tức với nước sạch trong ít nhất 15 phút và đến cơ sở y tế nếu cần.
• Bảo quản đúng cách: Lưu trữ H₂O₂ ở nơi thoáng mát, tránh ánh sáng mặt trời và xa các nguồn nhiệt, vì H₂O₂ có thể phân hủy và gây nguy hiểm. Không để gần các chất dễ cháy.
• Sử dụng nồng độ phù hợp: Chọn nồng độ H₂O₂ thích hợp cho từng mục đích, chẳng hạn, sử dụng 3-5% cho khử trùng thông thường và 35 – 50% cho công nghiệp. Tránh sử dụng nồng độ cao trong sinh hoạt hàng ngày.
• Không pha trộn tùy tiện: Không trộn H₂O₂ với các chất khác (như amoniac, axit, chất tẩy rửa) vì có thể tạo ra các phản ứng nguy hiểm và sinh ra khí độc.
• Giữ xa tầm tay trẻ em và vật nuôi: Đảm bảo H₂O₂ được bảo quản ngoài tầm với của trẻ nhỏ và vật nuôi, tránh các nguy cơ nuốt phải hoặc tiếp xúc gây nguy hiểm.
• Xử lý khi gặp sự cố: Trong trường hợp H₂O₂ bị đổ, dùng nước pha loãng để trung hòa trước khi lau sạch. Luôn thông gió khu vực sử dụng để tránh hít phải hơi H₂O₂.

Vậy là chúng ta đã biết được H2O2 là gì, hy vọng qua những chia sẻ của LifeVista về ứng dụng và những lưu ý khi dùng, bạn sẽ hiểu hơn về hóa chất này và sử dụng chúng một cách hiệu quả hơn. Nếu bạn đang tìm mua hóa chất oxy già, hãy liên hệ với hotline LifeVista hoặc zalo OA để được hỗ trợ đặt hàng nhanh nhất.