آب اکسیژنه: مولکول شگفت‌انگیز اکسیژن و آب
آب اکسیژنه چیست و چگونه ساخته می‌شود؟
آب اکسیژنه با فرمول شیمیایی $H_2O_2 $ یک ترکیب شیمیایی است که به صورت مایعی بی‌رنگ با بویی تند وجود دارد. این مولکول بسیار شبیه به مولکول آب ($ H_2O $) است، با این تفاوت که یک اتم اکسیژن اضافی دارد. همین اتم اضافی، آن را به ماده‌ای ناپایدار و فعال تبدیل می‌کند که تمایل زیادی به واکنش دارد.
در صنعت، آب اکسیژنه معمولاً از یک روش شیمیایی به نام «فرآیند آنتراکینون» تولید می‌شود. در این فرآیند، یک ماده آلی به نام آنتراکینون در حضور یک کاتالیزگر[۱] با گاز هیدروژن واکنش می‌دهد و سپس با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود تا در نهایت آب اکسیژنه خالص به دست آید.
غلظت‌های مختلف و خواص فیزیکی و شیمیایی
آب اکسیژنه را در غلظت‌های مختلفی تولید و عرضه می‌کنند. غلظت آن معمولاً به صورت درصدی بیان می‌شود. برای مثال، آب اکسیژنه‌ای که در داروخانه‌ها می‌بینید، معمولاً غلظتی around 3% دارد، در حالی که در صنعت از غلظت‌های 30% تا 70% استفاده می‌شود.
| غلظت (درصد) | نام رایج | کاربردهای اصلی | سطح خطر |
|---|---|---|---|
| 3% | محلول دارویی | ضدعفونی‌کننده زخم‌های سطحی، دهان‌شویه | کم |
| 6-10% | محلول زیبایی | سفید کردن مو، روشن کردن پوست | متوسط |
| 35% | غذایی (Food Grade) | ضدعفونی‌کننده سطوح در تماس با غذا، بسته‌بندی مواد غذایی | زیاد |
| >50% | صنعتی | سفید کردن خمیر کاغذ و پارچه، سوخت موشک | بسیار زیاد |
مهم‌ترین خاصیت شیمیایی آب اکسیژنه، تجزیه شدن آن است. این ماده به آرامی و به خودی خود به آب و اکسیژن تجزیه می‌شود. این واکنش به صورت زیر است:
اگر روی یک زخم آب اکسیژنه بریزید، حباب‌های زیادی ایجاد می‌شود. این حباب‌ها همان گاز اکسیژن هستند که در اثر تجزیه آب اکسیژنه و تماس با آنزیم‌های موجود در خون و بافت‌ها تولید می‌شوند. این اکسیژن آزاد شده به از بین بردن باکتری‌های بی‌هوازی کمک می‌کند.
کاربردهای شگفت‌انگیز آب اکسیژنه در زندگی روزمره
از آب اکسیژنه در زمینه‌های بسیار متنوعی استفاده می‌شود. در ادامه به برخی از رایج‌ترین این کاربردها اشاره می‌کنیم:
پزشکی و بهداشت: رایج‌ترین کاربرد آب اکسیژنه، ضدعفونی کردن زخم‌های کوچک و سطحی است. البته امروزه به دلیل اینکه ممکن است به بافت‌های جدید پوست نیز آسیب بزند، استفاده از آن کمتر توصیه می‌شود و بیشتر از بتادین یا سایر ضدعفونی‌کننده‌های ملایم‌تر استفاده می‌کنند. از آن به عنوان دهان‌شویه برای ضدعفونی کردن دهان و سفید کردن دندان‌ها نیز استفاده می‌شود (حتماً باید رقیق شود).
سفیدگری و رنگ‌بری: از آب اکسیژنه برای سفید کردن چوب، خمیر کاغذ (در صنعت کاغذسازی)، پارچه و حتی مو استفاده می‌شود. بسیاری از رنگ‌موهای blond از آب اکسیژنه برای باز کردن رنگدانه‌های طبیعی مو استفاده می‌کنند.
ضدعفونی‌کننده سطوح: خاصیت اکسیدکنندگی قوی آب اکسیژنه، آن را به یک ضدعفونی‌کننده و گندزدا[۲]ی مؤثر تبدیل کرده است. برای ضدعفونی کردن سطوح آشپزخانه، حمام و حتی سبزیجات (با غلظت بسیار کم و سپس شستشوی کامل) قابل استفاده است.
صنعت هوافضا: جالب است بدانید که از آب اکسیژنه با غلظت بسیار بالا (بالای 90%) به عنوان اکسیدکننده در سوخت موشک‌ها استفاده می‌شود. در این حالت، هنگام تجزیه، حجم بسیار زیادی گاز اکسیژن تولید می‌کند که برای سوزاندن سوخت و ایجاد نیروی پیشرانش ضروری است.
یک آزمایش ساده و ایمن: فوران کف
یکی از معروف‌ترین آزمایش‌های علمی که با آب اکسیژنه انجام می‌شود، «فیل فیل فوران» یا «خمیردندان فیل» است. این آزمایش به‌صورت ایمن و با غلظت پایین آب اکسیژنه (3%) قابل انجام است.
مواد مورد نیاز: آب اکسیژنه 3%، مایع ظرفشویی، رنگ‌خوراکی (اختیاری)، مخمر خشک یا محلول یدید پتاسیم[۳] به عنوان کاتالیزگر.
روش کار:
1. مقداری آب اکسیژنه را در یک بطری یا لیوان پلاستیکی بریزید.
2. چند قطره مایع ظرفشویی و در صورت تمایل رنگ‌خوراکی به آن اضافه کنید.
3. مخمر را در کمی آب گرم حل کنید و سپس آن را به مخلوط درون بطری اضافه کنید.
4. بلافاصله مشاهده خواهید کرد که حجم زیادی کف رنگی از بطری خارج می‌شود!
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر، این یک اشتباه بسیار خطرناک است. نوشیدن آب اکسیژنه حتی با غلظت پایین می‌تواند باعث سوختگی شدید دستگاه گوارش، ایجاد حباب گاز در خون (آمبولی) و مرگ شود. هیچ سازمان معتبر پزشکی این کار را تأیید نمی‌کند.
زیرا نور و گرما سرعت تجزیه شدن آن را افزایش می‌دهند. بطری‌های تیره، نور را از خود عبور نمی‌دهند و به این ترتیب مانع از تجزیه سریع آب اکسیژنه و از دست رفتن خاصیت آن می‌شوند. حتی با این وجود، پس از مدتی آب اکسیژنه به آب معمولی تبدیل می‌شود.
خیر. اگرچه آب اکسیژنه باکتری‌ها را می‌کشد، اما سلول‌های سالم بدن که در حال ترمیم زخم هستند را نیز از بین می‌برد و می‌تواند روند بهبودی را کند کند. برای زخم‌های کوچک و سطحی می‌توان استفاده کرد، اما برای زخم‌های عمیق یا سوختگی‌ها اصلاً توصیه نمی‌شود.
پاورقی
[1]کاتالیزگر (Catalyst): ماده‌ای که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهد، اما خودش در پایان واکنش مصرف نمی‌شود.
[2]گندزدا (Disinfectant): به ماده‌ای گفته می‌شود که برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا روی سطوح بی‌جان به کار می‌رود.
[3]یدید پتاسیم (Potassium Iodide - KI): یک ترکیب شیمیایی که در آزمایش‌ها به عنوان کاتالیزگر برای تجزیه آب اکسیژنه استفاده می‌شود.