מימן על-חמצני

מימן על-חמצני (מ.ע.ח)

נוסחת מבנה של מימן על-חמצני
מודל תלת-ממדי של מימן על-חמצני
שם סיסטמטי	מימן על-חמצני
שמות נוספים	מימן דו-חמצני, מספר או"ם 2014
מסה מולרית	34.0147 גרם/מול
מראה	צבע כחול חלש מאוד; חסר צבע בתמיסה
מספר CAS	7722-84-1
צפיפות	1.4 גרם/סמ"ק
מצב צבירה	נוזל
טמפרטורת היתוך	-11 °C 262.15 K
טמפרטורת רתיחה	150.2 °C 423.35 K
מקדם שבירה	1.4061
חומציות	11.65 ‏pKa
NFPA 704	0 OX 3 2

מימן על-חמצני, הידוע בכינוי "מי חמצן" או מ.ע.ח, הוא על-תחמוצת, נוזל בצבע כחול חלש מאוד המופיע כחסר צבע בתמיסה מהולה, הצמיגה מעט יותר ממים. מולקולת מימן על-חמצני מורכבת משני אטומים של מימן ומשני אטומים של חמצן. הנוסחה הכימית של המימן העל-חמצני היא H₂O₂.

תכונות כימיות

מימן על-חמצני הוא חומר מחמצן חזק מאד, והוא מחמצן חזק יותר מכלור, כלור דו-חמצני ואשלגן פרמנגנט. בנוסף, באמצעות זרז, המימן העל-חמצני יכול להפוך להידרוקסיל רדיקלי (OH) עם תגובתיות שנייה לפלואור בלבד.

מחמצן	יכולת חמצון (V)
פלואור	3.0
הידרוקסיל רדיקלי	2.8
אוזון	2.1
מימן על-חמצני	1.8
אשלגן על-מנגנתי	1.7
כלור דו-חמצני	1.5
כלור	1.4

מאידך, מימן על-חמצני יכול להתחמצן על ידי מחמצנים חזקים ממנו. לדוגמה, ${\ce {MnO4}}$ בסביבה חומצית.

היסטוריה

מימן על-חמצני נוצר לראשונה בשנת 1818 על ידי לואי ז'אק טנאר כשגרם לתגובה של בריום על-חמצני עם חומצה חנקנית.

מי חמצן בתהליכים בגוף החי

בתהליך ניצול החמצן להפקת אנרגיה, תהליך הקרוי נשימה תאית, נוצר מימן על-חמצני כתוצר לוואי. מאחר שהוא מחמצן חזק, הוא יכול להגיב כמעט עם כל חומר אורגני ולשנות את הרכבו. לפיכך, הוא מזיק לתא ועלול לגרום למותו. שיעור תוצרי הלוואי נע בין 0.2% ו-4% ביחס לחמצן הנצרך והמעובד בתהליך הנשימה. שיעור זה, אף שהוא קטן, מספיק על-מנת לגרום למותו של התא. התא מתמודד עם בעיה זו בעזרת יצור אנזימים שמנטרלים את תוצרי הלוואי הרעילים של החמצן. האנזים אשר תפקידו לפרק את מי-החמצן נקרא קטלאז, והוא נמצא בכמעט כל האורגניזמים החשופים לחמצן. האנזים מפרק את המולקולה לכדי מים וחמצן באופן הבא:${\ce {2H2O2 -> 2H2O + O2}}$.

שימושים בתעשייה ובצבא

מימן על-חמצני הוא חומצה חלשה ובעל תכונות חמצון טובות מאוד ולכן הוא משמש אמצעי חזק להלבנת נייר. למימן העל-חמצני יש שימושים נוספים כגון חומר מחטא, מחמצן, נוגד רקבון ובתעשיית הרקטות (במיוחד בריכוזים גבוהים כ-HTP) כחומר הדף ובמערכות של רקטות עם חומר הדף בי.

שימוש נפוץ של מי חמצן בריכוזים נמוכים הוא הבהרת שיער, במטרה להפוך שיער כהה לבלונדיני, או כמרכיב לצביעתו בצבע אחר. בנוסף, משמש החומר כמלבין פלסטיק מסוג ABS שהצהיב. מימן על-חמצני נוטה להגיב כמעט עם כל תרכובת אורגנית ולשנות את הרכבה. מימן על-חמצני הוא מרכיב עיקרי בהכנת פרוקסידים למיניהם כמו HMTD ו-TATP.

עור אחרי חשיפתו למימן על-חמצני מדולל 35% H₂O₂

מנוע רקטי עם מימן על-חמצני, בתרמיל ריחוף

מימן על חמצני משמש להנעה רקטית כדלק יחיד, המייצר סילון של קיטור כתוצאה מהחום הרב בעת התפרקותו המהירה בנוכחות זרז כימי כמו כסף, בנוסף לחמצן המשתחרר בהתפרקות. מנועים רקטיים אחרים משתמשים במימן על-חמצני כמקור לחמצן לצורך בעירה של דלק אחר במנוע סילון, לעיתים מצורף לסילון הקיטור, או כ'צמד דלקים' בו המימן העל-חמצני משמש לחימצון מזורז, בהיותו אחד המחמצנים החזקים . מנועים אלו היו בשימוש בטילים ומטוסי סילון ראשוניים של גרמניה הנאצית וטילים מוקדמים של הצבא הבריטי, בצוללות, בטורפדו, בתרמילי ריחוף ולתיקוני ניווט של לוויינים. מנועים אלו נמצאו לא יעילים ולעיתים מסוכנים, ולא אחת גרמו לאסונות. מנוע כזה היה מעורב באסון טביעתה של הצוללת הגרעינית הסובייטית קורסק.

מימן על-חמצני משמש גם להרכבת פצצות ביתיות, ושימש בסדרת הפיגועים בלונדון ב-2005 ובניסיון הפיגוע האווירי הטרנס-אטלנטי ב-2006.

שימושים רפואיים

נוזל מי חמצן בריכוז 3% משמש לחיטוי פצעים וחתכים קלים, וכמו כן יש המשתמשים בו לשטיפת פה, כמשחות שיניים וכן לשטיפת אוזניים. נוזל זה משמש באחוזים קטנים כחומר הפעיל בחומרי ניקוי של עדשות מגע.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מימן על-חמצני בוויקישיתוף

• מאיר ברק, מדוע שילוב של מימן וחמצן יוצר לרוב מים ולא מי חמצן?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 5 מרץ 2010
• מימן על-חמצני, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

39376824מימן על-חמצני