हाइड्रोजन पेरॉक्साइड

-0.43 °C, 273 K, 31 °F 150.2 °C, 423 K, 302 °F 'हाइड्रोजन परॉक्साइड (H2O2) एक बहुत हल्का नीला, पानी से जरा सा अधिक गाढ़ा द्रव है जो पतले घोल में रंगहीन दिखता है। इसमें आक्सीकरण के प्रबल गुण होते हैं और यह एक शक्तिशाली विरंजक है। इसका इस्तेमाल एक विसंक्रामक, रोगाणुरोधक, आक्सीकारक और रॉकेट्री में प्रणोदक के रूप में किया जाता है। हाइड्रोजन परॉक्साइड की आक्सीकरण क्षमता इतनी प्रबल होती है कि इसे आक्सीजन की उच्च प्रतिक्रिया वाली जाति समझा जाता है। हाइड्रोजन परॉक्साइड जीवों में आक्सीकरण चयापचय के उपोत्पाद के रूप में प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होता है। लगभग सभी जीवित वस्तुओं (विशेषकर, सभी आब्लिगेटिव और फेकल्टेटिव वातापेक्षी जीव) में परॉक्सिडेज नामक एन्ज़ाइम होते हैं जो बिना हानि पहुंचाए और उत्प्रेरण द्वारा उदजन परूजारक की छोटी मात्राओं को पानी और आक्सीजन में विघटित करते हैं। सभी अणुओं की तरह हाइड्रोजन परॉक्साइड के भौतिक गुण उसके आण्विक परिमाण, रचना और अणु के भीतर परमाणुओं के वितरण का परिणाम होते हैं। किसी भी अणु की मुख्य रचना वह संरचना होती है जिसमें न्यूनतम आंतरिक तनाव हो। हाइड्रोजन परॉक्साइड के अणु के लिये दो मूल रचनात्मक रूप (कॉनफॉर्मर) उपलब्ध हैं। जहां एंटी कॉनफॉर्मर का सपाट आकार स्टेरिक प्रतिघातों को कम करता है, वहीं सिन कॉनफॉर्मर का 90 डिग्री का टॉर्शन कोण आक्सीजन के भरे हुए पी-टाइप आरबिटल (अकेली जोड़ियों में से एक) और विसिनल O-H बाँड के LUMO के बीच मिश्रण का अनुकूलन करता है। परिणामी अपनत "तिरछा" आकार दोनो कॉनफॉर्मरों के बीच एक समझौता है। इस तथ्य के बावजूद कि O-O बाँड एक एकल बाँड है, इस अणु में 29.45 kJ/mol के पूर्ण घूर्णन के प्रति भारी प्रतिरोध होता है (ईथेन के 12.5 kJ/mol वाले घूर्णक प्रतिरोध की तुलना में). इस बढ़े हुए प्रतिरोध का कारण एक एकल जोड़ी और अन्य एकल जोड़ियों के बीच प्रतिघात को माना गया है। बाँड एंगल हाइड्रोजन बाँडिंग से प्रभावित होते हैं जिसका संबंध गैसीय और क्रिस्टलाइन प्रकारों में रचनात्मक अंतर से होता है; सचमुच में आण्विक H2O2 युक्त क्रिस्टलों में काफी बड़ी रेंज पाई जाती है। हाइड्रोजन परॉक्साइड के अनुरूपकों में रसायनिक रूप से समान दिखने वाले ड्यूटीरियम परॉक्साइड और बदबूदार हाइड्रोजन डाईसल्फाइड शामिल हैं। उच्च अणु भार होने पर भी हाइड्रोजन डाईसल्फाइड का क्वथनांक केवल 70.7 °C ही होता है जिससे संकेत मिलता है कि हाइड्रोजन बाँडिंग हाइड्रोजन परॉक्साइड के क्वथनांक को बढ़ाती है। जलीय हाइड्रोजन परॉक्साइड के बीच हाइड्रोजन बाँडिंग होने के कारण जलयुक्त हाइड्रोजन परॉक्साइड के घोलों के कुछ विशिष्ट गुण होते हैं जो शुद्ध रसायन से भिन्न होते हैं। विशेषकर, हाइड्रोजन परॉक्साइड और पानी मिलकर एक गलनक्रांतिक मिश्रण का निर्माण करते हैं जो हिमांक दबाव दर्शाता है। जबकि शुद्ध जल लगभग 273K पर पिघलता और जमता है और शुद्ध हाइड्रोजन परॉक्साइड उससे सिर्फ 0.4K कम पर पिघलता और जमता है, एक 50% (आयतनानुसार) घोल 221 K पर पिघलता और जमता है। हाइड्रोजन परॉक्साइड सबसे पहले 1818 में लुई जेकस थेनार्ड द्वारा बेरियम परॉक्साइड पर नाइट्रिक एसिड की प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया।  इस प्रक्रिया के एक सुधारे हुए प्रकार में हाइड्रोक्लोरिक एसिड और उसके बाद सल्फ्यूरिक एसिड का प्रयोग कर के बेरियम सल्फेट उपोत्पाद को अलग किया जाता है। थेनार्ड की प्रक्रिया 19वीं सदी के अंत से 20वीं सदी के मध्य तक उपयोग में लाई गई। आधुनिक उत्पादन विधियां नीचे दी गई हैं। लंबे समय तक शुद्ध हाइड्रोजन परॉक्साइड को अस्थिर समझा जाता था क्योंकि हाइड्रोजन परॉक्साइड को पानी, जो संश्लेषण के समय उपस्थित रहता है, से अलग करने के प्रयत्न असफल हो रहे थे। ऐसा इसलिये होता था क्योंकि ठोस पदार्थों और भारी धातु आयनों के अंशों के कारण हाइड्रोजन परॉक्साइड का उत्प्रेरकीय विघटन या विस्फोट हो जाता था। सौ प्रतिशत शुद्ध हाइड्रोजन परॉक्साइड सर्वप्रथम रिचर्ड वोल्फेन्स्टीन ने 1894 में निर्वात आसवन के द्वारा प्राप्त की।  पेत्रे मेलिकिश्विली और उसके शिष्य एल.पिज़ारजेवेस्की ने दर्शाया कि हाइड्रोजन परॉक्साइड के अनेक फार्मूलों में से H-O-O-H सबसे सही था। जीववैज्ञानिक सुरक्षा कैबिनेटों और बैरियर आइसोलेटरों में H2O2 विसंक्रमण का प्रयोग एक सुरक्षित, अधिक प्रभावशाली विसंक्रमण विधि के रूप में इथाइलिन आक्साइड (EtO) का एक लोकप्रिय विकल्प है। दवा उद्योग में H2O2 का प्रयोग काफी समय से बड़े पैमाने पर होता आया है। एयरोस्पेस शोध में H2O2 का प्रयोग उपग्रहों के विसंक्रमण के लिये किया जाता है। FDA ने कुछ समय पहले व्यक्तिगत मेडिकल उपकरण निर्माण में H2O2 के प्रयोग के लिये 510(k) अनुमति दी है। ANSI/AAMI/ISO 14937 में दिये गए EtO मापदंडों को सत्यापन के दिशा निर्देशों के रूप में उपयोग में लाया जा सकता है। सैन्यो (Sanyo) पहला उत्पादक था जिसने एक सेल क्ल्चर इनकुबेटर में H2O2 प्रक्रिया का प्रयोग किया जो एक तेज और प्रभावशाली सेल कल्चर विसंक्रमण प्रक्रिया है। पूर्व में अकार्बनिक विधियों का प्रयोग किया जाता था जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड या अम्लीय अमोनियम बाईसल्फेट (NH4HSO4) के जलीय घोल का विद्युतअपघटन किया जाता था जिससे प्राप्त परॉक्सोडाईसल्फेट ((SO4)2)2− का जलअपघटन किया जाता था। आजकल हाइड्रोजन परॉक्साइड का उत्पादन लगभग अनन्य रूप से एक 2-अल्काइलएंथ्रोक्विनोन (या 2-अल्काइल-9,10-डाईहाइड्रॉक्सीएन्थ्रासीन) का उससे संबंधित दूसरे 2-अल्काइलएंथ्रोक्विनोन से स्वआक्सीकरण करके किया जाता है। बड़े उत्पादक सामान्यतः 2-इथाइल या 2-अमाइल यौगिक का प्रयोग करते हैं। नीचे दर्शाई गई चक्रिक प्रतिक्रिया 2-इथाइल यौगिक दिखा रही है जहां 2-इथाइल-9,10 डाईहाइड्रॉक्सीएन्थ्रासीन (C16H14O2) का उससे संबद्ध 2-इथाइलएन्थ्राक्विनोन (C16H12O2) और हाइड्रोजन परॉक्साइड में आक्सीकरण किया जाता है। अधिकांश व्यावसायिक विधियों में ऐसा एन्थ्रासीन के घोल में से संपीड़ित हवा को बुलबुलों के रूप में प्रवाहित करके किया जाता है, जिससे हवा में मौजूद आक्सीजन अस्थिर (हाइड्रॉक्सी समूह के) हाइड्रोजन परमाणुओं से प्रतिक्रिया करती है, जिसके फलस्वरूप हाइड्रोजन परॉक्साइड निकलती है और एन्थ्राक्विनोन का पुनर्जनन होता है। हाइड्रोजन परॉक्साइड को तब अलग कर लिया जाता है और एन्थ्राक्विनोन को पुनः एक धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन गैस द्वारा डाईहाइड्रॉक्सी (एन्थ्रासीन) यौगिक में बदल दिया जाता है। यही चक्र फिर दोहराया जाता है। इस विधि को रीडल-फ्लेडरर प्रक्रिया के नाम से जाना जाता है क्योंकि उन्होने 1936 में इस विधि का सर्वप्रथम आविष्कार किया था। इस प्रक्रिया का समीकरण भ्रामक रूप से आसान है: इस प्रक्रिया की अर्थनीति क्विनोन (जो काफी महंगा होता है) और निष्कर्षक विलायकों व हाइड्रोजनक उत्प्रेरक के प्रभावी पुनरोपयोग पर निर्भर है। 1994 में सारे विश्व में H2O2 का उत्पादन करीब 1.9 मिलियन टन था और 2006 में बढ़ कर 2.2 मिलियन टन हो गया जिसमें अधिकांश 70% या कम सांद्रता का होता है।[उद्धरण चाहिए] उस वर्ष थोक 30% H2O2 करीब 0.54 अमरीकी डालर प्रति कि