Kemičar u kući (#18): vodikov peroksid – vatra u vodi (i medu)

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 18. listopada 2020. u 06:00

Oca nekog mog kolege zabolje grlo, pa zamoli sina da mu – kada se vraća s posla – kupi u ljekarni vodikov peroksid. A sin, kemičar, će njemu: „Ma kakva apoteka! Ja toga imam u laboratoriju koliko hoćeš. Samo trebam razrijediti.“ Riječ je bila o tome da je sin radio s 80-postotnom otopinom vodikova peroksida kojom je razarao biološke uzorke, da bi potom mjerio koliko u njima ima teških metala (olova, žive, kadmija i drugih otrova). Što je kemičaru lakše nego otpipetirati toliko i toliko mililitara otopine vodikova peroksida i dodati joj toliko i toliko mililitara destilirane vode, da od 80%-tne otopine priredi 3%-tnu?

Čovjek najviše griješi kad je presiguran sebe, ako nešto zna raditi, ali još nije stekao dovoljnu rutinu. I upravo se to dogodilo. Ne znam je li se naš kemičar zabunio u decimalnom zarezu ili se izgubio u gramima, decilitrima i mililitrima, no na kraju je umjesto vodikova peroksida (približnog) masenog udjela w = 0,03 priredio vodikov peroksid isto tako približnog masenog udjela w = 0,3, da budemo sasvim egzaktni, ili – laiku jasnije – donio  je ocu umjesto tropostotnog, tridesetpostotni peroksid.

Pouka o dozi i koncentraciji: 3%-tni vodikov peroksid služi za ispiranje grla, 9%-tni za bijeljenje kose, a onaj najviših koncentracija kao raketno gorivo, ili bolje rečeno popelant s brzinom istjecanja 1,1 km/s (raketni ranac ide baš na to gorivo).

Rezultat: usna šupljina kemičareva oca pretvorila se u sapnicu rakete. Iz nje je sukljala para, točnije smjesa vodene pare i kisika, jer se vodikov peroksid, H2O2, raspada na vodu i kisik (2 H2O2 → 2 H2O + O2)  uz oslobađenje 2 MJ topline po kilogramu. No unatoč prizoru iz hororca nesretnom se ocu nevoljnog kemičara ništa ozbiljno nije dogodilo. Zašto?

Nije mu se dogodilo upravo zato što mu se dogodilo. Vodikov peroksid se ne raspada sam od sebe, nego je za njegovo raspadanje potreban katalizator. A takav se katalizator nalazi upravo u ustima, u slini. Riječ je o enzimima (katalazi i glutation-peroksidazi) koji se nalaze praktički u svim tkivima te ih štite od vodikova peroksida koji nastaje, reakcijama slobodnih radikala, od kisika kojeg udišemo. Da nema tih enzima, H2O2 bi nas iznutra uništio.

Iz toga možemo naučiti dvoje. Prvo je da se vodikov peroksid katalitički raspada. To je njegovo svojstvo primijetio prilikom njegova otkrića francuski kemičar Thenard 1818. godine, da bi 1836. godine drugi kemičar, Šveđanin Berzelius na temelju upravo reakcije raspada vodikova peroksida uveo pojam katalize u kemiju. Taj se spoj kisika i vodika ne raspada samo djelovanjem enzima, nego i djelovanjem metala (npr. srebra u raketnom rancu), a posebice manganovih spojeva, manganova dioksida (MnO2) i kalijeva permanganata (KMnO4).

Drugo što možemo naučiti je da je vodikov peroksid oksidacijsko sredstvo, pa stoga može poslužiti za dezinfekciju (grla, zvukovoda, ogrebotina i sl.). Upravo se radi toga prodaje u ljekarnama. Prednost mu je pred drugim dezinfekcijskim sredstvima što njegovim raspadom nastaju dva sasvim bezazlena produkta, voda i kisik. I još jedna: za razliku od alkohola ne peče. (I za razliku od klorne vode ili varekine, ako se upotrebljava za dezinfekciju u kućanstvu, ne smrdi.)

Što drugo da kažem nego: i vodikov peroksid je kemikalija koju uvijek valja imati u kući, jer uvijek može zaboljeti uho i zub, nateknuti desni, na nešto se možemo ogrepsti. No ako ga dulje držimo u kupaonici, primijetit ćemo u njemu mjehuriće. To su dakako mjehurići kisika koji nastaju raspadom H2O2 djelovanjem svjetla. Da se to ne bi dogodilo, najbolje nam je držati naš dezinficijens na hladnom i tamnom mjestu, dakle u hladnjaku.

No što ako ga nemamo u kući, a zaboli nas grlo?

Odgovor je: poslužit ćemo se njegovim prirodnim izvorom – a to je med. U medu ima čak 5000 enzima, a među njima je i glukoza-oksidaza, enzim koji oksidira glukozu, a pritom kao nusprodukt nastaje vodikov peroksid. Upravo tom enzimu med duguje velik dio svoje ljekovitosti, jer mikrobe ne uništava, osmotskim tlakom, toliko visoka koncentracija šećera koliko upravo H2O2. Stoga je lijek za grlo (i desni) sasvim jednostavan: stavite jušnu žlicu meda u usta i zagrizite. Ostavite med da stoji u ustima dok ga slina sasvim ne otopi.  

 

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti.  Autor je više stručnih i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.