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Lexikon der Chemie: Wasserstoffperoxid

Wasserstoffperoxid, früher Wasserstoffsuperoxid, H2O2, farblose, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbare Flüssigkeit; D. 1,4422 g cm-3, F. -0,41 °C, Kp. 150,2 °C. W. zersetzt sich in exothermer Reaktion langsam zu Wasser und Sauerstoff: H2O2 → H2O + 1/2 O2, ΔH = -98,3 kJ/mol. Dieser Zerfall wird durch gelöste Schwermetallsalze, fein verteilte Edelmetalle und verschiedene Metalloxide sowie durch Alkalien heftig beschleunigt. Deshalb werden dem im Handel befindlichen W. Chelatbildner, meist Phosphorsäure, zugesetzt, um katalytisch wirkende Metall-Ionen zu komplexieren und damit das W. zu stabilisieren. Die Struktur des H2O2-Moleküls ist das



Ergebnis einer Minimierung der Wechselwirkung der freien Elektronenpaare an den Sauerstoffatomen.

Die Oδ--Hδ+-Bindung ist stark polarisiert und infolgedessen das flüssige W. intensiv durch Wasserstoffbrückenbindungen vernetzt. W. ist eine schwache Säure (pKS = 11,8), übertrifft in seiner Säurestärke das Wasser jedoch beträchtlich. Die Salze des W. werden als Peroxide bezeichnet. Ihnen liegt das O22--Ion zugrunde. Durch Substitution der H-Atome durch Alkyl- oder Arylgruppen leiten sich vom W. die Hydroperoxide R-O-O-H, die Dialkylperoxide R-O-O-R, die Peroxocarbonsäuren RC(O)OOH (Peroxoverbindungen) und die Diacylperoxide RC(O)-OO-C(O)R ab. W. ist ausgesprochen redoxamphoter, wenngleich die oxidierenden Eigenschaften dominieren. Das Oxidationsvermögen ist auch Grundlage der bleichenden Wirkung des W. Starke Oxidationsmittel setzen aus W. Sauerstoff frei, z. B. 5 H2O2 + 2 MnO4- + 6 H + → 2 Mn2+ + 5 O2 + 8 H2O. Mit einer Reihe von Salzen bildet W. Peroxidhydrate, Verbindungen, in denen Kristallwasser partiell durch H2O2, ersetzt ist (z. B. Perborate). Zum Nachweis des W. wird die Umwandlung des farblosen Titanoxidsulfats TiOSO4 in orangefarbene Peroxotitankomplexe genutzt. Die Gewinnung des W. im Industriemaßstab erfolgt heute vor allem nach dem Anthrachinonverfahren, wobei Anthrahydrochinon oder auch die 2-Alkylderivate des Grundkörpers mit Luftsauerstoff oxidiert werden. Neben Anthrachinon, das nach katalytischer Hydrierung zu Anthrahydrochinon wieder in den Prozeß zurückgeführt wird, erhält man quantitativ W. In der Summe entspricht diese Verfahrensweise einer Herstellung von W. aus Wasserstoff und Sauerstoff.

W. dient in der Textilindustrie wie auch in der Zellstoff- und Papierproduktion als Bleichmittel. Große Mengen W. werden zur Herstellung von Peroxidhydraten, z. B. Perboraten und Percarbonaten, für die Waschmittelindustrie verwendet. W. wird als kräftiges Oxidationsmittel in der organischen Synthese sowie als Initiator bei Polymerisationsreaktionen eingesetzt. Daneben kommt es in der Abwasserbehandlung, im Korrosionsschutz, der Haarkosmetik u. a. zur Anwendung.

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