Propriétés chimiques du peroxyde d'hydrogène

Le peroxyde d'hydrogène est un composé chimique de formule H2O2. Dans sa forme pure, c'est un liquide bleu très pâle légèrement plus visqueux que l'eau. Il est utilisé comme oxydant, agent de blanchiment et antiseptique, généralement sous forme de solution diluée (3 à 6 % en poids) dans de l'eau pour un usage domestique et à des concentrations plus élevées pour un usage industriel. Le peroxyde d'hydrogène concentré, ou "peroxyde à haute épreuve", se décompose de manière explosive lorsqu'il est chauffé et a été utilisé comme propulseur dans les fusées.

Le peroxyde d'hydrogène est une espèce réactive de l'oxygène et le peroxyde le plus simple, un composé ayant une simple liaison oxygène-oxygène. Il se décompose lentement en eau et en oxygène élémentaire lorsqu'il est exposé à la lumière, et rapidement en présence de composés organiques ou réactifs. Il est généralement stocké avec un stabilisateur dans une solution faiblement acide dans une bouteille sombre pour bloquer la lumière. On le trouve dans les systèmes biologiques, y compris le corps humain. Les enzymes qui utilisent ou décomposent le peroxyde d'hydrogène sont classées comme peroxydases.
Le peroxyde d'hydrogène (H2O2) est une molécule non plane avec une symétrie C2 (torsadée); cela a été démontré pour la première fois par Paul-Antoine Giguère en 1950 en utilisant la spectroscopie infrarouge. Bien que la liaison O−O soit une liaison simple, la molécule a une barrière rotationnelle relativement élevée de 386 cm−1 (4,62 kJ/mol) pour la rotation entre les énantiomères via la configuration trans, et 2460 cm−1 (29,4 kJ/mol) via la configuration cis. Ces barrières seraient dues à la répulsion entre les paires isolées des atomes d'oxygène adjacents et aux effets dipolaires entre les deux liaisons O – H. A titre de comparaison, la barrière rotationnelle pour l'éthane est de 1040 cm-1 (12,4 kJ / mol). L'angle dièdre d'environ 100 degrés entre les deux liaisons O – H rend la molécule chirale. C'est la molécule la plus petite et la plus simple à présenter une énantiomérie. Il a été proposé que les interactions énantiospécifiques de l'un plutôt que de l'autre puissent avoir conduit à l'amplification d'une forme énantiomère d'acides ribonucléiques et donc à une origine d'homochiralité dans un monde d'ARN. Les structures moléculaires de H2O2 gazeux et cristallin sont significativement différentes. Cette différence est attribuée aux effets de la liaison hydrogène, qui est absente à l'état gazeux.

Le point d'ébullition de H2O2 a été extrapolé comme étant de 150,2 degré (302,4 degré F), environ 50 degré (90 degré F) supérieur à celui de l'eau. En pratique, le peroxyde d'hydrogène subira une décomposition thermique potentiellement explosive s'il est chauffé à cette température. Il peut être distillé en toute sécurité à des températures plus basses sous pression réduite. Dans les solutions aqueuses, le peroxyde d'hydrogène diffère de la substance pure en raison des effets de la liaison hydrogène entre l'eau et les molécules de peroxyde d'hydrogène. Le peroxyde d'hydrogène et l'eau forment un mélange eutectique, présentant une dépression du point de congélation aussi bas que -56 degré ; l'eau pure a un point de congélation de 0 degré et le peroxyde d'hydrogène pur de -0.43 degré. Le point d'ébullition des mêmes mélanges est également abaissé par rapport à la moyenne des deux points d'ébullition (125,1 degrés). Il se produit à 114 degrés. Ce point d'ébullition est supérieur de 14 degrés à celui de l'eau pure et inférieur de 36,2 degrés à celui du peroxyde d'hydrogène pur.
 

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