Wasserstoffperoxid – Grundlagen

Aufgrund seiner vielseitigen Anwendung (Bleichmittel, antibakterielle Wirkung) vor allem im Alltag gehört Wasserstoffperoxid zu den bekannten Chemikalien. Wasserstoffperoxid wird direkt (bzw. als Gemisch mit anderen Stoffen) als Bleichmittel verwendet, beispielsweise zum Bleichen von Textilien aber auch Haaren. Darüber hinaus wird Wasserstoffperoxid auch als “Reinigungsmittel” verwendet, um Oberflächen zu reinigen. Die Anwendung als Reinigungsmittel findet aber nicht nur im Alltag statt, sondern auch in der Industrie. Wasserstoffperoxid wird aber nicht nur als Zusatzstoff für Reinigungsmittel o.ä verwendet, sondern auch als Ausgangsstoff für viele organische Produkte (beispielsweise zur Herstellung von organischen Peroxiden). Aufgrund der “ungefährlichen” Produkte, die bei der Redox-Reaktion von Wasserstoffperoxid entstehen, wird Wasserstoffperoxid auch gerne als Oxidationsmittel eingesetzt.

Wasserstoffperoxid – Chemische und physikalische Eigenschaften

Beginnen wir mit den Eigenschaften von Wasserstoffperoxid. Viele kennen Wasserstoffperoxid als eine farblose Flüssigkeit, was aber durch die Verdünnung bedingt ist (in konzentrierter Form ist Wasserstoffperoxid äußerst gefährlich). In konzentrierter Form handelt es sich bei Wasserstoff um eine hellblaue Flüssigkeit. Wie Wasser ist Wasserstoffperoxid ebenfalls eine Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff. Durch die geometrische Orientierung wirken die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wasserstoffperoxid-Molekülen aber stärker, als zwischen Wassermolekülen. Dieses Phänomen zeigt sich auch in den physikalischen Daten, so hat Wasserstoffperoxid eine höhere Dichte, als Wasser (Dichte von Wasser ca. 1,00 g/ml und Dichte von Wasserstoff ca. 1,44 g/ml). Der Siedepunkt von Wasserstoffperoxid mit ca. 150°C liegt auch über dem von Wasser. Dies liegt daran, dass mehr (Wärme)energie notwendig ist, um die einzelnen Moleküle voneinander zu trennen (vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand  zu überführen). Der höhre Siedepunkt von Wasserstoffperoxid liegt nicht nur bedingt an der höheren Masse (=> höhere Masse => höhere Moleküloberfläche => höhere Van-der-Waals-Wechselwirkung => höherer Siedepunkt).  Der Vergleich von Wasserstoffperoxid und Wasser in Bezug auf Molekülgeometrie, Molekülgröße, hierdurch resultierende unterschiedliche Bindungskräfte und der Vergleich/Einfluss auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften ist ein “Paradebeispiel” für die Zusammenhänge von Struktur und Eigenschaften in der Chemie (dazu aber mehr in einem anderen Kapitel).

Wasserstoffperoxid ist eine sehr labile Verbindung und zerfällt langsam (in einem exothermen Prozess) zu Wasser und Sauerstoff 2H 2O2 → 2H2O + O2

Wie jeder andere energetisch begünstigte Prozess kann auch der Zerfall von Wasserstoff durch Katalysatoren “beschleunigt” werden. Bekannte Katalysatoren zur Aktivierung des Zerfalls sind Schwermetallsalze und generell Metallionen. Durch die Aktivierung mit Katalysatoren kann der Zerfall von Wasserstoff so “stark beschleunigt” werden, das es zu einer Explosion kommen kann. Daher wird in der Regel nur Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration von 30% bis 35% angeboten. Um den (katalytischen) Einfluss von Metallionen zu reduzieren, werden die im Handel beziehbaren Wasserstoffperoxid-Lösungen durch Zugabe von “Stabilisatoren” stabilisiert. Darüber hinaus solle Wasserstoffperoxid an einem lichtgeschützten Ort aufbewahrt werden, da “Licht” ebenfalls den Zerfall von Wasserstoffperoxid begünstigen kann.

Anwendung von Wasserstoffperoxid

Wie eingangs erwähnt, wird Wasserstoffperoxid (auch aufgrund seiner antibakteriellen Wirkung) als Reinigungsmittel sowohl im Alltag als auch in der Industrie verwendet. Darüber hinaus handelt es sich bei Wasserstoffperoxid um ein Oxidationsmittel, dass organische Stoffe (auch Farbstoffe) oxidieren kann. Daher wird Wasserstoffperoxid als Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel verwendet und findet sich in Wasch- bzw. Reinigungsmitteln, in Kosmetika (Haarfärbemittel), Zahnpaste (zur Aufhellung von Zähnen). In der Regel liegen hier Wasserstoffperoxid-Gemisch von 3% bis 10% vor. In höheren Konzentrationen ist Wasserstoffperoxid gefährlich.

Neben der Anwendung als Reinigungs- und Desinfektionsmittel im Haushalt kann beispielsweise Wasserstoffperoxid in der Behandlung von Wasser verwendet werden. In der Regel verwendet man aber Chlor, um die Wasserqualität in Schwimmbäder zu gewährleisten. Der Vorteil von Wasserstoffperoxid liegt darin, dass Wasserstoffperoxid im Vergleich zu Chlor geruchlos ist. Ausserdem zerfällt Wasserstoffperoxid, so dass hier auch keine gefährlichen Reaktionsprodukte entstehen. Wasserstoffperoxid wird aber auch in der (Natur)medizin eingesetzt, eine Auflistung würde den Rahmen dieses Kapitels übersteigen.

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