Химия и Химики № 3 2011. Перекись ацетона

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Что такое перекись ацетона?

Перекиси (или пероксиды) - сложные вещества, содержащие в молекуле пероксидную группу -О-О-. Пероксидная группа может быть связана с водородом, атомами металлов или неметаллов, а также с органическими радикалами. Простейшим представителем пероксидов является перекись водорода H₂O₂ (или пероксид водорода).

Строение молекулы перекиси водорода

Перекись водорода (3% раствор)

Цистерна с перекисью водорода

Перекись водорода - бесцветная жидкость, неограниченно растворимая в воде. В чистом виде она довольно неустойчива. Разложение перекиси водорода ускоряется под действием света, соединений переходных металлов, щелочей, крови (последняя содержит фермент каталазу). При разложении перекиси водорода в закрытой емкости возможен взрыв.

Перекись водорода проявляет окислительные свойства. Некоторые горючие органические материалы (например, бумага, солома, метанол) при контакте с крепкой перекисью водорода могут воспламеняться. От действия 30% раствора перекиси водорода кожа и волосы человека становятся белыми. Разбавленные водные растворы перекиси водорода гораздо более стабильны. Трехпроцентная перекись водорода продается в аптеках как антисептик.

Другие неорганические перекиси также проявляют окислительные свойства, многие из них довольно неустойчивы и легко отщепляют кислород.

Однако, некоторые неорганические перекиси достаточно стабильны. Например, перекись натрия Na₂O₂ образуется при горении натрия на воздухе. Данное вещество плавится без разложения при 675°C. Более того: при нагревании оксида натрия Na₂O на воздухе образуется пероксид Na₂O₂.

Если в перекиси водорода Н-О-О-Н заместить один или оба атома водорода на органический радикал R, то мы получим органические гидроперекиси R-О-О-Н и перекиси R-О-О-R соответственно.

Органические гидроперекиси

Органические перекиси

Органические перекиси неустойчивы и легко разлагаются, иногда разложение происходит со взрывом. Например, перекись ацетона и перекись бензоила при нагревании взрываются.

Молекулы органических перекисей способны распадаться, образуя свободные радикалы. Некоторые перекиси используют в промышленности как инициаторы радикальной полимеризации (перекись бензоила, перекись метилэтилкетона).

Перекись бензоила

Органические пероксопроизводные очень разнообразны, в частности, существуют перекиси, которые являются производными карбоновых кислот RC(O)OOH (пероксокислоты или надкислоты), сложных эфиров RC(O)OOR, альдегидов.

Пероксокислоты (надкислоты)

Пероксопроизводные сложных эфиров

Кетоны также образуют пероксидные производные. В частности, простейший кетон - ацетон образует диперекись и триперекись.

Диперекись и триперекись ацетона

Как видно из формул, молекула диперекиси ацетона содержит две пероксидные группы -О-О- , а молекула триперекиси - сразу три (отсюда и название).

В большинстве случаев при осаждении из водных растворов образуется триперекись ацетона, однако, нельзя исключить, что она не содержит примеси диперекиси. Диперекись ацетона получить гораздо сложнее, чем триперекись: для этого необходимо проводить синтез в строго определенных условиях (методика получения диперекиси изложена в приложении ко второй части статьи, однако она дается в основном для ознакомления).

Есть также сообщение о получении тетраперекиси ацетона (ссылка), однако относиться к таким статьям следует с большой осторожностью: много подобных открытий было со временем опровергнуто.

Схема образования тетраперекиси ацетона.

Источник: Heng Jiang, Gang Chu, Hong Gong and Qingdong Qiao Tin Chloride Catalysed Oxidation of Acetone with Hydrogen Peroxide to Tetrameric Acetone Peroxide. J. Chem. Research (S), 1999, 288-289

Перекись ацетона представляет собой белое кристаллическое вещество. Практически нерастворима в воде, растворима в ацетоне, эфире. Температура плавления триперекиси 97 °C, диперекиси 132 °C. Даже при комнатной температуре перекись ацетона легко сублимируется.

Перекись ацетона чувствительна к трению, удару, нагреванию. В результате этих воздействий может произойти взрыв или сильная вспышка.

Перекись ацетона является мощным взрывчатым веществом: по бризантности она превосходит азид свинца, а по инициирующей способности - гремучую ртуть (но уступает азиду свинца). Однако данное вещество практически не применяется в военном деле. Причин несколько: перекись ацетона неустойчива, склонна к образованию крупных кристаллов, летуча и как результат - непредсказуема в поведении. Ни одной армии мира не нужны снаряды, которые будут взрываться на складе или гранаты, которые будут взрываться в руках у собственных солдат.

С другой стороны, перекись ацетона окружена своеобразным ореолом таинственности, в результате находится немало молодых людей, которые хотят познакомиться с этим веществом поближе, не всегда осознавая опасности.

В данной статье мы рассмотрим получение и разложение перекиси ацетона, а главное - подчеркнем, что и почему не следует делать при проведении подобных экспериментов.