СТАБИЛИЗАТОР РАСТВОРОВ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

Изобретение относится к области стабилизации пероксида водорода и касается, в частности, применения ацетофенона и его производных в качестве стабилизатора растворов пероксида водорода.

Пероксид водорода - один из крупнотоннажных продуктов современной промышленной химии. Спрос на него растет темпами около 10% в год при текущих мировых мощностях производства 2,4 миллиона тонн в год. Пероксид водорода как доступный и эффективный окислитель находит широкое применение в качестве отбеливающего реагента в текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности [Патент РФ №2179209, опубл. 10.02.2002 г ]. [Шамб У., Сеттерфилд Ч., Вентворс Р. Перекись водорода. - М. Изд-во Иностр. лит., 1958]. Разбавленный раствор пероксида водорода используется в медицине как антисептик и дезинфицирующее средство [Патент РФ №2216335, опубл. 20.11.2003 г ; Патент US №4477438, опубл. 16.10.1984 г ]. Кроме того, H₂O₂ находит применение при получении органических пероксидов [Alexander О. Terent′ev, Dmitry A. Borisov, Ivan A. Yaremenko, Yuri N. Ogibin, Gennady I. Nikishin. Oxidation Of Substituted b-Diketones With Hydrogen Peroxide. Synthesis Of Esters Through The Formation Of Bridged 1,2,4,5-Tetraoxanes. Synthesis, 2010, 1145-1149], очистке сточных вод от веществ, окисляющихся в мягких условиях, например, фенолов [Беликов СЕ. Водоподготовка. - М.: Аква-Терм, 2007 г ; Соколов В.П., Кудрина Л.А., Чикунова Л.А., Забешлов Ю.Д. Химия и технология воды. 1987. Т.9], и при делигнификации древесины [Латош М.В., Алексеев А.Д., Резников В.М. // Химия древесины. 1980. №2]. Широкое применение пероксид водорода нашел в качестве инициатора процессов радикальной полимеризации ненасыщенных мономеров [Казарновский И.А. О механизме самопроизвольного распада перекиси водорода. Доклады АН СССР, 1975. Т.221, №2].

Чистый Н₂О₂ термически устойчив, при 20°C разлагается около 0,5% в год. В присутствии же ионов тяжелых металлов (Fe²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺ и др.), а также под действием света и при нагревании скорость распада резко увеличивается [Wai P. Kwan. Decomposition of hydrogen peroxide and organic compounds in the presence of iron and iron oxides. PhD thesis/ Massachusetts Institute of Technology, 2003]. В связи с этим вводятся специальные агенты, блокирующие распад пероксида водорода.

К настоящему времени разработаны стабилизирующие смеси разной эффективности. Доказано, что низкомолекулярные карбоновые кислоты и моноспирты проявляют ингибирующий эффект при разложении пероксида водорода. Среди других ингибиторов распада следует отметить глицерин, гликоли, полигликоли, фенолы, пара-метоксифенол, алкил- и арилсульфоновые кислоты, сульфотиазол, 9-гидроксихинолин, мочевину и аминопиридин [Патент US №3974086, опубл. 10.08.1976 г ; Патент US №6803354 В2, опубл. 12.08.2004 г ; Патент ЕР №2225175 В1, опубл. 12.12.2012 г ; Патент US №4059678, опубл. 22.11.1977 г ; Патент SU 161.2508]. Все отмеченные выше стабилизаторы пероксида водорода не полностью удовлетворяют перечню требований современной промышленности, а именно: некоторые из них обладают недостаточной стабильностью, непереносимым запахом, высокой токсичностью и повышенной летучестью.

Наибольшую группу стабилизаторов представляют фосфорсодержащие соединения - фосфоновая и фосфорная кислоты, их производные и смеси на их основе. Главным недостатком этих стабилизаторов является низкая стабильность растворов в присутствии различных ионов металлов.

Примером этой группы стабилизаторов является аминометилфосфоновая кислота, входящая в следующий состав (Патент US №4059678, опубл. 22.11.1977 г ), мас. %: Пероксид водорода (2,00), минеральная кислота (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄) (1,80-2,00), аминометилфосфоновая кислота (3,00-10,00), вода (остальное). Главным недостатком данного состава является то, что стабилизирующий агент (аминометилфосфоновая кислота) предотвращает распад пероксида водорода только в случае присутствия в растворе ионов Fe³⁺. Была разработана стабилизирующая композиция (аминотриметилфосфоновая кислота, этилендиаминтетраметилфосфоновая кислота и фенол), обладающая активностью в присутствии в растворе только ионов Cu²⁺ и Fe³⁺. В случае присутствия в растворе ионов других металлов, вызывающих распад пероксида водорода, данные стабилизирующие композиции не эффективны и требуют введения дополнительных компонентов.

Еще одной группой стабилизаторов являются сложные эфиры (алкильные или бензильные эфиры моно-, ди- и трикарбоновых кислот), перехватчики свободных радикалов с непредельным фрагментом (токоферол, токоферол ацетат, ретинол и др.) [Patent Application Publication US 2009/0317349 A1, опубл. 24.12.2009 г ], входящие, например, в следующий состав, мас. %:

Главным недостатком стабилизатора на основе сложного эфира является недостаточная стабильность раствора пероксида водорода и сложный состав. В известном патенте описаны различные тестовые методики для оценки стабильности растворов. Состав выдерживали в течение 24 часов при 95°C, определяли соотношение конечной и начальной концентраций пероксида водорода в образцах и выражали в % стабильности. Колбы перед анализом обрабатывали 10% лимонной кислотой, затем промывали дистиллированной водой и высушивали. Образцы загружали в незакрытые колбы и погружали в водяную баню при 95°C. После 24 часов инкубации колбы вынимали из бани и охлаждали до комнатной температуры (25°C).

В таблице 1 показано изменение концентрации пероксида водорода за 24 часа при 95°C.

В случае когда состав выдерживали при 66°C в течение 7 дней, процентное содержание пероксида водорода не изменялось относительно начального. Авторы этого патента полагают, что выдерживание при 66°C в течение 7 дней было равносильно хранению стабилизированных растворов пероксида водорода при комнатной температуре (25°C) в течение 12 месяцев.

Среди стабилизированных составов пероксида водорода (0,1-3%) известна композиция [Патент US №6803354 В2, опубл. 05.08.2002 г ], содержащая следующую стабилизирующую смесь в концентрированном виде, мас. %:

Недостатком стабилизирующей композиции является сложный состав и наличие в нем толилтриазола, который относится к соединениям 3 класса опасности, он обладает негативным действием на гонады и сердечно-сосудистую систему, вызывает раздражение дыхательных путей и глаз [Richard P. Pohanish. Sittig′s Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens, 6^oe издание, изд-во William Andrew, 2011].

Среди органических стабилизирующих добавок для пероксида водорода наиболее известен фенол, а также его производные (Патент ЕР №0353083 А2, опубл. 31.01.1990 г ). Состав содержит следующие компоненты, мас. %: замещенный фенол (0,1), пероксид водорода (3,00), минеральная кислота (3,00) и вода - остальное. При температуре 50°C в течение 49 часов потеря концентрации пероксида водорода в растворе составила 0,13 мас. %. Основным недостатком является недостаточная эффективность стабилизатора, что подтверждается снижением стабильности раствора пероксида водорода.

Кроме того, очевидным недостатком данного фенольного стабилизатора является токсичность последнего для человека. При вдыхании фенол и его производные вызывают нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывают химические ожоги [Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1827-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 21 декабря 2003 г )]. Главным недостатком данного фенольного стабилизатора является токсичность его для человека. При вдыхании фенол и его производные оказывают токсическое действие на функцию нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывая химические ожоги [Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1827-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 21 декабря 2003 г )].

Наиболее широко используемым в промышленности стабилизатором пероксида водорода является пирофосфорнокислый натрий Na₄P₂O₇·10 H₂O и однозамещенный фосфорнокислый натрий NaH₂PO₄. Кроме того, для обеспечения сохранности при хранении и транспортировке в алюминиевых емкостях используют ингибитор коррозии - азотнокислый аммоний NH₄NO₃. Данный стабилизатор выбран нами за прототип. Согласно межгосударственному стандарту (ГОСТ 177-88 ТУ 2123-002-14356367-2004), состав с пероксидом водорода содержит следующие компоненты, мас. %:

Гарантийный срок хранения данного состава составляет только 6 месяцев (допускается снижение массовой доли пероксида водорода в растворе в течение гарантийного срока хранения от 1,5 до 2,5%). Указывается максимально допустимая температура хранения пероксида водорода, которая составляет 30°C.

Задачей настоящего изобретения является изыскание нетоксичных, недорогих новых стабилизаторов растворов пероксида водорода, обладающих повышенной эффективностью.

Поставленная задача достигается применением ацетофенона и его производных общей формулы:

где при R=СН₃ R₁ и R₂=Н, R₃=Н, СН₃, С(O)СН₃, Cl или Br, либо R₂ и R₃=Н, R₁=Cl или СООН, либо R₁ и R₃=Н, R₂=Br, либо R₂=Н, R₁ и R₃=Cl; при R=СН₂СН₃ R₁ и R₂=Н, R₃=С(СН₃)₃.

в качестве стабилизатора водного раствора пероксида водорода.

Предлагаемый стабилизатор применяется для стабилизации 30-37%-ного водного раствора пероксида водорода в количестве 0,005-10 мас. %. Меньшее количество нецелесообразно использовать по причине возможной нелинейной зависимости стабильности пероксида водорода от количества стабилизатора и возможности окисления стабилизатора кислородом воздуха, находящегося в емкости; большее количество стабилизатора нецелесообразно применять с экономической точки зрения.

Ниже приведены таблицы и конкретные примеры осуществления изобретения.

В таблице 2 показано влияние производных ацетофенона на стабильность растворов пероксида водорода (стабилизирующие структуры) при температуре 23-25°C

Методика йодометрического титрования.

Навеску раствора, содержащего пероксид водорода, отбирают и переносят в коническую колбу на 250 мл. Добавляют 10 мл 10% водного раствора H₂SO₄ и 10 мл 10% водного раствора KI. Колбу закрывают пробкой и убирают в темное место на 15 мин для полного выделения йода, после чего титруют 0,1 н. раствором Na₂S₂O₃. Конечной точкой титрования считают момент полного обесцвечивания раствора.

Пример 1

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 1 (0,042 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 16 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=33,63%, конечная концентрация H₂O₂=33,20%. Убыль концентрации составила 0,43%).

Пример 2

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 2,500 г ацетофенона 1 (0,021 моль, 5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 16 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=35,24%, конечная концентрация H₂O₂=34,79%. Убыль концентрации составила 0,45%).

Пример 3

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 1 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 16 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=37,00%, конечная концентрация H₂O₂=36,56%. Убыль концентрации составила 0,44%).

Пример 4

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0250 г ацетофенона 1 (0,0002 моль, 0,05 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 16 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,98%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,45%).

Пример 5

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 30%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=15,0 г; n(H₂O₂)=0,441 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 1 (0,002 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=29,85%, конечная концентрация H₂O₂=29,55%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 6

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 2 (0,0015 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 7

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 3 (0,0016 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,83%, конечная концентрация H₂O₂=36,55%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 8

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 4 (0,0015 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,54%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 9

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора Н₂О₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 5 (0,0013 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,85%, конечная концентрация H₂O₂=36,57%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 10

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 6 (0,0016 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,52%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 11

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 7 (0,0013 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,54%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 12

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 8 (0,0013 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 13

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 9 (0,0013 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 14

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 10 (0,002 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,55%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 15

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 2 (0,037 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,55%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 16

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 2 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,80%, конечная концентрация H₂O₂=36,51%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 17

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5.0 г ацетофенона 3 (0,031 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,90%, конечная концентрация H₂O₂=36,60%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 18

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 3 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,80%, конечная концентрация H₂O₂=36,50%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 19

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора Н₂О₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 4 (0,032 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,83%, конечная концентрация H₂O₂=36,55%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 20

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 4 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,80%, конечная концентрация H₂O₂=36,50%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 21

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 5 (0,025 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,54%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 22

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 5 (0,00001 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,54%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 23

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 6 (0,032 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,90%, конечная концентрация H₂O₂=36,60%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 24

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 6 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,52%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 25

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 7 (0,03 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,72%, конечная концентрация H₂O₂=36,44%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 26

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 7 (0,00002 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,80%, конечная концентрация H₂O₂=36,50%. Убыль концентрации составила 0,30%).

Пример 27

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 8 (0,025 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 28

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 8 (0,00001 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,84%, конечная концентрация H₂O₂=36,55%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 29

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора Н₂О₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 9 (0,026 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,85%, конечная концентрация H₂O₂=36,57%. Убыль концентрации составила 0,28%).

Пример 30

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 9 (0,00001 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,90%, конечная концентрация H₂O₂=36,65%. Убыль концентрации составила 0,25%).

Пример 31

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 5,0 г ацетофенона 10 (0,026 моль, 10 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

Пример 32

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,0025 г ацетофенона 10 (0,00001 моль, 0,005 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 12 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,82%, конечная концентрация H₂O₂=36,53%. Убыль концентрации составила 0,29%).

В таблице 4 показано влияние производных ацетофенона на стабильность растворов пероксида водорода (дестабилизирующие структуры).

Структуры 11-16, приведенные в таблице 4, обладают дестабилизирующей активностью по отношению к растворам пероксида водорода, они характеризуются наличием гидроксильного или метоксильного заместителя в цикле.

Пример 33 (сравнительный с использованием структуры 14)

В колбу на 100 мл отбирают 50,00 г 37%-ного водного раствора H₂O₂; m(H₂O₂)=18,5 г; n(H₂O₂)=0,544 моль. Далее при перемешивании добавляют 0,250 г ацетофенона 14 (0,0017 моль, 0,5 мас. %). Перемешивают 30 мин до полной гомогенизации раствора. Колбу плотно закрывают пробкой и хранят при комнатной температуре (23-25°C) в течение 6 месяцев. Концентрацию пероксида водорода в растворе определяют йодометрическим титрованием (начальная концентрация H₂O₂=36,11%, конечная концентрация H₂O₂=12,55%. Убыль концентрации составила 23,56%).

Изобретение промышленно применимо, так как решает главную задачу - повышения стабильности - для использования и хранения многотоннажного продукта - пероксида водорода в виде водных растворов.