Кратко — почему падает концентрация и что с этим делать.
Почему разлагается:
- Каталитическое разложение на ионах металлов/поверхностях:
$$2H_2{O}_2\to 2H_{2}O+O_2\uparrow$$ Катализируют даже следы $Fe,Cu,Mn$ и металлические поверхности; особенно активен механизм Фентона:
$$F{e}^{2+}+H_2{O}_2\to F{e}^{3+}+\cdot OH+O{H}^{-}.$$ - Биокатализа (ферменты каталаза/пероксидаза) при биозагрязнении.
- Фотолиз при освещении:
$$H_2{O}_2+h\nu \to 2\cdot OH.$$ - Термическое ускорение реакции (скорость растёт при нагреве; приближённо ― удваивается на каждые $10^{\circ }\mathrm{C}$ в широком диапазоне).
- Реакции с органическими загрязнениями и добавками пластика (пластификаторы, антиоксиданты): органика окисляется, расходуя перекись.
- Выделение кислорода под давлением и диффузия/потери через упаковку также уменьшают действующую концентрацию.
Как замедлить разложение:
- Удалить/избежать ионов металлов: использовать деионизированную воду, чистые инструмент и ёмкости.
- Добавлять стабилизаторы/ингибиторы (промышленные примеры: фосфаты/пирофосфаты, сте́нат(ы) и др.; хроматы исторически использовались, но токсичны и не рекомендуются). Стабилизатор связывает ионы-катализаторы или прерывает радикальные цепи.
- Использовать хондронизующее значение pH: слегка кислая среда повышает устойчивость; обычно pH ≈ \(2.5\mbox{–}4\) (поддерживать в пределах, рекомендованных поставщиком).
- Хранить в холоде и тени: пониженная температура и отсутствие света значительно уменьшают скорость разложения.
- Минимизировать биозагрязнение и органику: тщательная очистка ёмкостей, хранение вдали от органических испарений.
- Применять хемические хелаторы (напр., EDTA) при необходимости для связывания следовых металлов (с учётом совместимости с назначением раствора).
- Минимизировать свободный объём (меньше воздуха ― меньше места для выделяющегося $O_2$), но обеспечить возможность безопасного сброса давления при образовании газа.
Выбор материалов упаковки (рекомендации по концентрациям):
- Низкие потребительские концентрации (напр. около $3\%$): инертные пластиковые бутылки HDPE/LDPE (специальные марки для перекиси) или янтарное стекло. HDPE — обычный выбор для бытового $\le 6\%$.
- Средние технологические концентрации (\(\sim 6\mbox{–}30\%\)): специализированные пероксидостойкие полиэтиленовые ёмкости или пассивированные нержавеющие ёмкости; предпочтительна чистая упаковка без металлических примесей.
- Высокие концентрации ($>30\%$, техническая/пероксидная продукция): нержавеющая сталь (часто 316L) с надлежащей пассивацией, стекло (для небольших объёмов) или ёмкости из фторполимеров (PTFE/PFA) — наиболее инертны. Часто используют ёмкости со специальной внутренней защитой/выкладкой.
- Чего избегать: медь, латунь, непассивированная сталь, железо, металлические застёжки/клапаны, а также пластики с большим содержанием пластификаторов и невымывающихся добавок. Хлорированные полимеры и некоторые композиты могут выделять вещества, ускоряющие разложение.
Практические советы:
- Хранить в тёмном, прохладном месте, в чистых ёмкостях производителя или в рекомендованных ёмкостях (amber glass, fluoropolymer, подходящий HDPE).
- При смене тары тщательно промывать и пассивировать (для металла) или использовать новую ёмкость.
- Использовать стабилизаторы и поддерживать pH согласно спецификации.
- Контролировать концентрацию периодически (титрация перманганатом или тест-полоски) и избегать контакта с металлами и органикой.
Если нужна рекомендация под конкретную концентрацию и объём (например, хранение $30\%$ на складе или $3\%$ в аптеке), скажите концентрацию и объём — дам конкретный выбор материалов и меры предосторожности.