การประเมินความเสี่ยงอันตรายทางความร้อนและความว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลลอริมิเตอร์Risk Assessment of Thermal Hazard and Reactivity of Hydrogen Peroxide by Differential Scanning Calorimetry

Abstract

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารออกซิไดซ์ที่รุนแรง มีหมู่ฟังก์ชันเปอร์ออกไซด์ที่สลายตัวได้ง่าย ในงานวิจัยนี้นำไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เกรดการค้าความเข้มข้นร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก ประเมินความเสี่ยงอันตรายทางความร้อนและความว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีโดยใช้ดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลลอริมิเตอร์ พบว่าพลังงานกระตุ้นคำนวณตามสมการ Flynn/Wall/Ozawa มีค่าเท่ากับ 72.0 กิโลจูลต่อโมล ประเมินความเสี่ยงอันตรายทางความร้อนจากอุณหภูมิการสลายตัวภายใต้สภาวะแอเดียแบติกที่เพิ่มสูงขึ้น และเวลาที่อัตราเร็วของปฏิกิริยาภายใต้สภาวะแอเดียแบติกเพิ่มสูงขึ้นมากที่สุด มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 363.4 เคลวิน และ 36.0 วินาที ตามลำดับ ประเมินความว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีจากความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างทันทีทันใด มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 40.7 กิโลวัตต์ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ความไม่มีเถียรภาพและความเป็นอันตรายของปฏิกิริยาเคมี พบว่าอยู่ในระดับ 4 อธิบายได้ว่าไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ความเข้มข้นร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก สามารถเกิดระเบิดจากการปะทุ ระเบิดจากการสลายตัว หรือระเบิดจากฏิกิริยาเคมี ที่อุณหภูมิและความดันปกติได้ด้วยตัวเอง ดังนั้น การจัดเก็บ การขนส่ง และใช้งานต้องกระทำอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ โดยบุคลากรผู้ผ่านการฝึกอบรมและได้รับคุณวุฒิ หรือนักเคมีผู้มีความชำนาญด้านสารเคมี

Hydrogen peroxide is a strong oxidizing agent containing a peroxide functional group that easily decomposes. In this research, a commercial grade of 50% w/w hydrogen peroxide was evaluated for thermal hazard and reactivity by differential scanning calorimetry. It was found that the calculated activation energy using the Flynn/Wall/Ozawa equation was 72.0 kJ/mol. The risk assessment of thermal hazard evaluated in terms of the averages of adiabatic decomposition temperature rise and time-tomaximum rate, were 363.4 K and 36.0 seconds, respectively. The risk assessment of reactivity, evaluated from instantaneous power density was 40.7 kW/cm3. The instability and the harzadous chemical reaction rating have shown at the level of 4. It can be concluded that the 50% w/w of hydrogen peroxide by itself with possibility of detonation, explosive decomposition or chemical reaction explosion at normal temperature and pressure. Therefore, the storage, transportation and usage must be done with extra caution and by qualified person who has been trained or by the chemist who is knowledgeable in chemicals.