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Sciences · Chimie

Peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée)

Le peroxyde d’hydrogène, de formule H₂O₂, est un liquide incolore appelé eau oxygénée en solution aqueuse. Oxydant puissant, il se décompose en eau et dioxygène, ce qui en fait un désinfectant et un agent de blanchiment.

Mis à jour le 4 min de lecture

Découvert en 1818 par le chimiste français Louis Jacques Thénard, le peroxyde d’hydrogène ressemble à l’eau, avec un atome d’oxygène de plus. Cette différence change tout : la liaison entre les deux atomes d’oxygène est fragile, et la molécule cède facilement un oxygène. On la trouve en pharmacie pour désinfecter les petites plaies, chez le coiffeur pour décolorer les cheveux, dans l’industrie papetière pour blanchir la pâte à papier, et même dans le vivant, où nos cellules en produisent en permanence.

Structure et propriétés

PropriétéValeur
FormuleH₂O₂
Masse molaire34,0 g/mol
Aspectliquide incolore, un peu plus visqueux que l’eau
Densité (pur)≈ 1,45
Ébullition (pur)≈ 150 °C
Fusion (pur)≈ −0,4 °C
Miscibilitétotale avec l’eau
Aciditéacide très faible (pKa ≈ 11,6)

La molécule n’est pas plane : les deux liaisons O–H sont orientées dans des plans différents, comme les pages d’un livre entrouvert. La liaison O–O, simple et faible (environ 210 kJ/mol), est le point fragile de la molécule.

La décomposition

Le peroxyde d’hydrogène se décompose spontanément, lentement à température ambiante :

2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

C’est une dismutation : une partie de l’oxygène (−I) est réduite en eau (−II), l’autre oxydée en dioxygène (0). La réaction est exothermique.

Elle est accélérée par :

  • la chaleur et la lumière, d’où le conditionnement en flacons opaques ;
  • de nombreux catalyseurs : ions fer(III), dioxyde de manganèse, platine ;
  • une enzyme, la catalase, présente dans le sang, le foie et la pomme de terre.

C’est la catalase qui fait mousser l’eau oxygénée sur une plaie : le dioxygène libéré forme des bulles. L’expérience du « dentifrice d’éléphant », réalisée avec du peroxyde concentré, du savon et un catalyseur (iodure de potassium), produit une mousse spectaculaire et chaude.

Oxydant… et parfois réducteur

H₂O₂ appartient à deux couples d'oxydoréduction :

RôleCoupleDemi-équation
Oxydant (le plus souvent)H₂O₂ / H₂OH₂O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻ → 2 H₂O
Réducteur (face à un oxydant plus fort)O₂ / H₂O₂H₂O₂ → O₂ + 2 H⁺ + 2 e⁻

Face au permanganate de potassium, il se comporte en réducteur : c’est la base de son dosage par titrage.

Le titre en volumes

Les flacons de pharmacie indiquent souvent un titre « à 10 volumes ». Ce nombre est le volume de dioxygène, en litres, que libère un litre de solution en se décomposant complètement, mesuré dans les conditions normales (0 °C, 1 atm).

TitreConcentration massique approximativeUsage typique
10 volumes≈ 3 %antiseptique de pharmacie
20 volumes≈ 6 %décoloration capillaire
30 à 40 volumes9 à 12 %décoloration professionnelle
110 volumes≈ 30 %laboratoire, industrie

Usages

DomaineApplication
Industrie papetière et textileblanchiment sans chlore de la pâte à papier et du coton : premier usage mondial
Santéantiseptique des petites plaies, désinfection de surfaces et de matériel
Cosmétiquedécoloration des cheveux, blanchiment dentaire (concentrations réglementées)
Eautraitement des eaux usées et de l’eau des piscines
Chimieoxydant « propre », dont le seul sous-produit est l’eau (chimie verte)
Aérospatialeà très forte concentration, ergol et monergol de fusées et torpilles

Il est produit industriellement par le procédé à l’anthraquinone, qui fait réagir hydrogène et oxygène de façon indirecte.

Dans le vivant

Les cellules produisent du peroxyde d’hydrogène comme sous-produit de la respiration et comme arme : les globules blancs l’emploient pour détruire les microbes. En excès, il participe au stress oxydant en donnant des radicaux libres ; la catalase et d’autres enzymes l’éliminent.

Précautions

L’usage répété sur une plaie n’est plus recommandé, car il abîme aussi les tissus en cours de cicatrisation : un nettoyage à l’eau et au savon suffit le plus souvent pour une petite plaie.

Questions fréquentes

Pourquoi l’eau oxygénée mousse-t-elle sur une plaie ?

Le sang et les tissus contiennent de la catalase, une enzyme qui décompose très rapidement H₂O₂ en eau et dioxygène. Ce gaz forme la mousse blanche.

L’eau oxygénée périme-t-elle ?

Oui. Elle se décompose lentement en eau et en dioxygène, surtout à la chaleur et à la lumière. Un vieux flacon ouvert peut ne plus contenir qu’une eau presque ordinaire.

Quelle est la différence entre eau et eau oxygénée ?

L’eau est H₂O ; le peroxyde d’hydrogène est H₂O₂, avec une liaison O–O. L’eau oxygénée de pharmacie contient environ 97 % d’eau et 3 % de peroxyde d’hydrogène.

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