– Tito idioti umístili porcelánovou nádobu s "želatinou" do speciální komory, která měla být dokonale izolovaná... Mysleli si, že je komora dokonale izolovaná, ale když otevřeli nádobu manipulátory, "želatina" se dostala přes kov a plast jako voda přes svrchní papír, dostala se ven a všechno, co se jí dotklo, se opět proměnilo v "želatinu". Zemřelo třicet pět lidí, více než sto bylo zraněno, a celá budova laboratoře byla totálně zničena. Byl jste tam někdy? Skvostná stavba! A teď "želatina" stéká do sklepů a dolních pater... Tady máte úvod k setkání.
— A. Strugackij, B. Strugackij „Piknik na okraji cesty“
Ahoj, %%username%!
Za to, že stále něco píšu, viněte . Inspiroval mě k tomu.
Jen jsem si trochu popřemýšlel, rozhodl jsem se, že malý exkurz do žíravin bude docela rychlý. Možná bude pro někoho zajímavý. A pro někoho dokonce užitečný.
Jdeme na to.
Hned si ujasněme pojmy.
Žíravý — 1. Chemicky rozkládající. 2. Ostrý, vyvolávající podráždění, bolest. 3. Sarkastický, jízlivý.
Ožegov S.I. Slovník ruského jazyka. — M.: Rus. jazyk, 1990. — 921 str.
Takže, hned zrušíme dvě poslední významy slova. Také vyloučíme „žíravé“ slzotvorné látky — které nejsou tolik žíravé, spíše vyvolávají slzení, a sternity — které vyvolávají kašel. Ano, níže budou látky, které tyto vlastnosti mají, ale co je hlavní! — skutečně rozkládají materiály, a někdy i tkáně.
Nebudeme zvažovat látky, které jsou žíravé pouze pro lidi a podobné — kvůli specifickému poškození membrán buněk. A proto yprity zůstanou mimo zájem.
Budeme zkoumat sloučeniny, které jsou za pokojových podmínek — kapaliny. Proto nebudeme zvažovat kapalný kyslík a dusík, ani plyny typu fluoru, i když je lze považovat za žíravé, ano.
Jak je obvyklé, pohled bude výhradně subjektivní, založený na vlastních zkušenostech. A ano — je docela možné, že někoho opomenu — pište komentáře, %username%, během tří dnů od publikace budu článek doplňovat o to, co jsem na začátku zapomněl!
Ano, nemám čas ani sílu sestavovat „hitparádu“, takže to bude sbírka různých informací. A se všemi výjimkami - skončilo to docela krátce.
Žíravé louhy
A konkrétně - hydroxidy alkalických kovů: lithia, sodíku, draslíku, rubidia, cesia, francia, hydroxid thallia (I) a hydroxid baria. Ale:
- Lithium, cesium, rubidium a barium vyřazujeme - jsou drahé a málokdy se s nimi setkáme.
- Pokud potkáš hydroxid francium, %username%, žíravost tě bude zajímat až na posledním místě - je to extrémně radioaktivní.
- To samé platí pro thallium - je děsivě jedovaté.
Takže nám zůstávají sodík a draslík. Ale buďme upřímní - vlastnosti všech žíravých louhů jsou velmi podobné.
Hydroxid sodný - jako „caustic soda“ - je známý všem. Hydroxid draselný jako potravinový doplněk E525 - také. Po stránce vlastností jsou si oba podobné: jsou velmi hygroskopické, tedy přitahují vodu, a na vzduchu se „rozplývají“. Dobře se rozpouštějí ve vodě, přičemž se uvolňuje velké množství tepla.
„Rozplývání“ na vzduchu - v podstatě vznik velmi koncentrovaných roztoků louhů. A proto, pokud dáš kousek žíravého louhu na papír, kůži nebo některé kovy (třeba hliník) - po čase zjistíš, že materiál je dobře poškozen! To, co ukazovali v „Klubu rváčů“ - je velmi blízko pravdě: opravdu, pot na rukou - ano, do louhu - bude to bolet! Osobně mi to přišlo bolestivější než kyselina chlorovodíková (o ní níže).
Pokud jsou však ruce velmi suché - pravděpodobně v suchém louhu vůbec nic necítíš.
Žíravé louhy skvěle rozkládají tuky na glycerin a soli mastných kyselin - tak se také vaří mýdlo (ahoj, „Klub rváčů!“) Trochu déle, ale stejně účinně se rozkládají bílkoviny - tedy v zásadě louhy rozkládají tkáně, zejména silné roztoky - ano, při zahřívání. Nevýhodou v porovnání s kyselinou chlorovodíkovou (o ní také níže) je to, že všechny louhy přitahují oxid uhličitý z atmosféry, takže síla se postupně snižuje. Navíc louhy reagují i s komponenty skla - sklo zakaluje, i když jej úplně rozložit - to už chce trochu úsilí.
K žíravým louhům se někdy řadí i tetraalkylamoniové hydroxidy, například
Hydroxid tetramethylammonia
Ve skutečnosti se v těchto látkách spojují vlastnosti kationtových povrchově aktivních látek (to je jako běžné mýdlo – jen kationtové: zde je aktivní částice difilní částice – s nábojem „+“, a v mýdle – s nábojem „-“) a relativně vysoká zásaditost. Pokud se dostane na ruce – můžete ji mýt ve vodě jako mýdlem, pokud v vodném roztoku zahřejete vlasy, kůži nebo nehty – rozloží se. „Žíravost“ na pozadí hydroxidů sodíku a draslíku – tak docela nic moc.
Kyselina sírová
H2SO4
Nejspíše nejpopulárnější ve všech příbězích. Není nejžravější, ale dost nepříjemná: koncentrovaná kyselina sírová (která má 98 %) – olejovitá kapalina, která velmi miluje vodu, a proto ji od všech odvádí. Odebírá vodu celulóze a cukru, čímž je uhlíkuje. Celkem stejně ráda vezme vodu i od tebe, %username%, zejména pokud ji naliješ na jemnou pleť obličeje nebo do očí (v očích to však ve skutečnosti dopadne s dobrodružstvím). Opravdu hodní lidé míchají kyselinu sírovou s olejem, aby se obtížněji smývala a lépe vstřebávala do pokožky.
Mimochodem, kyselina sírová se zdravě zahřívá, když odebírá vodu, což ještě víc dělá obrázek živějším. Proto je smývat ji vodou – velmi špatný nápad. Lépe je – olejem (smývat, a ne vtírat – a potom už smýt vodou). Nebo velkým proudem vody, aby se okamžitě chladila.
„Nejdříve voda, a potom kyselina – jinak se stane velká pohroma!“ – to je přesně o kyselině sírové, ačkoliv si všichni nějak neuvědomují, že se to vztahuje na jakoukoli kyselinu.
Jako oxidační činidlo kyselina sírová oxiduje povrch kovů na oxidy. A protože interakce oxidů s kyselinami probíhá za účasti vody jako katalyzátoru – a kyselina sírová vodu neodvádí – tak dochází k efektu zvanému pasivace: hustý, nerozpustný a nepropustný film oxidu kovu chrání před dalším rozpouštěním.
Podle tohoto mechanismu se koncentrovaná kyselina sírová posílá do dalekých končin železa, hliníku. Je pozoruhodné, že pokud se kyselina zředí – objeví se voda, a posílat ji tak není možné – kovy se rozpouštějí.
Mimochodem, oxid síry SO3 se rozpouští v kyselině sírové a vzniká oleum – který se občas mylně píše jako H2S2O7, ale to není zcela přesné. Oleum má ještě větší touhu po vodě.
Vlastní pocit při kontaktu sírové kyseliny s rukou: trochu teplo, pak mírný štípání – smyl pod vodou, nic vážného. Filmům nevěřte, ale na obličej kapat nedoporučuji.
Organici často používají chrompík nebo „chromovou směs“ – to je dichroman draselný rozpuštěný v sírové kyselině. V podstatě jde o roztok chromové kyseliny, je dobrý na mytí nádobí od zbytků organiky. Když se dostane na ruku, také pálí, ale v podstatě – sírová kyselina plus toxický šestimocný chrom. Dírky na ruce nečekejte, leda na oblečení.
Autor těchto řádků zná idiota, který místo dichromanu draselného použil manganistan draselný. Při kontaktu s organikou to trochu prásklo. Přítomní se lekli, ale vyvázli s lehkým strachem.
Sůl kyseliny
HCl
Nad 38 % ve vodě není. Jedna z nejpopulárnějších kyselin pro rozpouštění – v tomto je lepší než ostatní, protože technologicky může být velmi čistá, a kromě vlivu jako kyselina také vytváří komplexní chloridy, které zvyšují rozpustnost. Mimochodem, právě z tohoto důvodu je nerozpustný chlorid stříbrný velmi dobře rozpustný v koncentrované solné kyselině.
Ta při kontaktu s pokožkou pálí trochu více, subjektivně také svědí, a navíc zapáchá: pokud v laboratoři s špatnou ventilací hodně pracujete s koncentrovanou solnou kyselinou – váš zubař vám poděkuje: zlatíte ho na plombách. Mimochodem, žvýkačka pomáhá. Ale ne moc. Lepší je odsávání.
Protože není olejovitá a s vodou se moc nezahřívá, je žíravost – pouze k kovům, a to ne ke všem. Mimochodem, ocel v koncentrované solné kyselině pasivuje a říká jí „ne!“. Čímž se využívá při přepravě.
Kyselina dusičná
HNO3
Také velmi populární, té se nějak bojí – a zbytečně. Koncentrovaná – ta která do 70 % – je nejpopulárnější, víc – to je „dýmící“, většinou nikomu k ničemu. Existuje také bezvodá – ta ještě může explodovat.
Jako oxidant pasivuje mnoho kovů, které se pokrývají nerozpustným filmem a říkají: „sbohem“ – to je chrom, železo, hliník, kobalt, nikl a další.
S kůží okamžitě reaguje na principu xantoproteinové reakce — vznikne žlutá skvrna, což znamená, že ty, %username%, opravdu sestáváš z bílkovin! Po nějaké době se žlutá kůže olupuje jako po spálení. Přitom pálí méně než kyselina solná, i když zapáchá stejně — a tentokrát je toxičtější: létající oxidy dusíku nejsou pro organismus zrovna nejlepší.
V chemii používají takzvanou „nitrující směs“ — nejpopulárnější se skládá z kyseliny sírové a dusičné. Používá se v syntézách, zejména při výrobě veselého činidla — pyroxylinu. Co se týče žíravosti — je to stejné jako chrompick, plus krásná žlutá kůže.
Existuje také „královská voda“ — to je část kyseliny dusičné na tři části kyseliny solné. Používá se k rozpouštění některých kovů, hlavně drahých. Na různém poměru a přidání vody je založena kapková metoda kontroly vzorku zlatých výrobků — mimochodem, specialisty na tuto metodu je velmi těžké oklamat s falešnými výrobky. Co se týče žíravosti pro kůži — je to stejná „nitrující směs“ plus intenzivní zápach, který s ničím nespleteš, je také dost toxický.
Existuje ještě „obrácená královská voda“ — když je poměr přesně opačný, ale to je vzácná specialita.
Kyselina fosforečná
H3PO4
Ve skutečnosti jsem uvedl vzorec ortofosforečné kyseliny — nejběžnější. A existují ještě metafosforečné, polyfosforečné, ultrafosforečné — zkrátka, je jich dost, ale to není podstatné.
Koncentrace ortofosforečné kyseliny (85%) je vlastně takový sirup. Kyselina sama o sobě je průměrná, často se používá v potravinářském průmyslu, mimochodem — když ti dávají plombu, povrch zubu se nejprve předúpravou ošetřuje kyselinou fosforečnou.
Její korozivnost není moc silná, ale má nepříjemnou nevýhodu: tento sirup se dobře vstřebává. Takže pokud kápne na věci — vstřebá se, a pak pomalu rozrušuje. A pokud po kyselině dusičné a solné zůstane skvrna nebo díra — tak od kyseliny fosforečné se věc začne rozpadat, zvlášť to je hodně vidět na obuvi, když díra vypadá, jako by se drobila, než se dostane úplně skrz.
Obecně vzato, je těžké ji nazvat žíravou.
Kyselina fluorovodíková
HF
Koncentrace fluorovodíkové kyseliny je asi 38%, i když někdy bývají podivné výjimky.
Slabá kyselina, která s vášnivou láskou reaguje s fluoridovými ionty a vytváří stabilní komplexy se vším, s čím může. Proto překvapivě rozpouští to, co jiné, silnější kamarádky — nedokážou, a proto se velmi často používá v různých směsích pro rozpouštění. Když se dostane na ruku, pocity budou více od jiných složek těchto směsí, ale je tu jedno ale.
Kyselina fluorovodíková rozpouští SiO2. Tedy písek. Tedy sklo. Tedy křemen. No a tak dále. Ne, pokud ji naliješ na okno, to se nerozpustí, ale zůstane matná skvrna. Aby se rozpustilo — je třeba to dlouho držet, a ještě lépe — zahřát. Při rozpouštění se uvolňuje SiF4, který je pro zdraví tak prospěšný, že je lepší to dělat pod digestoří.
Malý, ale příjemný detail: křemík se nachází u tebe, %username%, v nehtech. Pokud se tedy kyselina fluorovodíková dostane pod nehty — nic nezaznamenáš. Ale v noci nebudeš moci spát — bude to bolet TAK, že občas vzniká chuť si prst utrhnout. Věř mi, příteli — já to vím.
A vůbec, kyselina fluorovodíková je toxická, karcinogenní, vstřebává se přes kůži a spousta dalších věcí — ale dnes mluvíme o žíravosti, že?
Pamatuješ, že jsme se na začátku domluvili, že fluor nebude? Ten tu nebude. Ale budou…
Fluoridy inertních plynů
Ve skutečnosti je fluor drsný chlapík, s ním se moc nevytahuješ, a proto některé inertní plyny s ním vytvářejí fluoridy. Mezi známé stabilní fluoridy patří: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Všechno to jsou krystaly, které se na vzduchu různou rychlostí a ochotou rozkládají vlhkostí na kyselinu fluorovodíkovou. Žíravost — odpovídající.
Jodovodíková kyselina
HI
Nejsilnější (podle stupně disociace ve vodě) binární kyselina. Silný redukční činidlo, které chemici z organické chemie využívají. Na vzduchu oxiduje a stává se hnědou, čímž znečišťuje při kontaktu. Pocity při kontaktu — podobné jako při kyselině solné. To je všechno.
Chlorová kyselina
HClO4
Jedna z nejsilnějších kyselin (z hlediska disociace ve vodě) vůbec (konkurují jí superkyseliny – o těch později) má hodnotu kyselosti podle Hammetta (číselný výraz schopnosti prostředí být dárcem protonů vůči libovolné bázi, čím menší hodnota, tím silnější kyselina) -13. Bezvodá forma je silný oxidační prostředek, ráda exploduje a je obecně ne stabilní. Koncentrovaná (70%-72%) je také silný oxidační prostředek, často se používá při rozkladu biologických objektů. Rozklad je zajímavý a vzrušující proces, protože může během něj explodovat: je třeba dávat pozor, aby v něm nebyly částečky uhlí, aby se nevařil příliš bouřlivě atd. Kyselina chlorovodíková je navíc dost špinavá – nelze ji vyčistit subfrakcionací, exploduje potvora! Proto se používá jen zřídka.
Při kontaktu s pokožkou způsobuje pálení, pocity jako od kyseliny solné. Smrdí. Když vidíte ve filmech, jak někdo hodí tělo do nádoby s kyselinou chlorovodíkovou – a to se rozloží, ano, to je možné – ale trvá to dlouho nebo je třeba to zahřát. Pokud se zahřeje – může to prasknout (viz výše). Tak buďte kritičtí k filmům (myslím, že jsem to viděl ve "10 Cloverfield Lane").
Mimochodem, žíravost oxidu chloričitého (VII) Cl2O7 a oxidu chloričitého (VI) Cl2O6 je důsledkem toho, že s vodou tyto oxidy tvoří kyselinu chlorovodíkovou.
A nyní si představme, že jsme se rozhodli v jednom sloučenině spojit silnou kyselost – a žíravost fluoru: vezmeme molekulu kyseliny chlorovodíkové nebo sírové – a všechny hydroxylové skupiny nahradíme fluorovými! Výsledkem bude extrémně nebezpečný produkt: bude reagovat s vodou a podobnými sloučeninami – a na místě reakce se vytvoří silná kyselina a kyselina hydrofluorová. Co říkáte?
Fluoridy síry, bromu a jódu
Pamatujete, dohodli jsme se, že se budeme zabývat pouze kapalinami? Z tohoto důvodu se naše článek neobjevil trifluorid chlóru ClF3, který vaří při +12 °C, přesto všechny hrůzostrašné příběhy o tom, že je extrémně toxický, zapalující sklo, plynová maska a při úniku 900 kilogramů – prožere 30 cm betonu a metr štěrku – to vše je pravda. Ale my jsme se dohodli – pouze kapaliny.
Existuje však žlutá kapalina – pentafluorid jódu IF5, bezbarvá kapalina – trifluorid bromu BrF3, světle žlutá – pentafluorid bromu BrF5, které nejsou o nic horší. BrF5 například také rozpouští sklo, kovy a beton.
Podobně — mezi všemi fluoridy síry je kapalný pouze dekaftorid disíry (někdy se jí říká také pětfúrová síra) — bezbarvá kapalina s formulí S2F10. Ale tato sloučenina je při běžných teplotách dostatečně stabilní, nerozkládá se ve vodě — a proto není příliš žíravá. Pravda, je 4krát toxičtější než fosgen se stejným mechanismem účinku.
Mimochodem, říká se, že pentafluorid jódu byl „speciálním plynem“ pro naplnění atmosféry v záchranném transportním modulu v posledních scénách filmu „Vetřelec“ z roku 1979. No, upřímně si to nepamatuji.
Superkyseliny
Termín „superkyselina“ zavedl James Connor v roce 1927 pro klasifikaci silnějších kyselin než běžné minerální kyseliny. V některých zdrojích je chlorná kyselina považována za superkyselinu, i když tomu tak není — je to běžná minerální kyselina.
Řada superkyselin — to jsou minerální kyseliny, ke kterým byl připojen halogen: halogen na sebe přitahuje elektrony, všechny atomy jsou velmi rozrušené, a vodíku zůstává to, co obvykle: odpadne ve formě H+ — bum: a je to kyselina silnější.
Příklady — fluor sulfonová kyselina a chlorosulfonová kyselina
U fluorosulfonové kyseliny je Hammettova funkce -15,1, mimochodem, díky fluoridu, tato kyselina postupně rozkládá zkumavku, ve které je uchovávána.
Pak si někdo z chytrých pomyslel: a pojďme vzít Lewisovu kyselinu (látku, která může přijmout pár elektronů od jiné látky) a smíchat ji s Brønstedovou kyselinou (látkou, která může darovat proton)! Smíchali jsme pentafluorid antimonu s kyselinou fluorovodíkovou — dostali jsme hexafluorid antimonové kyseliny HSbF6. V tomto systému fluorovodíková kyselina uvolňuje proton (H+), a konjugovaná báze (F−) se izoluje koordinační vazbou s pentafluoridem antimonu. Tak vzniká velký oktaedrický anion (SbF6−), který je velmi slabým nukleofilním a velmi slabým základem. Stávaje se „volným“, proton určuje superkyselost systému — Hammettova funkce -28!
A pak přišli další a řekli, proč jsme vzali slabou Brønstedovu kyselinu — a vymysleli toto.
Tetrafuoromethansulfonová kyselina
— sama o sobě již superkyselina (Hammettova funkce — 14,1). Takže k ní opět přidali pentafluorid antimonu — snížení na -16,8! Stejný trik s fluorosulfonovou kyselinou vedl ke snížení na -23.
A poté skupina vědců z chemického oddělení americké univerzity v Kalifornii pod vedením profesora Christophera Reeda spolupracovala s kolegy z Institutu katalýzy SO RAN (Novosibirsk) a vymysleli karboranovou kyselinu H(CHB11Cl11). No ‚karboranovou‘ ji nazvali pro běžné lidi, a pokud chceš mít pocit, že jsi vědec — vyslov ‚2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undekachlor-1-karba-kloso-dodekaboran(12)‘ třikrát a rychle.
Takto vypadá tato kráska
Toto je suchý prášek, který je rozpustný ve vodě. A to je ta nejsilnější kyselina v současnosti. Karboranová kyselina je přibližně milionkrát silnější než koncentrovaná sírová kyselina. Na běžných stupnicích nelze změřit sílu kyseliny, protože kyselina protonuje všechny známé slabé zásady a všechny rozpouštědla, ve kterých se rozpouští, včetně vody, benzolu, fullerenu-60 a oxidu siřičitého.
Později Christopher Reed v rozhovoru s novinovou službou Nature řekl: „Nápad na syntézu karboranové kyseliny vznikl z fantazií o ‚molekulách, které nikdy předtím nebyly vytvořeny.‘ Společně s kolegy chce využít karboranovou kyselinu k oxidaci atomů inertního plynu xenonu — prostě proto, že to nikdo předtím neudělal. Originální, co říci.
No, jelikož superkyseliny jsou běžné kyseliny, tak působí obvykle, jen o něco silněji. Je jasné, že kůže bude pálit, ale to neznamená, že budou rozpouštět. Fluorosulfoničtí — to je jiný případ, ale tam to vše závisí na fluoru, jako v kyselině fluorovodíkové.
Trihalogenné kyseliny
Konkrétně — kyselina trifluorová a kyselina trichlorová
Jsou milé a příjemné kombinací vlastností organického polárního rozpouštědla a dost silné kyseliny. Vůně — připomíná ocet.
Nejsladší je kyselina trifluorová: 20% roztok ničí kovy, zátky, gumu, bakelit, polyethylen. Na kůži pálí a vytváří suché vředy, které dosahují svalové vrstvy.
Kyselina trichlorová v tomto ohledu je mladší bratr, ale také nic. Mimochodem, applaudujeme slabému pohlaví: v honbě za krásou někteří podstupují takzvaný postup TCA peeling (TCA je TetraChloroAcetate) — kdy touto tětřichlorovou kyselinou rozpouští horní ztvrdlou vrstvu pleti.
Pravda, pokud se kosmetička při telefonování zapovídá, může to dopadnout špatně
Takže asi tak, pokud mluvíme o tekutinách a o jedovatosti. Budou další doplnění?
Zdroj: habr.com
