Hapu ja mitte nii väga

– Needid idioodid panid portselanist konteineri "želke" erilise kaamera, mis oli maksimaalselt isoleeritud… Noh, nad arvasid, et kaameral on maksimaalne isolatsioon, kuid kui nad avasid konteineri manipulaatoritega, siis "želke" voolas metalli ja plastiku kaudu nagu vesi läbi marli, pääses välja ning kõik, millega see kokku puutus, muutus taas "želgeks". Viiskümmend inimest hukkus, üle sajaviiekümne sai vigastada, ja kogu laborihoone sai täielikult kasutuskõlbmatuks. Kas te olete seal kunagi käinud? Suurepärane ehitis! Ja nüüd voolab "želke" keldritesse ja alumistele korrustele… Siin on teil eelnevalt kontaktiks.

— A. Strugatski, B. Strugatski "Teekond äärekivile"

Tere, %%username%!

Selle eest, et ma ikka veel midagi kirjutan – süüdistage seda inimest. Ta inspireeris ideed.

Lihtsalt, natuke mõeldes, otsustasin, et väike ekskursioon söövitavate ainete teemal valmib suhteliselt kiiresti. Võib-olla on kellelegi see huvitav. Ja mõnele – isegi kasulik.

Hakkame pihta.

Alustame kohe mõisted täpsustamisega.

Söövitav — 1. Keemiliselt söövitav. 2. Terav, ärritust, valu põhjustav. 3. Nõeluv, kibestunud.

Ožegov S.I. Vene keele sõnaraamat. – M.: Vene keeles, 1990. – 921 lk.

Seega viskame kohe kõrvale kaks viimast sõna. Samuti viskame kõrvale „mürgised” lakrimatoorsed ained — need, mis ei ole nii mürgised, kui pigem põhjustavad rebimist, ja steriidid — need, mis põhjustavad köha. Jah, allpool on aineid, mis omavad neid omadusi, kuid nad — mis peamine! — tõeliselt söövad materjale ja mõnikord ka liha.

Me ei käsitle aineid, mis on mürgised ainult inimesele ja sarnastele — rakumembraanide spetsiifilise hävimise tõttu. Seega jäävad ipriidid kõrvale.

Me käsitleme ühendite, mis toatemperatuuril on vedelikud. Seega ei käsitle vedelat hapnikku ja lämmastikku, samuti gaase nagu fluor, kuigi neid saab pidada mürgiseks.

Nagu tavaliselt, on vaade vaid subjektiivne, põhinedes isiklikul kogemusel. Ja jah — täiesti võimalik, et kedagi ma ei maini — kirjuta kommentaare, %username%, kolme päeva jooksul alates avaldamisest täiendan artiklit sellega, mis algusest peale ununes!

Ja jah — mul ei ole aega ja jõudu koostada „edetabelit”, seega tuleb koostisosade segu. Ja kõikide eranditega — see tuli üsna lühike.

Mürgised leelised

Ja täpsemalt — alkaliemetallide hüdroksiidid: liitium, naatrium, kaalium, rubidium, tseesium, frantsium, talliumi(I) hüdroksiid ja baariumihüdroksiid. Aga:

• Liitium, tseesium, rubidium ja baarium jäetakse välja — kallid ja harvaesinevad.
• Kui sa, %username%, kohtad frantsiiumi hüdroksiidi, siis selle mürgisus muretseb sind kõige vähem — see on äärmiselt radioaktiivne.
• Sama kehtib ka talliumi kohta — see on kohutavalt mürgine.

Seega jäävad alles naatrium ja kaalium. Aga olgem ausad — kõigi söövitavate aluseliste omadused on väga sarnased.

Naatriumihüdroksiid — nagu "leelispulber" — on kõigile tuntud. Kaaliumihüdroksiid toidulisandina E525 — samuti. Omadustelt on mõlemad sarnased: väga hüdroskoopilised, st tõmbavad vett, õhus "laienevad". Lahustuvad hästi vees, samas eraldub suur hulk soojust.

"Õhu leotamine" tähendab tegelikult väga kontsentreeritud leeliste lahenduste moodustumist. Seetõttu, kui panna tükike söövitavat leelist paberile, nahale või mõnedele metallidele (nt alumiiniumile) — siis aja jooksul avastatakse, et materjal on hästi sööbinud! See, mida näidati "Fighter Clubi" filmis, sarnaneb tõele: tõepoolest, higised käed leelisese — see teeb valu! Isiklikult tundus see mulle valusam kui soolhape (millest räägin allpool).

Kuid kui käed on väga kuivad — siis tõenäoliselt ei tunne sa kuivas leelises midagi.

Looduslikud leelised lagundavad rasvu glütseriini ja rasvhapete sooladeks — sellisel viisil valmistatakse seepi (tervitused, "Võitlusklubi!"). Veidi pikema ajaga, kuid sama tõhusalt lagunevad ka valgud — see tähendab, et leelised lahustavad liha, eriti tugevates lahustes, ja kuumutamisel. Puuduseks võrreldes näiteks vesinikkloriidhappega (millest räägitakse ka allpool) on see, et kõik leelised tõmbavad atmosfäärist süsinikdioksiidi, mistõttu nende toimeanne väheneb järk-järgult. Lisaks reageerivad leelised ka klaasi komponentidega — klaas piimjas, kuigi selle täielikuks lahustamiseks tuleb tõsiselt vaeva näha.

Mõnedele leelistele, nagu näiteks, kuuluvad ka tetrasalküülamiini hüdroksiidid.

Tetra-alküülammoniumi hüdroksiid

Tegelikult ühendavad need ained kationite pindaktiivsete ainete omadused (see on nagu tavaline seep – ainult kationiline: siin on aktiivne osa dipolaarne osa – positiivse elektrilaenguga, kuid seebis on negatiivse laenguga) ja suhteliselt kõrge aluselisus. Kui see satub kätele – võid seda vees vahustada ja pesta nagu seebiga, kui veesoojendatud lahuses juukseid, nahka või küüsi – lahustuvad. "Söövitavus" naatrium- ja kaaliumhüdroksiidide taustal pole teab mis.

Väävelhape

H2SO4
Tõenäoliselt kõige populaarsem igasugu lugudes. Mitte kõige söövitavam, kuid piisavalt ebameeldiv: kontsentreeritud väävelhape (98%) on õlivaba vedelik, mis armastab vett, seetõttu varastab see kõigilt. Varastades vett tselluloosilt ja suhkrult, söeõli neid. Samamoodi varastab ta vett ka sinult, %username%, eriti kui valad seda õrna näonaha või silmadele (no silmadesse satub kõik tõeliselt seikluste saatel). Erakordselt head inimesed segavad väävelhappe õliga, et seda oleks raskem maha pesta ja seda nahka paremini imenduda.

Muide, kui vesi kokku puutub, soojendab väävelhape ennast tugevalt, mis teeb pildi veelgi mahlakamaks. Seetõttu on selle veega loputamine väga halb mõte. Pigem on parem kasutada õli (loputada, mitte hõõruda — ja seejärel juba veega loputada). Või kasutada suurt veesoojusvoogu, et kohe ja jahtuda.

„Esiteks vesi, siis hape — vastasel juhul juhtub suur õnnetus!” — see kehtib just väävelhappe kohta, kuigi kuidagi arvavad kõik, et see kehtib igasuguste hapete kohta.

Oksüdeerijana oksüdeerib väävelhape metallide pinna oksüdideks. Kuna oksüdide ja hapete vastastikune toime toimub vee osalusel kui katalüsaatoril — ning väävelhape ei vabasta vett — siis tekib efekt, mida nimetatakse passivatsiooniks: tihe, lahustumatu ja veepidav metallioksiidi kile kaitseb seda edasise lahustumise eest.

Selle mehhanismi tõttu saadetakse kontsentreeritud väävelhape kaugetesse kohtadesse rauale, alumiiniumile. Huvitav on see, et kui hapet lahjendada — ilmub vesi, ja saatmine ei õnnestu — metallid lahustuvad.

Muide, vääveloksiid SO3 lahustub väävelhappes, moodustades oleumi — mida mõnikord valesti kirjutatakse kui H2S2O7, kuid see pole täiesti õige. Oleumi veesidumisvõime on veelgi tugevam.

Isiklikud muljed väävelhappe käele sattumisest: veidi soe, siis veidi põletab — loputasin all vee all, pole hullu. Usalda filme mitte, kuid näole tilgutada ei soovita.

Organikute seas on sagedane kasutus kromaat või 'kromaatne segu' — see on kaaliumbihromaat, mis on lahustatud väävelhappes. Sisuliselt on see kromhape, mis on hea nõude pesemiseks orgaanika jääkidest. Käele sattudes põletab ka, kuid tegelikult on see väävelhape pluss toksiline kolmevalentne kroom. Käe aukudest ei tasu karta, võib-olla ainult riietele.

Selle teksti autor tunneb idiooti, kes kasutas kaaliumpermanganaati kaaliumbihromaadist. Organikaga kokkupuutel oli veidi plahvatust. Kohalolijad jäid kergelt ehmunud.

Soja happe

HCl
Üle 38% vees pole. Üks populaarsemaid happeid lahustamiseks — see on teistest tugevam, sest tehnoloogiliselt võib see olla väga puhas ja peale happe toime moodustab see ka kompleksklore, mis suurendab lahustuvust. Muide, just sellepärast on lahustumatu hõbekloor väga hästi lahustuv kontsentreeritud soolhappes.

See võib nahale sattudes pisut valusamalt ärritada, subjektiivselt — ka sügeleb ning lõhnab halvasti: kui laboris, kus on kehva ventilatsiooniga, töötada palju kontsentreeritud soolhappega — sinu hambaarst ütleb sulle 'tänan': sa rikastad teda hammaste plommitöös. Muide, näts aitab. Aga mitte palju. Parim on — ventilatsioon.

Kuna see ei ole õlivaba ja ei kuumene veega tugevalt üles, siis söövitav toime on ainult metallide suhtes ja mitte kõigi. Muide, teras passivoitub kontsentreeritud soolhappes ja ütleb sellele 'ei!'. Seda kasutatakse ka transpordis.

Nitraathape

HNO3
Samuti väga populaarne, kuid pelgavad seda mingil põhjusel — ja asjata. Kontsentraat — see on see, mis on kuni 70% — on kõige populaarsem, suurem — see on "suitsev", enamasti kellelegi mittevajalik. On ka veevaba — see isegi plahvatab.

Oksüdandina passiivistab see paljusid metalle, mis kattuvad lahustumatu kihiga ja ütlevad: "head aega" — see on kroom, raud, alumiinium, koobalt, nikkel ja teised.

Reageerib nahaga koheselt ksanthoproteiini reaktsiooni põhimõttel — jääb kollane plekk, mis tähendab, et sina, %username%, oled ikkagi valkudest koosnev! Mõne aja pärast koorub kollane nahk nagu põletuse korral. Samal ajal kipitab vähem kui soolhappe puhul, kuigi lõhnab sama halvasti — ja seekord on see toksiinide poolest ohtlikum: lenduvad lämmastikuoksiid ei ole organismile just head.

Keemias kasutatakse nii nimetatud "nitreerimissegu" — kõige populaarsem koosneb väävel- ja lämmastikhappe segust. Seda kasutatakse sünteesides, sealhulgas lõbusa aine — piroksiliini saamisel. Oma söövitavuse poolest on see sama kroomhappepluss ilus kollane nahk.

Samuti on olemas "tsaarivett" — see on valmistatud kolmest osast hapnikhapet ja ühes osas soolhapet. Seda kasutatakse teatud metallide, peamiselt väärismetallide lahustamiseks. Erinevatel suhetel ja vee lisamisel põhinev tilguti meetod kuldtoodete proovide kontrollimiseks — muide, selle meetodi spetsialiste on väga raske petta valejuhul. Nahale ärritavuse osas — sama "nitraatkombinatsioon" pluss see lõhnab väga tugevalt, seda lõhna ei saa millegiga segamini ajada, see on samuti üsna toksiline.

On ka "tagurpidi tsaarivett" — kui suhe on vastupidine, aga see on haruldane eripära.

Fosforhape

H3PO4
Tegelikult tõin välja ortofosforhappe valemi — kõige levinuma. Lisaks on olemas ka metahapet, polüfosforhapped, ultrafosforhapped — lühemalt öeldes, valikut jagub, aga see pole oluline.

Koncentreeritud ortofosforhape (85%) — see on nagu siirup. See hape on iseenesest keskmise tugevusega, seda kasutatakse sageli toiduainetööstuses, muide — kui sul pannakse täidiseid, siis eelnevalt töödeldakse hamba pinda fosforhappega.

Tema korrosioon on keskpärane, kuid on üks ebameeldiv nüanss: see siirup imendub väga hästi. Seetõttu, kui see riietele tilgub – imendub see sisse ja hakkab aeglaselt söövitama. Ja kui lämmastikhappe ja soolhappe puhul jääb plekke või auke – siis fosforhappe puhul hakkab ese lagunema, eriti on see silmatorkav jalatsitega, kui auk hakkab nagu murenema, kuni see läbib.

Kuid üldiselt on seda raske söövitavaks nimetada.

Fluorhape

HF
Koncentreeritud fluorhape on umbes 38%, kuigi on ka kummalisi erandeid.

Nõrk hape, mis armastab ägedalt fluoriidi ioone moodustades stabiilseid komplekse kõigega, kellega võimalik. Seetõttu lahustab see üllatavalt seda, mida teised, tugevamad sõbrannad – ei suuda, ja seda kasutatakse väga sageli erinevates segudes lahustamiseks. Kui see satub käele, on aistingud rohkem tingitud muudest komponentidest sellistes segudes, kuid on üks nüanss.

Fluoriidhape lahustab SiO2. See tähendab liiv, see tähendab klaas, see tähendab kvarts. Noh, ja nii edasi. Ei, kui sa valad seda hape aknale — see ei lahustu, kuid hägune plekk jääb. Lahustamiseks tuleb seda kaua hoida, ja veel parem — kuumutada. Lahustumisel vabaneb SiF4, mis on tervisele nii kasulik, et parem on seda teha suitsu all.

Väike, kuid meeldiv nüanss: räni on sinu, %username%, küüntes. Kui fluoriidhape satub küünte alla — sa ei märkagi midagi. Kuid öösel ei saa sa magada — see valutab nii, et mõnikord tekib soov sõrm ära lõigata. Usalda mind, sõber — ma tean.

Ja üldiselt on fluoriidhape toksiline, kantserogeenne, imendub naha kaudu ja palju muud — aga täna räägime me söövitavast, eks?

Kas sa mäletad, et leppisime alguses kokku, et fluori ei tule? Seda ei tulegi. Aga tuleb…

Inertsete gaaside fluorid

Tegelikult on fluori karm mees, kellega ei ole eriti lihtne ringi käia, mistõttu mõned inertsed gaasid moodustavad temaga fluoriide. Tuntud on sellised stabiilsed fluoriidid: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Kõik need on kristallid, mis õhus lagunevad niiskuse toimel erineva kiirus ja valmidusega fluoriidhappeks. Söödavus on vastav.

Joodhappe

HI
Kõige tugevam (vee dissotsieerimise määras) binaarne hape. Tugev taastaja, mida kasutavad orgaanilised keemikud. Õhus oksüdeerub ja muutub pruuniks, mille tõttu määrib see kokku puutudes. Kontaktitunne on sarnane soolhappega. Kõik.

Kloorhape

HClO4
Üks kõige tugevamaid (lahustumise astme poolest vees) happeid üldse (võistleb superhapetega — neist allpool) — Hammeti happesuse funktsioon (numbriline väljendus keskkonna võimest olla prootonide doonor juhusliku aluse suhtes, mida väiksem — seda tugevam hape) on -13. Veetu — tugev oksüdeerija, armastab plahvatada ja on üldiselt ebastabiilne. Kontsentreeritud (70%-72%) — oksüdeerija mitte halvem, sageli kasutatakse bioloogiliste objektide lagundamiseks. Lagundamine on huvitav ja kaasahaarav, kuna see võib plahvatada protsessi käigus: tuleb jälgida, et seal ei oleks süsiniku osakesi, et see ei keeks liiga tugevalt jne. Kloorhape on samuti üsna räpane — seda ei saa puhastada osalise destillatsiooniga, plahvatab see siganegi! Seetõttu kasutatakse seda harva.

Kokku puutudes põletab nahka, tunne on nagu soolhappega. Haisee. Kui näete filmides, et keegi viskab laipa anumasse kloorhappega — ja see lahustub, siis jah, see on võimalik — kuid see võtab aega või tuleb kuumutada. Kui kuumutada — võib plahvatada (vt ülal). Nii et olge kriitilised kinokunsti suhtes (ma arvan, et olen seda näinud filmis "Kloverfield, 10").

Muide, kloorioksiidide (VII) Cl2O7 ja kloorioksiidide (VI) Cl2O6 mürgisus tuleneb sellest, et need oksiidid reageerivad veega ja moodustavad kloorhappe.

Kujutame nüüd ette, et oleme otsustanud ühendisse koondada tugeva happesuse ja fluori mürgisuse: võtame kloor- või väävelhappe molekuli ja asendame kõik hüdroksüülrühmad fluoriga! Tulemuseks saab olema tõsiselt mürgine aine: see reaktsioonis veega ja sarnaste ühenditega toodab kohe tugevat hapet ja fluoorhapet. Nii?

Ftiidid, broom ja jood

Kas mäletate, et leppisime kokku, et vaatame ainult vedelikke? Seetõttu ei leidnud meie artiklis kohta trifluorid kloor ClF3, mis keeb +12 °C juures, kuigi kõik õuduslood selle üliohtlikkuse, klaasi süütamise, gaasi ja 900 kilogrammi väljavoolamisel 30 cm betooni ja 1 meetri kruusa söömise kohta — see kõik on tõsi. Kuid me leppisime ju kokku — vedelikud.

Siiski on olemas kollane vedelik — pentafluoridi jood IF5, värvitu vedelik — trifluorbroom BrF3, heledalt kollane — pentafluorbroom BrF5, mis ei ole sugugi kehvem. Näiteks BrF5 lahustab ka klaasi, metalle ja betooni.

Sarnasel — kõigi väävli fluoriidide hulgas on vedel ainult dekafluoriidi disulfuur (mõnikord nimetatakse seda ka viiefluorväävliks) — värvitu vedelik, mille keemiline valem on S2F10. Kuid see ühend on tavalisel temperatuuril piisavalt stabiilne, ei lagune vees — seega pole see eriti sööbis. Tõsi, see on nelikordsemalt mürgisem kui fosgeen, millel on sarnane toime.

Muide, räägitakse, et penta Fluoriidi joodist oli „spetsiaalne gaas“ atmosfääri täitmiseks päästetöötaja kapuutsis filmi „Alien“ 1979. aasta viimastes kaadrites. Ma ei mäleta, ausalt.

Superhapete

Termin „superhape“ tutvustas James Conant 1927. aastal, et klassifitseerida tugevamaid happeid kui tavaliselt mineraalhapped. Mõnes allikas kuulub kloorhape superhappe hulka, kuigi see ei ole nii — see on tavaline mineraalhape.

Rida superhappeid on mineraalhapped, mille külge on ühendatud halogeen: halogeen tõmbab elektronid endale, kõik aatomid vihanevad väga tugevalt, ning vesi oleb endiselt vesinikule: see kukub minema H+ kujul — boom: nii sai hape tugevamaks.

Näidised — fluorsulfoon- ja kloorisulfuurhapped


Fluoriidhappe Gammett funktsioon on -15,1, ning tänu fluorile lahustab see hape järk-järgult katseklaasi, milles seda hoitakse.

Siis mõtles keegi targem: miks mitte võtta Lewis'i hape (aine, mis suudab vastu võtta teise aine elektronipaari) ja segada see Brønstedi happesega (aine, mis suudab anda prootonit)! Segasime pentaafluorantimoniidi hüfloriidhappega ja saime heksafluorantimoniidhappe HSbF6.Selles süsteemis eraldab hüfloriidhape prootoni (H+), samas kui seotud alus (F−) isoleeritakse koordineeritud sidemega pentaafluorantimoniidiga. Nii moodustub suur oktaeedrine anioon (SbF6−), mis on väga nõrk nukleofiil ja väga nõrk alus. Kui prooton muutub "vabaks", põhjustab see süsteemi üliksükkreaktsiooni — Gammeti funktsioon -28!

Siis tulid teised ja ütlesid, miks me võtsime Brønstedi nõrga happe — ja mõtlesid välja midagi muud.

Tetrafluormetansulfonhape.
— iseen juba superhape (Hammeta funktsioon — 14,1). Ja nüüd lisati sellele taas pentafluoriid tina — saadi langus kuni -16,8! Sama nipp fluorsulfoonhappega andis languse kuni -23.

Siis kogus Ameerika California ülikooli keemiateadlaste grupp professor Christopher Reidi juhtimisel kolleegidega Siberi Katalüüsi Instituudist (Novosibirsk) kokku ja väljamõtlesid karbooraanhape H(CHB11Cl11). Noh, nad nimetasid seda „karbooraanhappeks” tavalistele inimestele, aga kui soovid end teadlasena tunda — korda kolm „2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undekloor-1-karba-klooso-dodeka-booran(12)” kiiresti.

Nii näeb see kaunitar välja

See on kuiv pulber, mis lahustub vees. See ongi praegune Kõige Tugevam Happesus. Karbooraanhape on ligikaudu miljon korda tugevam kontsentreeritud väävelhappest. Tavalistes mõõteskaalades ei saa happe tugevust mõõta, kuna hape prootoniseerib kõik tuttavad nõrgad alused ja kõik lahustid, milles see lahustub, sealhulgas vesi, benseen, fullerene-60, vääveldioksiid.

Hiljem ütles Christopher Reed Nature'i uudiste teenistusele: "Karbooranhappe sünteesi idee tuli mõtetest 'molekulidest, mida kunagi varem ei olnud loodud.' Koos kolleegidega soovib ta kasutada karbooranhapet inertse gaasi ksenooni aatomite oksüdatsiooniks — lihtsalt seetõttu, et keegi pole seda kunagi varem teinud. Algselt, et öelda.

Kuna superhapete puhul on tegemist tavaliste hapetega, toimivad need samuti tavaliselt, lihtsalt veidi tugevamini. Selge, et nahka need söövitavad, kuid see ei tähenda — et lahustavad. Fluorsulfonaat on erand, kuid seal on kõik tänu fluorile, nagu ka fluoriidmolekulil.

Trigalogenäädikahapped

Konkreetselt — trifluoroäädikhape ja trikloroäädikhape



Need on toredad ja meeldivad, sest nende omadused ühendavad orgaanilise polaarsuse lahusti ja piisavalt tugeva happe. Need lõhnavad — nagu äädikas.

Kõige armsam on trifluoroäädikhape: 20%-ne lahus hävitab metalle, korke, kummit, bakeliiti, polüetüleeni. Nahale on see põletav ja tekitab kuivi haavandeid, mis ulatuvad lihaskihini.

Trihlooräädikhape on selles osas noorem vend, kuid samuti midagi. Muide, aplaus nõrgemale sugupoolele: ilu nimel lähevad mõned nii kaugele, et läbivad nn TCA-koorimise protseduuri (TCA on TetraChloroAcetate) — millega lahustatakse ülemine kare nahakiht.

Tõsi, kui kosmeetik telefonis lobiseb, on võimalik ebaõnnestumine.

Noh, umbes nii, kui rääkida vedelikust ja söövitavusest. Kas on veel täiendusi?

Allikas: habr.com