Sur le piquant et le pas si piquant

– Ces idiots ont placé un conteneur en porcelaine avec de la « gélatine » dans une chambre spéciale, supposément isolée... Ils pensaient que la chambre était parfaitement isolée, mais quand ils ont ouvert le conteneur avec des manipulateurs, la « gélatine » s'est répandue à travers le métal et le plastique comme de l'eau à travers une éponge, s'échappant à l'extérieur, et tout ce qu'elle touchait se transformait à nouveau en « gélatine ». Trente-cinq personnes ont péri, plus d'une centaine ont été mutilées, et tout le bâtiment du laboratoire a été complètement inutilisable. Êtes-vous déjà allé là-bas ? Une magnifique structure ! Et maintenant, la « gélatine » s'est écoulée dans les sous-sols et les étages inférieurs… Voilà pour la préface au contact.

— A. Strougatski, B. Strougatski « Pique-nique au bord de la route »

Salut, %%username%!

Pour le fait que j'écrive encore quelque chose, blâmez cette personne. Il a inspiré l'idée.

Il m'a simplement semblé qu'une petite excursion sur les substances caustiques serait relativement rapide. Peut-être que cela intéressera quelqu'un. Et pour d'autres, cela pourrait être utile.

C'est parti.

Commençons par définir les termes.

Caustique — 1. Qui attaque chimiquement. 2. Aigu, provoquant irritation ou douleur. 3. Mordant, acerbe.

Ojégov S.I. Dictionnaire de la langue russe. — M.: Langue russe, 1990. — 921 p.

Donc, nous rejetons tout de suite les deux dernières significations du mot. Nous rejetons également les « caustiques » lacrymogènes — qui ne sont pas tant caustiques que provoquant des larmes, et les sternutatoires — qui provoquent la toux. Oui, il y aura des substances ci-dessous qui ont aussi ces propriétés, mais elles — ce qui est essentiel ! — dévorent réellement les matériaux, et parfois même la chair.

Nous ne considérerons pas les substances qui sont caustiques uniquement pour les humains et similaires — en raison de la destruction spécifique des membranes cellulaires. Par conséquent, les iprites resteront de côté.

Nous allons examiner des composés qui, à température ambiante, sont des liquides. Donc, nous ne considérerons pas l'oxygène liquide et l'azote, ni des gaz comme le fluor, bien qu'ils puissent être considérés comme caustiques.

Comme d'habitude, le point de vue sera exclusivement subjectif, basé sur ma propre expérience. Et oui — il est tout à fait possible que je n'évoque pas certains d'entre vous — écrivez des commentaires, %username%, dans les trois jours suivant la publication, j'actualiserai l'article avec ce que j'ai oublié depuis le début !

Et oui — je n'ai ni le temps ni l'énergie pour construire un « top », donc ce sera un assortiment. Et avec toutes les exceptions — cela s'est révélé assez court.

Les bases caustiques

Et concrètement — les hydroxyde des métaux alcalins : lithium, sodium, potassium, rubidium, césium, francium, hydroxyde de thallium (I) et hydroxyde de baryum. Mais :

• Nous écartons le lithium, le césium, le rubidium et le baryum — ils sont coûteux et rares.
• Si tu croises l'hydroxyde de francium, %username%, l'agressivité te préoccupera en dernier lieu — il est terriblement radioactif.
• Il en va de même pour le thallium — il est extrêmement toxique.

Il ne reste donc que le sodium et le potassium. Mais soyons honnêtes — les propriétés de toutes les bases corrosives sont très similaires.

L'hydroxyde de sodium — comme la « soude caustique » — est connu de tous. L'hydroxyde de potassium en tant qu'additif alimentaire E525 — également. Les deux ont des propriétés similaires : fortement hygroscopiques, c'est-à-dire qu'ils attirent l'eau, et se « dissolvent » dans l'air. Ils se dissolvent bien dans l'eau, libérant beaucoup de chaleur.

Le « dissolvement » à l'air — c'est essentiellement la formation de solutions très concentrées de bases. Ainsi, si l'on met un morceau de base caustique sur du papier, de la peau ou certains métaux (comme l'aluminium), on découvre après un certain temps que le matériau a été bien rongé ! Ce qui était montré dans « Fight Club » — ressemble beaucoup à la vérité : effectivement, des mains moites — oui dans la base — ça fait mal ! Personnellement, cela m'a semblé plus douloureux que l'acide chlorhydrique (plus bas).

Cependant, si les mains sont très sèches — il est probable que l'on ne ressentira rien dans la base sèche.

Les bases caustiques décomposent très bien les graisses en glycérol et en sels d'acides gras — c'est ainsi qu'on fabrique du savon (salut, « Fight Club ! »). Cela prend un peu plus de temps, mais les protéines se décomposent tout aussi efficacement — c'est-à-dire qu'en principe, les bases dissolvent la chair, surtout les solutions fortes — oui, en chauffant. Leur inconvénient par rapport à l'acide chlorhydrique (dont je parlerai aussi plus bas) est que toutes les bases aspirent le dioxyde de carbone de l'atmosphère, ce qui diminuera progressivement leur force. De plus, les bases réagissent également avec les composants du verre — le verre devient trouble, mais pour le dissoudre complètement — il faut vraiment faire un effort.

Les hydroxyde de tétraalkylammonium sont parfois considérés comme des bases caustiques, par exemple.

L'hydroxyde de tétraméthylammonium

En réalité, ces substances combinent les propriétés des tensioactifs cationiques (c'est comme du savon ordinaire, mais cationique : ici, la particule active est une particule difffile, chargée de « + », tandis que dans le savon, elle est chargée de « - ») et une alcalinité relativement élevée. Si cela touche vos mains, vous pouvez faire mousser dans l'eau et vous laver comme avec du savon. Si vous chauffez la solution aqueuse sur vos cheveux, votre peau ou vos ongles, elle se dissout. La « causticité » par rapport aux hydroxydes de sodium et de potassium n'est pas si redoutable.

Acide sulfurique

H2SO4
C'est probablement la plus populaire dans toutes les histoires. Ce n'est pas le plus corrosif, mais assez désagréable : l'acide sulfurique concentré (qui est à 98 %) est un liquide huileux qui aime beaucoup l'eau et en retire à tous. En retirant l'eau de la cellulose et du sucre, il les carbonise. Il retirera également l'eau de vous, %username%, surtout si vous l'appliquez sur votre peau délicate du visage ou dans vos yeux (bien que cela pourrait être aventureux pour vos yeux). Certaines personnes bienveillantes mélangent l'acide sulfurique avec de l'huile pour qu'il soit plus difficile à rincer et mieux absorbé par la peau.

En fait, en retirant de l'eau, l'acide sulfurique chauffe énormément, ce qui rend la situation encore plus saisissante. Il est donc très mauvais de le rincer à l'eau. Mieux vaut le faire avec de l'huile (rincer, pas frotter — puis rincer à l'eau). Sinon, utiliser un large jet d'eau pour refroidir immédiatement.

« D'abord l'eau, ensuite l'acide — sinon, vous risquez de gros problèmes ! » — c'est ce qu'on dit à propos de l'acide sulfurique, bien que pour une raison quelconque, tout le monde pense que c'est pour n'importe quel acide.

En tant qu'oxydant, l'acide sulfurique oxyde la surface des métaux en oxydes. Comme la réaction des oxydes avec les acides nécessite de l'eau comme catalyseur — et que l'acide sulfurique ne donne pas d'eau — un effet appelé passivation se produit : un film dense, insoluble et imperméable d'oxyde de métal protège celui-ci d'une dissolution supplémentaire.

Par ce mécanisme, l'acide sulfurique concentré est envoyé vers les métaux tels que le fer et l'aluminium. Il est intéressant de noter que si l'acide est dilué — de l'eau apparaît, ce qui empêche l'envoi — les métaux se dissolvent.

Par ailleurs, l'oxyde de soufre SO3 se dissout dans l'acide sulfurique et produit de l'oléum — qui est parfois incorrectement écrit comme H2S2O7, mais ce n'est pas tout à fait correct. L'oléum a une attirance encore plus forte pour l'eau.

Sensations de la chute d'acide sulfurique sur la main : un peu de chaleur, puis une légère brûlure — j'ai rincé sous l'eau, rien de grave. Ne croyez pas aux films, mais je ne recommande pas de laisser tomber sur le visage.

Les organiciens utilisent souvent du chromate de potassium ou un « mélange chromique » — c'est du bichromate de potassium dissous dans l'acide sulfurique. En gros, c'est une solution d'acide chromique, qui est efficace pour laver la vaisselle des résidus organiques. En cas de contact avec la peau, ça brûle aussi, mais fondamentalement — de l'acide sulfurique plus du chrome hexavalent toxique. Pas de trous dans la main, sauf peut-être sur les vêtements.

L'auteur de ces lignes connaît un idiot qui a utilisé du permanganate de potassium au lieu du bichromate de potassium. Au contact de l'organique, ça a un peu explosé. Les personnes présentes ont eu une légère frayeur.

Acide chlorhydrique

HCl
Au-dessus de 38 % dans l'eau, ça n'existe pas. C'est l'un des acides les plus populaires pour la dissolution — dans ce domaine, il est plus efficace que les autres, car à un niveau technologique, il peut être très pur, et en plus de son effet d'acide, il forme des chlorures complexes qui augmentent la solubilité. À propos, c'est pour cette raison que le chlorure d'argent, qui est insoluble, est en réalité très soluble dans l'acide chlorhydrique concentré.

Lorsqu'il touche la peau, ça brûle un peu plus, subjectivement — ça démange aussi, et en plus ça pue : si vous travaillez beaucoup avec de l'acide chlorhydrique concentré dans un laboratoire mal ventilé — votre dentiste vous dira « merci » : vous lui ferez gagner de l'argent avec des plombages. À propos, le chewing-gum aide. Mais pas beaucoup. Le mieux — une bonne ventilation.

Étant donné qu'il n'est pas huileux et ne se chauffe pas beaucoup avec l'eau, il n'est corrosif que pour les métaux, et pas pour tous. D'ailleurs, l'acier dans l'acide chlorhydrique concentré se passive et lui dit « non ! ». C'est pourquoi on l'utilise pour le transport.

Acide nitrique

HNO3
Également très populaire, il est étrangement craint — et à tort. La concentration — celle jusqu'à 70 % — est la plus populaire, au-dessus, c'est « fumant », généralement inutile. Il existe aussi de l'anhydre — celle-là peut même exploser.

En tant qu'oxydant, il passivise de nombreux métaux, qui se couvrent d'un film insoluble et disent : « au revoir » — ce sont le chrome, le fer, l'aluminium, le cobalt, le nickel et d'autres.

Avec la peau, cela réagit instantanément selon le principe de la réaction xanthoprotéique — une tache jaune apparaîtra, ce qui signifie que tu, %username%, es tout de même composé de protéines ! Au bout d'un certain temps, la peau jaune se détachera, comme après une brûlure. Cela pique moins que l'acide chlorhydrique, bien qu'il ait autant d'odeur — et cette fois, il est plus toxique : les oxydes d'azote en suspension ne sont pas très bons pour l'organisme.

En chimie, on utilise ce qu'on appelle un « mélange nitrant » — le plus populaire est constitué d'acides sulfurique et nitrique. Il est utilisé dans les synthèses, notamment pour obtenir la substance joyeuse — le pyroxyline. En termes de corrosivité — c'est le même chrompick plus une belle peau jaune.

Il existe également l'« eau royale » — une partie d'acide nitrique pour trois parties d'acide chlorhydrique. Elle est utilisée pour dissoudre certains métaux, principalement les précieux. C'est sur différentes proportions et l'ajout d'eau que repose la méthode goutte à goutte pour tester les pièces en or — d'ailleurs, il est très difficile de tromper les spécialistes par cette méthode avec un faux. Pour ce qui est de la corrosivité pour la peau — c'est le même « mélange nitrant » plus une mauvaise odeur, une odeur qu'on ne peut confondre avec rien d'autre, elle est aussi plutôt toxique.

Il existe aussi la « vodka royale inversée » — quand le rapport est inversé, mais c'est une spécificité rare.

Acide phosphorique

H3PO4
En réalité, j'ai donné la formule de l'acide orthophosphorique — le plus courant. Il existe aussi l'acide métaphosphorique, les polyphosphoriques, les ultraphosphoriques — en gros, il y en a beaucoup, mais ce n'est pas important.

L'acide orthophosphorique concentré (85%) — c'est une sorte de sirop. L'acide lui-même est moyen, on l'utilise souvent dans l'industrie alimentaire, d'ailleurs — quand on te pose des plombages, on prépare la surface de la dent en la gravant avec de l'acide phosphorique.

Sa corrosivité n'est pas terrible, mais il y a un aspect désagréable : ce sirop s'absorbe bien. Donc, si ça coule sur des objets — ça s'imbibe, puis ça ronge lentement. Et si une tache ou un trou se forme à cause de l'acide nitrique et de l'acide chlorhydrique — alors un objet touché par l'acide phosphorique va se déchirer, surtout sur les chaussures, où le trou semble s'effriter jusqu'à ce qu'il devienne traversant.

Eh bien, en fait, il est difficile de la qualifier d'irritante.

Acide fluorhydrique

HF
L'acide fluorhydrique concentré — c'est environ 38%, bien qu'il puisse y avoir des exceptions étranges.

Un acide faible qui, par un amour féroce pour les ions fluorure, forme des complexes stables avec tout ce qui peut. C'est pourquoi il dissout de manière surprenante ce que d'autres, des amies plus fortes, ne peuvent pas. Il est donc souvent utilisé dans différentes mélanges pour la dissolution. Lorsqu'il entre en contact avec la main, les sensations proviennent davantage des autres composants de ces mélanges, mais il y a un petit détail.

L'acide fluorhydrique dissout le SiO2. C'est-à-dire le sable. C'est-à-dire le verre. C'est-à-dire le quartz. Et ainsi de suite. Non, si tu verses cet acide sur une fenêtre — elle ne se dissoudra pas, mais une tâche trouble restera. Pour dissoudre, il faut maintenir longtemps, et encore mieux — chauffer. Lors de la dissolution, du SiF4 se dégage, qui est si bénéfique pour la santé qu'il est préférable de le faire sous une hotte.

Un petit mais agréable détail : le silicium est présent chez toi, %username%, dans les ongles. Donc, si l'acide fluorhydrique entre en contact avec tes ongles — tu ne remarqueras rien. Mais la nuit, tu ne pourras pas dormir — ça fera TELLEMENT mal que parfois tu auras envie de te couper le doigt. Crois-moi, mon ami — je sais.

En fait, l'acide fluorhydrique est toxique, cancérigène, pénètre par la peau et bien d'autres choses — mais aujourd'hui, nous parlons de sa corrosivité, n'est-ce pas ?

Te souviens-tu, nous avions convenu dès le début qu'il n'y aurait pas de fluor ? Et il n'y en aura pas. Mais il y aura…

Les fluorures des gaz nobles

En réalité, le fluor est un gars dur, avec lui, on ne peut pas vraiment jouer, et c'est pourquoi certains gaz nobles forment avec lui des fluorures. On connaît des fluorures stables tels que KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Tout cela sont des cristaux qui se décomposent à l'air à différentes vitesses et volontés sous l'humidité en acide fluorhydrique. La corrosivité est en conséquence.

Acide iodhydrique

HI
C'est l'acide binaire le plus fort (en termes de dissociation dans l'eau). Un puissant réducteur, utilisé par les chimistes organiques. À l'air, il s'oxyde et devient brun, ce qui tache au contact. Les sensations au contact sont similaires à celles de l'acide chlorhydrique. Voilà.

Acide chloré

HClO4
C'est l'un des acides les plus puissants (en termes de dissociation dans l'eau) en général (les superacides rivalisent, mais nous y reviendrons) — la fonction d'acidité de Hammett (expression numérique de la capacité d'un milieu à être donneur de protons par rapport à une base arbitraire, plus elle est faible, plus l'acide est fort) est de -13. L'acide anhydre est un puissant oxydant, il aime exploser et est généralement instable. L'acide concentré (70%-72%) est un oxydant tout aussi redoutable, souvent utilisé dans la décomposition d'objets biologiques. La décomposition est intéressante et captivante car elle peut exploser pendant le processus : il faut surveiller pour qu'il n'y ait pas de particules de charbon, pour ne pas trop faire bouillonner, etc. De plus, l'acide chlorhydrique est assez impur — il ne peut pas être purifié par sous-distillation, cette chose explose ! C'est pourquoi il n'est pas utilisé souvent.

En cas de contact avec la peau, il provoque des brûlures, des sensations similaires à l'acide chlorhydrique. Ça sent mauvais. Quand vous voyez dans les films quelqu'un jeter un cadavre dans un récipient d'acide chlorhydrique — et qu'il se dissout, oui, c'est possible — mais cela prend du temps ou nécessite de la chaleur. Si vous chauffez — cela peut exploser (voir ci-dessus). Donc, soyez critique envers le cinéma (je crois avoir vu cela dans « Cloverfield 10 »).

D'ailleurs, la corrosivité de l'oxyde de chlore (VII) Cl2O7 et de l'oxyde de chlore (VI) Cl2O6 résulte de leur réaction avec l'eau pour former l'acide chlorhydrique.

Et maintenant, imaginons que nous voulons combiner une forte acidité — et la corrosivité du fluor : prenons la molécule d'acide chlorhydrique ou sulfurique — et remplaçons toutes les groupes hydroxyles par des atomes de fluor ! Cela produira une composition redoutable : elle interagira avec l'eau et des composés similaires — et à l'endroit de la réaction, une acide fort et de l'acide fluorhydrique seront formés. Qu'en pensez-vous ?

Les fluorures de soufre, de brome et d'iode.

Rappelez-vous que nous avons convenu de ne traiter que des liquides ? Pour cette raison, notre article n'inclut pas le trifluorure de chlore ClF3, qui bout à +12 °C, bien que toutes les légendes sur le fait qu'il est extrêmement toxique, qu'il enflamme le verre, qu'il faut un masque à gaz et que, en cas de déversement de 900 kilogrammes, il attaque 30 cm de béton et un mètre de gravier — tout cela est vrai. Mais nous avions convenu — des liquides.

Cependant, il existe un liquide jaune — le pentafluorure d'iode IF5, un liquide incolore — le trifluorure de brome BrF3, de couleur jaune pâle — le pentafluorure de brome BrF5, qui ne sont pas moins redoutables. BrF5, par exemple, dissout également le verre, les métaux et le béton.

De même, parmi tous les fluorures de soufre, seul le décafluorure de disoufre (parfois appelé également pentafluorure de soufre) est un liquide incolore avec la formule S2F10.Mais ce composé est assez stable à température ambiante, ne se décompose pas dans l'eau — il n'est donc pas particulièrement corrosif. En revanche, il est quatre fois plus toxique que le phosgène, avec un mécanisme d'action similaire.

D'ailleurs, on dit que le pentafluorure d'iode était un « gaz spécial » utilisé pour remplir l'atmosphère dans la navette de secours dans les dernières scènes du film « Alien » de 1979. Eh bien, je ne m'en souviens pas, honnêtement.

Superacides

Le terme « superacide » a été introduit par James Conant en 1927 pour classer les acides plus forts que les acides minéraux ordinaires. Dans certaines sources, l'acide chlorhydrique est considéré comme un superacide, bien que ce ne soit pas le cas — c'est un acide minéral ordinaire.

Une série de superacides sont des minéraux auxquels un halogène a été ajouté : l'halogène attire les électrons, tous les atomes s'énervent énormément, et c'est toujours à l'hydrogène d'en assumer les conséquences : il se sépare sous forme de H+ — et voilà : l'acide est devenu plus fort.

Des exemples incluent l'acide fluorosulfurique et l'acide chlorosulfurique.


Pour l'acide fluorosulfurique, la fonction de Hammett est -15,1, et grâce au fluor, cet acide dissout progressivement le flacon dans lequel il est conservé.

Ensuite, quelqu'un de malin a pensé : pourquoi ne pas prendre un acide de Lewis (une substance capable d'accepter une paire d'électrons d'une autre substance) et le mélanger avec un acide de Brønsted (une substance capable de donner un proton) ! On a mélangé le pentafluorure d'antimoine avec de l'acide fluorhydrique — on a obtenu l'acide hexafluorantimonié HSbF6.Dans ce système, l'acide fluorhydrique libère un proton (H+), et la base conjuguée (F−) est isolée par une liaison de coordination avec le pentafluorure d'antimoine. Cela forme un grand anion octaédrique (SbF6−), qui est un nucléophile très faible et une très faible base. Une fois « libre », le proton confère à la système une superacidité — fonction de Hammett de -28 !

Puis d'autres sont venus et ont dit : pourquoi avoir pris un acide de Brønsted faible ? Ils ont donc inventé ce qui suit.

Acide tétrafluorméthanesulfonique
— est déjà un superacide en soi (fonction de Hammett — 14,1). Ainsi, on y a de nouveau ajouté du pentafluorure d'antimoine — on a obtenu une diminution à -16,8 ! Le même truc avec l'acide fluorosulfurique a donné une diminution à -23.

Et puis un groupe de scientifiques du département de chimie d'une université californienne, sous la direction du professeur Christopher Reed, a collaboré avec des collègues de l'Institut de catalyse de l'Académie des sciences de Russie (Novossibirsk) et a inventé l'acide carborane H(CHB11Cl11). Ils l'ont appelé « carborane » pour les gens ordinaires, mais si vous voulez vous sentir comme un scientifique, prononcez « 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undécachloro-1-carba-closo-dodécaborane(12) » trois fois rapidement.

Voici à quoi ressemble cette beauté.

C'est une poudre sèche qui est soluble dans l'eau. C'est actuellement l'acide le plus fort. L'acide carborane est environ un million de fois plus fort que l'acide sulfurique concentré. Dans les échelles habituelles, il est impossible de mesurer la force de cet acide, car il protonne toutes les bases faibles connues et tous les solvants dans lesquels il se dissout, y compris l'eau, le benzène, le fullerène-60, et le dioxyde de soufre.

Plus tard, Christopher Reed a déclaré dans une interview pour le service d'actualités Nature : « L'idée de synthétiser l'acide carborane est née de fantaisies sur des molécules qui n'avaient jamais été créées auparavant. » Avec ses collègues, il souhaite utiliser l'acide carborane pour oxyder les atomes de gaz inerte xénon — simplement parce que personne ne l'a jamais fait auparavant. C'est original, pour le dire ainsi.

Eh bien, puisque les superacides sont des acides ordinaires, ils agissent aussi de manière ordinaire, juste un peu plus forte. Il est évident que cela brûlera la peau, mais cela ne signifie pas qu'ils doivent dissoudre. L'acide fluorosulfonique est un cas particulier, mais cela est dû à l fluor, tout comme l'acide fluorhydrique.

Acides trifluoroacétiques.

À savoir — acide trifluoroacétique et acide trichloroacétique.



Ils sont séduisants et agréables avec la combinaison de propriétés d'un solvant organique polaire et d'un acide assez fort. Ils sentent — cela ressemble au vinaigre.

La plus adorable est l'acide trifluoroacétique : une solution à 20% détruit les métaux, le liège, le caoutchouc, le bakélite, et le polyéthylène. Sur la peau, cela brûle et provoque des ulcères secs, atteignant la couche musculaire.

L'acide trichloroacétique est en cela — un petit frère, mais tout de même imposant. D'ailleurs, une ovation pour le sexe faible : à la recherche de la beauté, certains optent pour ce qu'on appelle la procédure de peeling TCA (TCA signifie TetraChloroAcetate) — lorsque cet acide trichloroacétique dissout la couche supérieure rugueuse de la peau.

Cependant, si le cosmétologue s'égare en parlant au téléphone, un échec est possible.

Eh bien, c'est à peu près ça, si l'on parle de la consistance et de l'agressivité. Y aura-t-il d'autres ajouts ?

Source : habr.com