O žestokom i ne baš

– Ovi idioti su stavili porculanski kontejner s "želatinom" u posebnu kameru, maksimalno izoliranu… Mislim, oni su mislili da je kamera maksimalno izolirana, ali kada su otvorili kontejner manipulacijama, "želatina" je prošla kroz metal i plastiku kao voda kroz spužvu, izletjela van, i sve čega se dotaknuo pretvaralo se ponovo u "želatinu". Poginulo je trideset pet ljudi, više od stotinu je ranjeno, a cijela zgrada laboratorija je potpuno uništena. Jeste li ikad bili tamo? Prekrasna građevina! A sada je "želatina" odjedrila u podrume i donje katove… Evo vam preludij za kontakt.

— A. Strugacki, B. Strugacki "Piknik na rubu ceste"

Pozdrav, %%username%!

Zašto još uvijek nešto pišem — krivite ovog čovjeka. On je podstaknuo ideju.

Jednostavno, malo razmišljajući, odlučio sam da će kratak izlet u svet žestokih supstanci biti relativno brz. Možda će nekome biti zanimljivo. A nekome — i korisno.

Idemo.

Odmah ćemo se dogovoriti oko pojmova.

Žestok — 1. Hemijski korozivan. 2. Oštar, izaziva iritaciju, bol. 3. Ciničan, oštar.

Ožegov S.I. Rečnik ruskog jezika. — M.: Rus.jaz., 1990. — 921 str.

Dakle, odmah odbacujemo posljednja dva značenja reči. Također odbacujemo "žestoke" lakrimatore — koji nisu toliko žestoki, koliko izazivaju suzenje, i sternite — koji uzrokuju kašalj. Da, u nastavku će biti supstanci koje imaju te osobine, ali one su — što je najvažnije! — zaista korozivne za materijale, a ponekad i za meso.

Nećemo razmatrati supstance koje su žestoke samo za čovjeka i slične — zbog specifičnog uništavanja membrana ćelija. Tako da će ipriti ostati po strani.

Razmotrićemo jedinjenja koja su pri sobnim uslovima — tečnosti. Zato nećemo razmatrati tečnost kao što su tečni kiseonik i azot, kao i plinove tipa fluora, iako se mogu smatrati žestokim.

Kao i obično, pogled će biti isključivo subjektivan, zasnovan na vlastitom iskustvu. I da — sasvim je moguće da nekoga i ne spomenem — pišite komentare, %username%, u roku od tri dana od publikacije, dopuniću članak onim što sam zaboravio od samog početka!

I da — nemam vremena i snage za stvaranje 'top liste', stoga će ovo biti mješavina. A sa svim izuzecima — ispostavilo se da je prilično kratka.

Kaustične baze

A posebno — hidroksidi alkalnih metala: litija, natrija, kalija, rubidija, cezija, francija, hidroksid tala (I) i hidroksid barija. No:

• Litij, cezij, rubidij i barij otpadaju — skupi su i rijetko se nalaze.
• Ako ti, %username%, naiđeš na hidroksid francija, neće te brinuti njegova kaustičnost — on je strašno radioaktivan.
• Isto važi i za talij — otrovan je do bola.

Stoga ostaju natrij i kalij. No, budimo iskreni — svojstva svih kaustičnih baza su vrlo slična.

Hidroksid natrija — poznata 'kaustična soda' — svima je poznata. Hidroksid kalija kao aditiv hrane E525 — također. Po svojstvima su slični: izrazito su higroskopni, tj. upijaju vodu, na zraku 'se tope'. Dobro se otapaju u vodi, pri čemu se oslobađa velika količina topline.

'Topenje' na zraku — u suštini formiranje vrlo koncentriranih otopina baza. Stoga, ako staviš komadić kaustične baze na papir, kožu, neke metale (poput aluminija) — nakon nekog vremena otkrivaš da je materijal dobro 'pojeo'! Ono što su prikazali u 'Borilačkom klubu' — vrlo je slično istini: stvarno, znojne ruke — da u bazu — bit će bolno! Osobno mi se činilo bolnije nego od solne kiseline (o njoj dolje).

Međutim, ako su ruke jako suhe — vjerojatno nećeš osjetiti ništa u suhoj bazi.

Kaustične baze odlično raspadaju masti na glicerol i soli masnih kiselina — tako se priprema sapun (pozdrav, 'Borilački klub!'). Malo duže, ali jednako učinkovito razgrađuju proteine — tj. u osnovi baze razgrađuju meso, posebno jaki раствори — da pri zagrijavanju. Nedostatak u usporedbi s istom klorovodičnom kiselinom (o njoj također dolje) je to što sve baze upijaju ugljikov dioksid iz atmosfere, pa će njihova učinkovitost postupno opadati. Osim toga, baze reaguju i s komponentama stakla — staklo postaje mutno, iako da bi potpuno otopile staklo — tu, naravno, treba napora.

Kaustičnim bazama ponekad se također smatraju i hidroksidi tetrasalkilamonija, na primjer.

Hidroksid tetrametilamonija

U stvari, ove tvari su spojile svojstva kationskih površinski aktivnih tvari (to je kao obični sapun — samo kationski: ovdje je aktivna čestica polarizirana — sa „+” nabojem, dok u sapunu je sa „-” nabojem) i relativno visoku bazu. Ako dođe na ruke — možete ga pjeniti u vodi i prati se, kao sapun, ako se u vodenoj otopini zagriju kosa, koža ili nokti — raspadat će se. „Kiselost” naspram natrijevih i kalijevih hidroksida — nije tako strašna.

Sumporna kiselina

H2SO4
Vjerojatno najpopularnija u svim pričama. Nije najjača, ali dovoljno neugodna: koncentrirana sumporna kiselina (koja je 98%) — uljasta tekućina koja jako voli vodu, pa je svima oduzima. Oduzimajući vodu od celuloze i šećera, izgaraju ih. Na isti način će s veseljem oduzeti vodu i tebi, %username%, posebno ako je preliješ na nježnu kožu lica ili u oči (pa u oči će ovdje biti avantura). Osobito ljubazni ljudi miješaju sumpornu kiselinu s uljem kako bi teže isprala i bolje se upila u kožu.

Usput, oduzimajući vodu, sumporna kiselina se jako zagrijava, što dodatno čini sliku sočnijom. Zato je ispiranje vodom — vrlo loša ideja. Bolje — uljem (isprati, a ne utrljati — a onda već isprati vodom). Ili s velikim tokom vode, da odmah i hladi.

„Prvo voda, a onda kiselina — inače će se dogoditi velika nevolja!” — to je upravo o sumpornoj kiselini, iako svi nekako misle da se radi o bilo kojoj kiselini.

Kao oksidans, sumporna kiselina oksidira površinu metala do oksida. A budući da interakcija oksida s kiselinama prolazi uz sudjelovanje vode kao katalizatora — a sumporna kiselina ne daje vodu — javlja se efekt koji se naziva pasivacija: gusta, nerastvorljiva i nepropusna film oksida metala štiti ga od daljnjeg otapanja.

Prema tom mehanizmu, koncentrirana sumporna kiselina se šalje daleko u željezo, aluminij. Zanimljivo je da, ako se kiselina razrijedi — pojavljuje se voda, i slanje ne uspijeva — metali se otope.

Usput, oksid sumpora SO3 otapa se u sumpornoj kiselini i dobiva se oleum — koji se ponekad netočno piše kao H2S2O7, ali to nije sasvim točno. Oleum ima još veću privlačnost za vodu.

Osjećaji kada sumporna kiselina dođe na ruku: malo se zagrije, a zatim malo peče — isprala sam pod vodom, nije ništa strašno. Ne vjerujte filmovima, ali ne savjetujem da kapljete na lice.

Organi često koriste krompik ili 'kromsku smjesu' — to je kalijev bikromat otopljen u sumpornoj kiselini. U suštini, to je otopina kromove kiseline, dobra je za pranje posuđa od ostataka organske tvari. Kada dođe na ruku, također peče, ali zapravo — sumporna kiselina plus toksični šesti valentni krom. Rupe na ruci nećete dobiti, osim možda na odjeći.

Autor ovih redaka poznaje idiota koji je umjesto kalijevog bikromata koristio kalijev permanganat. Kada dođe u kontakt s organskom tvari, malo je eksplodiralo. Prisutan je imao laganu frku.

Kisela sol

HCl
Iznad 38% u vodi ne postoji. Jedna od najpopularnijih kiselina za otapanje — u tome je bolja od ostalih, jer tehnološki može biti vrlo čista, a osim toga, kao kiselina, također stvara kompleksne kloride koji povećavaju topljivost. Usput, upravo iz tog razloga, netopljivi srebrni klorid je vrlo topiv u koncentriranoj (vode) kiselini.

Ona pri dodiru s kožom malo jače peče, subjekivno — još i svrbi, a osim toga smrdljivo je: ako u laboratoriju s lošom ventilacijom puno radite s koncentriranom kiselinom — vaš stomatolog će vam reći 'hvala': obogatit ćete ga plombama. Usput, žvakaća pomaže. Ali ne previše. Bolje je — ventilacija.

Budući da nije uljasta i s vodom se ne zagrijava previše, kiselina djeluje samo na metale, i to ne na sve. Usput, čelik u koncentriranoj kiseloj sol pasivira se i kaže joj 'ne-da!'. Zato se i koristi pri transportu.

Dušična kiselina

HNO3
Također jako popularna, iz nekog razloga je također svi se boje — a uzalud. Koncentrirana — to je do 70% — ona je najpopularnija, iznad toga je 'dimljiva', najčešće nikome ne treba. Ima još i anhidridnu — pa se ona još i eksplodira.

Budući da je oksidans, pasivira mnoge metale koji se prekrivaju netopljivim filmom i govore: 'doviđenja' — to su krom, željezo, aluminij, kobalt, nikl i drugi.

Koža trenutno reagira po principu ksantoproteinske reakcije — bit će žuta mrlja, što znači da si, %username%, ipak sačinjena od proteina! Nakon nekog vremena žuta koža će se ljuštiti, kao kod opekline. Prilikom toga peckanje je manje nego kod klorovodične, iako smrdi jednako loše — a ovaj put je toksičnije: leteći oksidi dušika nisu dobri za organizam.

U kemiji se koristi takozvana «nitrirajuća mješavina» — najpopularnija se sastoji od sumporne i dušične kiseline. Koristi se u sintezama, posebno u proizvodnji veselih tvari — piroksilina. Po korozivnosti — to je isti krompik plus lijepa žuta koža.

Također postoji «carska voda» — to je dio dušične kiseline u tri dijela klorovodične. Koristi se za otapanje nekih metala, uglavnom plemenitih. Na različitim omjerima i dodatku vode temelji se kapljasti metod za provjeru uzorkâ zlatnih proizvoda — usput, stručnjacima za ovu metodu je jako teško prevariti sa lažnim. Po korozivnosti za kožu — ista «nitrirajuća mješavina» plus miriše odlično, miris se ne može pomiješati ni s čim, također je prilično toksičan.

Postoji i «obratna carska voda» — kada je omjer obrnuto, ali to je rijetka specijalnost.

Fosforna kiselina

H3PO4
U stvari, naveo sam formulu ortofosforne kiseline — najrasprostranjenije. A postoji još metfosforna, polifosforne, ultrafosforne — u svakom slučaju, dosta ih ima, ali nije važno.

Koncentrirana ortofosforna kiselina (85%) — to je jedan sirup. Kiselina sama po sebi je srednja, često se koristi u prehrambenoj industriji, usput — kada ti stavljaju plombe, površina zuba se prethodno tretira fosfornom kiselinom.

Korozivnost joj je osrednja, ali postoji neugodna nijansa: ovaj sirup dobro upija. Stoga, ako kapne na stvari — upit će, a zatim će polako razjedati. I ako od dušične i klorovodične kiseline ostane mrlja ili rupa — onda će od fosforne stvar početi propadati, osobito to lijepo izgleda na obući, kada rupa počne napuknuti, dok ne postane provrt.

Općenito, teško ju je nazvati jako korozivnom.

Fluorovodonična kiselina

HF
Koncentrirana fluorovodonična kiselina — to je otprilike 38%, iako ima i neobičnih iznimaka.

Slaba kiselina koja ljutito privlači fluoridneione da stvara stabilne komplekse sa svime s čim može. Zbog toga iznenađujuće otapa ono što druge, jače prijateljice ne mogu, i zbog toga se vrlo često koristi u raznim smjesama za otapanje. Kada dospije na ruku, osjećaji će biti više od drugih komponenti tih smjesa, ali postoji nijansa.

Fluorovodična kiselina otapa SiO2. Dakle, pijesak. Dakle, staklo. Dakle, kvarc. I tako dalje. Ne, ako malo prospete na prozor ovom kiselinom - on se neće otopiti, ali će ostati mutna mrlja. Da bi se otopilo - treba dugo zadržavati, a još bolje - zagrijati. Pri otapanju oslobađa se SiF4, koji je tako koristan za zdravlje da je bolje to raditi ispod napa.

Mali, ali fini detalj: silicij se nalazi kod tebe, %username%, u noktima. Dakle, ako fluorovodična kiselina dospije ispod noktiju - ništa nećeš primijetiti. Ali noću nećes moći spavati - boljet će TOLIKO da ponekad dobijete želju da odrješite prst. Vjeruj, prijatelju - znam.

I uopće, fluorovodična kiselina je toksična, kancerogena, upija se kroz kožu i još mnogo toga - ali danas pričamo o kaustičnosti, zar ne?

Sjećaš se, dogovorili smo se na početku da fluor neće biti? Njega neće biti. Ali bit će...

Fluoridi inertnih plinova

U stvari, fluor je ozbiljan frajer, s njim se ne možeš puno petljati, pa neki inertni plinovi s njim formiraju fluoride. Poznati su stabilni fluoridi: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Sve su to kristali koji se u zraku različitom brzinom i spremnošću razlažu vlagom do fluorovodične kiseline. Kaustičnost je prikladna.

Jodovodična kiselina

HI
Najjača (po stepenu disocijacije u vodi) binarna kiselina. Jak reducent, kojeg koriste organski kemičari. Na zraku se oksidira i postaje smeđa, čime zaprlja pri kontaktu. Osjećaji pri kontaktu su slični onima od klorovodične. To je to.

Klorna kiselina

HClO4
Jedna od najjačih (po stepenu disocijacije u vodi) kiselina uopće (s njom konkurišu superkiselina — o njima kasnije) — funkcija kiselosti Gammeta (numerički izraz sposobnosti medija da bude donor protona u odnosu na proizvoljnu bazu, što je manji broj — to je kiselina jača) iznosi -13. Anhidrid — jak oksidans, voli eksplodirati i generalno je nestabilan. Koncentrirana (70%-72%) — oksidans nije ništa slabiji, često se koristi u razlaganju bioloških objekata. Razlaganje je zanimljivo i uzbudljivo zbog mogućnosti eksplozije tokom procesa: treba paziti da nema čestica uglja, da ne prolazi previše burno itd. Hlorna kiselina je prilično prljava — nije je moguće očistiti subdestilacijom, eksplodira nečista stvar! Zbog toga se ne koristi često.

Kada dođe u kontakt s kožom pecka, osjet je sličan onom od solne kiseline. Ima jak miris. Kada vidite u filmovima da je neko bacio leš u posudu s hlornih kiselinom — i da se rastvorio, da, to je moguće — ali dugo ili uz grejanje. Ako se greje — može eksplodirati (vidi gore). Tako da budite kritični prema kinematografiji (čini mi se da sam to video u "Kloverfildu, 10").

Usput, kaustičnost oksida hlora (VII) Cl2O7 i oksida hlora (VI) Cl2O6 je rezultat toga što ti oksidi s vodom stvaraju hlorovu kiselinu.

A sada zamislimo da smo odlučili u jednom spoju spojiti jaku kiselost — i kaustičnost fluora: uzmimo molekulu hlorne ili sumporne kiseline — i zamjenimo sve hidroksilne grupe na fluor! Načina će biti veoma loša: ona će reagirati s vodom i sličnim spojevima — i na mestu reakcije odmah će se formirati jaka kiselina i fluorovodična kiselina. A?

Fluoridi sumpora, brom i jod

Sjećate se, dogovorili smo se da razmatramo samo tekućine? Iz tog razloga nije ušao u naš članak trifluorid hlora ClF3, koji ključa na +12 °C, iako su sve strašne priče o tome da je iznimno toksičan, zapaljuje staklo, plin maska i prilikom prolijevanja 900 kilograma — proždiru 30 cm betona i metar šljunka — sve to je istina. Ali mi se dogovorili — tekućine.

Međutim, postoji žuta tečnost — pentafluorid joda IF5, bezbojna tečnost — trifluorid broma BrF3, svijetložuta — pentafluorid broma BrF5, koji nisu loši. BrF5, na primjer, također rastvara staklo, metale i beton.

Slično tome — među svim fluoridima sumpora, samo je tekući dekafluorid disulfura (ponekad ga nazivaju i pentafluoridom sumpora) — bezbojna tekućina s formulom S2F10. Međutim, ova tvar je dovoljno stabilna na uobičajenim temperaturama, ne razlaže se u vodi — pa stoga nije ni osobito korozivna. Naravno, to je četiri puta toksičnije od fosgena s sličnim mehanizmom djelovanja.

Usput, kaže se da je pentafluorid joda bio 'posebni plin' za ispunjavanje atmosfere u spasilačkom šatlu u završnim kadrovima filma 'Alien' iz 1979. godine. Pa ne sjećam se, iskreno.

Superkisele

Termin 'superkiselina' uveo je James Conant 1927. godine za klasifikaciju kiselina koje su jače od običnih mineralnih kiselina. U nekim izvorima klorovodična kiselina smatra se superkiselinom, iako to nije slučaj — ona je obična mineralna kiselina.

Niz superkiselina su mineralne koje su proširene halogenom: halogen privlači elektrone, svi atomi su vrlo uzrujani, a sve to kao obično ide vodiku: on se odvajanja u obliku H+ — bum: i kiselina je postala jača.

Primjeri — fluorsulfurna i klorosulfurna kiselina


Kod fluorsulfurne kiseline Gammetova funkcija iznosi -15,1, usput, zahvaljujući fluoru, ova kiselina postupno otapa epruvetu u kojoj se čuva.

Onda je netko od pametnih pomislio: a da uzmemo Lewisovu kiselinu (tvar koja može prihvatiti par elektrona druge tvari) i pomiješamo s Brønstedovom kiselinom (tvar koja može dati proton)! Pomiješali smo pentafluorid antimonija s fluorovodičnom kiselinom — dobili smo heksafluorantimonijsku kiselinu HSbF6. U ovom sustavu fluorovodična kiselina oslobađa proton (H+), a povezano bazno tvar (F−) izolira se koordinacijskom vezom s pentafluoridom antimonija. Tako se formira veliki oktaeedarski anion (SbF6−), koji je vrlo slabi nukleofil i vrlo slaba baza. Postajući 'slobodan', proton uvjetuje superkiselost sustava — Gammetova funkcija -28!

A onda su došli drugi i rekli, zašto smo uzeli slabu Brønstedovu kiselinu — i smislili su ovo.

Tetrafluormetan sulfonna kiselina
— sama po sebi već superkiselina (Gammetova funkcija — 14,1). Tako, dodali smo opet pentafluorid antimonija — smanjenje na -16,8! Isti trik s fluorsulfurima kiselinama dao je smanjenje na -23.

A tada grupa znanstvenika s kemijskog odjela američkog sveučilišta u Kaliforniji, pod vodstvom profesora Christophera Reida, susrela se s kolegama iz Instituta za katalizu SO RAN (Novosibirsk) i smislila karboransku kiselinu H(CHB11Cl11). Pa su je nazvali "karboranska" za obične ljude, a ako želiš osjetiti se kao znanstvenik — izgovori "2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undekahlor-1-karba-kloso-dodekaboran(12)" tri puta brzo.

Ovako izgleda ova ljepotica

To je suhi prah koji je topljiv u vodi. To je trenutno Najsnažnija Kiselina. Karboranska kiselina je približno milijun puta jača od koncentrirane sumporne kiseline. Uobičajenim ljestvicama ne može se mjeriti snaga kiseline, jer kiselina protonira sve poznate slabe baze i sve otapala u kojima se otapa, uključujući vodu, benzen, fuleren-60, dioksid sumpora.

Kasnije je Christopher Reid u intervjuu za novinsku službu Nature rekao: "Ideja o sintezi karboranske kiseline rođena je iz fantazija o molekulama koje nikada prije nisu stvorene." Zajedno s kolegama želi koristiti karboransku kiselinu za oksidaciju atoma inertnog plina ksenona — jednostavno zato što to nitko prije nije radio. Originalno, šta reći.

Pa, budući da su super kiseline obično kiseline, tako i djeluju općenito, samo malo jače. Jasno je da će koža gori, ali to ne znači da će otapati. Fluorsulfonska je poseban slučaj, ali to je sve zahvaljujući fluoridu, kao i u fluoridu.

Trijalogenacetne kiseline

A konkretno — trifluoroacetna i triholoacetna kiselina



Simpatčne su i ugodne kombinacijom svojstava organskog polarnega otapala i dovoljno jake kiseline. Smrde — slično octu.

Najslatkija je trifluoroacetna kiselina: 20%-tni otopina uništava metale, pluto, gumu, bakelit, polietilen. Na koži peče i stvara suhe čireve, koji dosežu do mišićnog sloja.

Triholoacetna je u tom pogledu - mlađi brat, ali također ništa. Usput, ovacije slabijem spolu: u potrazi za ljepotom, neki se podvrgavaju takozvanom TCA-ljuštenju (TCA je TetraChloroAcetate) — kada tom tvarju tetras kloracetne kiseline otapaju gornji otvrdnuti sloj kože.

Istina, ako se kozmetičarka započne razgovor telefonom, mogao bi nastati problem

Evo otprilike tako, kada govorimo o tečnosti i jestivosti. Hoće li biti još dopuna?

Izvor: habr.com