Il tema di questo appunto era in discussione da tempo. E sebbene su richiesta dei lettori del canale , volevo semplicemente scrivere sulla sicura manipolazione dell'acqua ossigenata, ma alla fine, per motivi a me incomprensibili (ecco, sì!), si è trasformato in un nuovo lungo articolo. Una miscela di popsci, carburante razzo, 'disinfezione da coronavirus' e titolazione permanganatometrica. Come formulare correttamente conservare l'acqua ossigenata, quali misure di protezione utilizzare durante il lavoro e come comportarsi in caso di avvelenamento — cerchiamo tra le righe.
p.s. il coleottero nell'immagine si chiama effettivamente “bombardiere”. E anche lui si è un po' perso tra i prodotti chimici 🙂
dedicato ai 'bambini del perossido'…
Il nostro amato perossido di idrogeno, oh quanto lo amiamo. Penso a questo ogni volta che incontro una domanda del tipo «la bottiglia di acqua ossigenata è esplosa. cosa fare?» Incontro, tra l'altro, abbastanza spesso 🙂
Non sorprende che nell'area post-sovietica l'acqua ossigenata (soluzione al 3%) sia uno dei disinfettanti “popolari” preferiti. Si può versare su una ferita, disinfettare l'acqua e persino distruggere il coronavirus (recentemente). Ma nonostante la sua apparente semplicità e disponibilità, questo reagente presenta un carattere piuttosto ambiguo, di cui parlerò più avanti.
Passando ai «vertici» biologici…
Ora va di moda tutto ciò che ha il prefisso eco-: prodotti ecologici, shampoo ecologici, oggetti ecologici. Come ho capito, la gente vuole usare questi aggettivi per distinguere le cose biogeniche (cioè quelle che si trovano originalmente negli organismi viventi) da quelle puramente sintetiche (la «chimica dura»). Quindi, iniziamo con una breve introduzione, che spero sottolinei l'ecologicità dell'acqua ossigenata e conferisca fiducia nelle masse popolari 🙂
Quindi, che cos'è l'acqua ossigenata. È il più semplice composto perossidico, che contiene subito due atomi di ossigeno (sono uniti da un legame -O-O-). Dove esiste un tale tipo di legame, lì ci sono anche instabilità, ossigeno atomico, forti proprietà ossidanti e tutto il resto. Ma nonostante la severità dell'ossigeno atomico, il perossido di idrogeno è presente in molti organismi viventi, incluso l'uomo. Si forma in quantità microscopiche durante processi biochimici complessi e ossida proteine, lipidi di membrana e persino DNA (a causa dei radicali perossidici che si generano). Il nostro organismo ha evoluto strategie per combattere efficacemente il perossido. Lo fa attraverso l'enzima superossido dismutasi, che scompone i composti perossidi in ossigeno e perossido di idrogeno, insieme ad un altro enzima. , che trasforma rapidamente il perossido in ossigeno e acqua.
Gli enzimi sono magnifici in modelli tridimensionali.
Nascosto sotto spoiler. Mi piace guardarli, ma magari a qualcuno non piace...
A proposito, è grazie all'azione della catalasi, presente nei tessuti del nostro corpo, che il sangue “bolle” quando si trattano le ferite (un appunto separato sulle ferite sarà fatto più avanti).
Abbiamo all’interno di noi dell’acqua ossigenata e una importante "funzione protettiva". Molti organismi viventi possiedono un’interessante organella (una struttura necessaria per il funzionamento delle cellule viventi) chiamata . Queste strutture sono delle vescicole lipidiche all'interno delle quali si trova un nucleo di tipo cristallino, composto da tubi biologici "". All'interno del nucleo avvengono vari processi biochimici, grazie ai quali si forma… acqua ossigenata a partire dall’ossigeno presente nell’aria e da complessi composti organici di natura lipidica.
Ma ciò che è più interessante è l’utilizzo finale di questa acqua ossigenata. Per esempio, nelle cellule del fegato e dei reni, la H2O2 prodotta viene utilizzata per distruggere e neutralizzare le tossine che entrano nel sangue. L’acetaldeide, che si forma durante il metabolismo delle bevande alcoliche () — è anch’essa opera dei nostri piccoli instancabili lavoratori, i perossisomi, e della "madre" acqua ossigenata.
Affinché tutto non sembri così roseo con i perossidi, improvvisamente ricordo il meccanismo d'azione delle radiazioni sui tessuti viventi. Le molecole dei tessuti biologici assorbono l'energia delle radiazioni e si ionizzano, cioè passano a uno stato che favorisce la formazione di nuove sostanze (spesso del tutto inutili nell'ambito dell'organismo). La sostanza che più comunemente e facilmente subisce ionizzazione è l'acqua, avviene la sua . In presenza di ossigeno, sotto l'influenza di radiazioni ionizzanti, si formano vari radicali liberi (OH- e simili) e sostanze perossidiche (in particolare H2O2).
I perossidi formatisi interagiscono attivamente con i composti chimici dell'organismo. Tuttavia, se consideriamo come esempio l'anione perossidico che talvolta si forma nel processo di radiolisi (O2-), è importante notare che questo ione si forma anche in condizioni normali, in un organismo completamente sano, senza radicali liberi e del nostro sistema immunitario non potrebbero distruggere le infezioni batteriche. Cioè, senza questi non è affatto possibile — essi accompagnano le reazioni biogene di ossidazione. Il problema sorge quando ce ne sono troppi.
È proprio per combattere l'eccesso di composti perossidici che sono stati inventati dall'uomo elementi come gli antiossidanti. Questi inibiscono i processi di ossidazione della complessa materia organica, formando radicali liberi e perossidi, riducendo così il livello .
Lo stress ossidativo è un processo di danneggiamento cellulare causato dall'ossidazione (cioè, ci sono troppi radicali liberi nell'organismo)
Sebbene in sostanza questi composti non introducano nulla di nuovo rispetto a ciò che già possediamo, cioè i 'antiossidanti interni' — superossido dismutasi e catalasi. Inoltre, se utilizzati in modo errato, gli antiossidanti sintetici non solo non aiutano, ma possono anche aggravare ulteriormente lo stress ossidativo.
Nota su 'perossido e ferite'. Nonostante il fatto che il perossido di idrogeno sia un frequentatore abituale delle cassettiere domestiche (e industriali), ci sono dati che suggeriscono che l'uso dell'H2O2 ostacola la guarigione delle ferite e provoca la formazione di cicatrici, poiché il perossido . Solo concentrazioni molto basse (soluzione all'0,03%, il che significa che bisogna diluire il 3% in 100 volte) danno effetto positivo, e solo se applicate una volta. A proposito, la soluzione allo 0,5% “pronta per il coronavirus” . Dunque, come si suol dire, fidati, ma verifica.
Perossido di idrogeno nella vita quotidiana e «contro il coronavirus»
Se il perossido di idrogeno riesce a trasformare persino l'etanolo nel fegato in acetaldeide, sarebbe strano non usare queste sue straordinarie proprietà ossidanti nella vita quotidiana. Vengono utilizzate in queste proporzioni:
La metà del perossido di idrogeno prodotto dall'industria chimica va per la sbiancatura della cellulosa e di vari tipi di carta. La seconda posizione (20%) per richiesta è occupata dalla produzione di vari sbiancanti sulla base di perossidi inorganici (percarbonato di sodio, perborato di sodio ecc. ecc.). Questi perossidi (spesso in combinazione con per abbassare la temperatura di sbiancamento, poiché i perossisali non funzionano a temperature inferiori ai 60 gradi) sono utilizzati in vari “Persol” ecc. (puoi consultare ulteriori dettagli) ). Successivamente, vi è una lieve separazione tra il sbiancamento di tessuti e fibre (15%) e la purificazione dell'acqua (10%). Infine, la parte rimanente è equamente divisa tra prodotti chimici e l'uso del perossido di idrogeno per scopi medici. Mi soffermerò maggiormente su quest'ultimo, poiché è probabile che la pandemia di Coronavirus modifichi i dati nel diagramma (se non lo ha già fatto).
Il perossido di idrogeno è ampiamente utilizzato per la sterilizzazione di varie superfici (inclusi strumenti chirurgici) e recentemente anche in forma di vapore (il cosiddetto — perossido di idrogeno vaporizzato) per la sterilizzazione degli ambienti. Nella figura sottostante un esempio di tale generatore di vapore di perossido. È una direzione molto promettente che non è ancora arrivata negli ospedali locali...
In generale, il perossido dimostra un'elevata efficacia nella disinfezione per un ampio spettro di virus, batteri, lieviti e spore batteriche. È importante notare che per microorganismi complessi, a causa della presenza di enzimi che degradano il perossido (le cosiddette perossidasi, un caso particolare delle quali è la catalasi sopra menzionata), può verificarsi tolleranza (~resistenza). Questo è particolarmente caratteristico per soluzioni con concentrazioni inferiori all'1%. Ma contro il 3%, e tanto meno il 6-10%, non può resistere nulla, né un virus né una spora batterica.
Infatti, insieme all'alcol etilico e isopropilico e al ipoclorito di sodio, il perossido di idrogeno è incluso nell'elenco dei disinfettanti 'salvavita' per la disinfezione delle superfici da COVID-19. Anche se non solo da COVID-19. All'inizio di tutta la pandemia di coronavirus, noi con i lettori utilizzavamo attivamente le raccomandazioni da . Le raccomandazioni si applicano ai coronavirus in generale, e al COVID-19 in particolare. Quindi consiglio di scaricare e stampare l'articolo (per coloro che sono interessati a questo argomento).
Importante tabella per il giovane disinfettologo
Da quando è iniziata l'epidemia, non è cambiato molto riguardo alle concentrazioni utilizzabili. Tuttavia, sono cambiate, ad esempio, le forme in cui può essere utilizzato il perossido di idrogeno. Qui è d'obbligo ricordare il documento con le formulazioni raccomandate per la disinfezione. Personalmente, mi hanno sempre attratto le salviette (tradizionalmente, perché mi piacciono le salviette disinfettanti, mentre quelle a base di ipoclorito le , e sono completamente soddisfatto). In questo caso, mi ha colpito un prodotto americano chiamato Oxivir Wipes o il suo analogo Oxivir 1 Wipesdi Diversey Inc.
Negli ingredienti attivi ci sono poche informazioni:
Perossido di idrogeno 0,5%
Semplice e di buon gusto. Tuttavia, per chi desidera riprodurre questa formula e impregnare le proprie salviette personalizzate, vorrei dire che oltre al perossido di idrogeno, nella soluzione impregnativa sono presenti anche:
Acido fosforico (stabilizzatore) 1-5%
Acido 2-idrossibenzoico (acido salicilico) 0,1-1,5%
Il motivo di tutti questi "additivi" diventerà chiaro quando arriverete alla sezione sulla stabilità.
Oltre alla composizione, vorrei anche ricordare che dice sui menzionati Oxivir. Nulla di sostanzialmente nuovo (rispetto alla prima tabella), ma mi è piaciuto il tipo di virus disinfettati.
Quali virus può combattere il perossido di idrogeno
E non sarei io se non ricordassi ancora una volta l'esposizione durante il trattamento. Come sempre, è consigliabile fare in modo che quando si strofinano le superfici dure e NON porose con salviette umide, rimangano visivamente umide per almeno 30 secondi (meglio un minuto!) per disattivare tutto e tutti (compreso il COVID-19).
Perossido di idrogeno come chimico
Abbiamo esplorato il contesto, ora è tempo di scrivere sul perossido di idrogeno dal punto di vista di un chimico. Fortunatamente, questa è la domanda che più interessa l'utente inesperto che ha deciso di usare H2O2 per i suoi scopi. Iniziamo con la struttura tridimensionale (come la vedo io):
Come vedrebbe la struttura la ragazza Sasha, che teme che il perossido possa esplodere (di questo più avanti)
«gallo in corsa visto dal basso»
Il perossido puro appare come un liquido trasparente (con una leggera sfumatura blu per alte concentrazioni). La densità delle soluzioni diluite è simile a quella dell'acqua (1 g/cm3), mentre le soluzioni concentrate sono più dense (35% — 1,13 g/cm3; 70% — 1,29 g/cm3, ecc.). Con l'uso di areometri, è possibile determinare con precisione la concentrazione della propria soluzione. ).
Il perossido di idrogeno tecnico domestico può essere di tre gradi: A = concentrazione 30–40%, B = 50–52%, C = 58–60%. Spesso si trova la denominazione “perghidrol” (una volta si diceva persino “bionda perghidrol”). In sostanza, è lo stesso “grado A”, ovvero una soluzione di perossido di idrogeno con una concentrazione di circa il 30%.
Nota riguardo al processo di sbiancamento. Dato che si è parlato di bionde, va notato che per la sbiancatura dei capelli veniva utilizzato perossido di idrogeno diluito (2–10%) e alcol ammoniacale. Oggi questa pratica è piuttosto rara. Tuttavia, è comune l'uso del perossido per sbiancare i denti. A proposito, la sbiancatura della pelle delle mani dopo il contatto con il perossido è anche un tipo di “sbiancamento perghidrol”, causato da migliaia di... , ossia ostruzioni dei capillari formate dalla decomposizione del perossido in bollicine di ossigeno.
Il perossido tecnico diventa medicinale quando si aggiunge acqua deionizzata al perossido con una concentrazione del 59–60%, diluendo il concentrato al livello desiderato (3% nei territori nazionali, 6% negli Stati Uniti).
Oltre alla densità, un parametro importante è il livello di pH. Il perossido di idrogeno è un acido debole. Nella figura sotto è mostrata la dipendenza del pH della soluzione di perossido di idrogeno dalla concentrazione massica:
Più è diluita la soluzione, più il suo pH si avvicina al pH dell'acqua. Il pH minimo (= il più acido) si verifica a concentrazioni del 55–65% (classe B secondo la classificazione nazionale).
Sebbene sia difficile da ammettere, il pH non può essere utilizzato per valutare quantitativamente la concentrazione per diversi motivi. Innanzitutto, quasi tutta la perossido odierno viene ottenuta attraverso l'ossidazione degli anthraceni. In questo processo si formano prodotti secondari acidi che possono contaminare il perossido finale. Ovvero, il pH può differire da quello riportato nella tabella sopra a seconda del grado di purezza dell'H2O2. Il perossido super puro (ad esempio, quello utilizzato per il carburante razziale di cui parlerò separatamente) non contiene impurità. In secondo luogo, nel perossido di idrogeno commerciale spesso vengono aggiunti stabilizzatori acidi (il perossido è più stabile a bassi pH), che influenzeranno le letture. E infine, i chelanti stabilizzatori (per legare le impurità metalliche, di cui parlerò più avanti) possono anch'essi essere alcalini o acidi e influenzare il pH della soluzione finale.
Il modo migliore per determinare la concentrazione è (). La metodologia è assolutamente la stessa, ma solo tutti i reagenti necessari per effettuare il test sono facilmente accessibili. È necessario utilizzare acido solforico concentrato (elettrolita per batterie) e normale permanganato. Come una volta urlava B. Gates, “640 kB di memoria basteranno a tutti!”, così io esclamerò adesso “Titrando l'acqua ossigenata può farlo chiunque!” :). Nonostante l'intuizione mi suggerisca che se si acquista acqua ossigenata in farmacia e non la si conserva per decenni, le fluttuazioni della concentrazione difficilmente supereranno ± 1%, tuttavia esporrò il metodo di verifica, dato che i reagenti sono accessibili e l'algoritmo è piuttosto semplice.
Controlliamo l'acqua ossigenata in vendita per la purezza
Come è facile intuire, procederemo con la verifica tramite titolazione. La metodologia consente di determinare piuttosto accuratamente concentrazioni da 0,25 a 50%.
L'algoritmo di verifica è il seguente:
1. Prepariamo una soluzione di permanganato di potassio 0,1N. Per questo, sciogliamo 3,3 grammi di permanganato in 1 litro d'acqua. Riscaldiamo la soluzione fino a ebollizione e facciamo bollire per 15 minuti.
2. Selezioniamo il volume di perossido necessario da analizzare (a seconda della concentrazione prevista, cioè se avevi il 3%, aspettarsi che sia improvvisamente diventato il 50% è sciocco):
Trasferiamo il volume selezionato in una bottiglietta e pesiamo su una bilancia (non dimenticando di premere il pulsante Tara, per non considerare il peso della bottiglia stessa)
3. Versiamo il nostro campione in un cilindro graduato da 250 ml (o in una bottiglia per bambini con etichetta di volume) e aggiungiamo acqua distillata fino al segno (“250”). Mescoliamo.
4. In un pallone conico da 500 ml (cioè, una 'latta da mezzo litro') versiamo 250 ml di acqua distillata, aggiungiamo 10 ml di acido solforico concentrato e 25 ml della nostra soluzione al punto 3.
5. Aggiungiamo goccia a goccia (preferibilmente con una pipetta che abbia la marcatura del volume) la soluzione di permanganato di potassio 0,1N nella nostra latta da mezzo litro al punto 4. Aggiunto una goccia — mescolato, aggiunto una goccia — mescolato. E così continuiamo fino a quando la soluzione trasparente non acquista una leggera sfumatura di rosa. Come risultato della reazione, il perossido si decompone formando ossigeno e acqua, e il manganese (VI) nel permanganato si riduce a manganese (II).
5H2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 = 2KHSO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O
6. Calcoliamo la concentrazione del nostro perossido: C H2O2 (massa%) = [Volume della soluzione di permanganato in ml * 0,1 * 0,01701 * 1000] / [massa del campione in grammi, da p.2]
PROFITTO!!!
Riflessioni libere sulla stabilità durante lo stoccaggio
Il perossido di idrogeno è considerato un composto instabile, soggetto a degradazione spontanea. La velocità di decomposizione aumenta con l'aumento della temperatura, della concentrazione e del pH. In generale, vale la regola:
… soluzioni fredde, diluite e acide mostrano la migliore stabilità…
La decomposizione è favorita da: un aumento della temperatura (aumento della velocità di 2,2 volte per ogni 10 gradi Celsius, e a temperature intorno ai 150 gradi, le concentrazioni si degradano addirittura in modo esplosivo.), aumento del pH (soprattutto con pH > 6–8)
Nota sul vetro: il perossido può essere conservato in bottiglie di vetro solo se acidificato, poiché il vetro tende a creare un ambiente alcalino al contatto con acqua pura, il che accelera la degradazione.
Influisce sulla velocità di decomposizione e sulla presenza di impurità (soprattutto metalli di transizione come rame, manganese, ferro, argento, platino), esposizione agli ultravioletti. Nella maggior parte dei casi, la causa principale è l'aumento del pH e la presenza di impurità. In media, in condizioni il 30% di perossido di idrogeno perde circa .
Per rimuovere le impurità si utilizzano microfiltrazione (esclusione delle particelle) o chelanti (complessanti) che legano gli ioni metallici. I chelanti possono essere , colloidali o pirofosfato di sodio (25–250 mg/l), organofosfonati, nitrati (+regolatori di pH e inibitori di corrosione), acido fosforico (+regolatore di pH), silicato di sodio (stabilizzatore).
L'influenza degli ultravioletti sulla velocità di decomposizione non è così evidenziata come per il pH o la temperatura, ma ha comunque un certo impatto (vedi immagine):
Si osserva che il coefficiente di estinzione molecolare cresce all'aumentare della lunghezza d'onda dell'ultravioletto.
Il coefficiente di estinzione molare è una caratteristica di quanto profondamente una sostanza chimica assorbe luce a una lunghezza d'onda specifica.
A proposito, questo processo di decomposizione, innescato dai fotoni, è chiamato fotolisi:
La fotolisi (nota anche come fotodissociazione e foto-decomposizione) è una reazione chimica in cui una sostanza chimica (sia essa inorganica o organica) viene scissa dai fotoni dopo l'interazione con una molecola bersaglio. Qualsiasi fotone con energia sufficiente (superiore all'energia di dissociazione del legame target) può causare la decomposizione. Effetti simili a quelli dei raggi ultravioletti possono essere prodotti anche da raggi X e γ..
In generale, si può dire che il perossido dovrebbe essere conservato in un contenitore opaco, meglio ancora in bottiglie di vetro marrone, che bloccano la luce in eccesso (anche se "assorbire" != "decomporsi immediatamente"). È consigliabile non tenere la bottiglia di perossido vicino a un apparecchio a raggi X 🙂 E da questo (UR 203Ex (?):
… da "anche il perossido (e anche il proprio io, per essere onesti) deve essere tenuto lontano.
È importante che, oltre all'opacità, il contenitore/bottiglia sia realizzato in materiali "resistenti al perossido", come acciaio inossidabile o vetro (anche alcune plastiche e leghe di alluminio). Per riferimento, potrebbe essere utile la seguente tabella (utile anche per i medici che intendono trattare il proprio equipaggiamento):
La legenda della tabella è la seguente: A — ottima compatibilità, B — buona compatibilità, effetto trascurabile (microcorrosione o cambio di colore), C — scarsa compatibilità (non raccomandato per utilizzi prolungati, possibile perdita di resistenza, ecc.), D — compatibilità assente (=non utilizzare). Il trattino significa "informazione assente". Indici numerici: 1 — soddisfacente a 22° C, 2 — soddisfacente a 48° C, 3 — soddisfacente, per utilizzi in guarnizioni e sigillature.
Norme di sicurezza per la manipolazione del perossido di idrogeno
A chi è arrivato fino a questa sezione sarà chiaro che il perossido è un potente ossidante, il che significa che deve essere tenuto lontano da sostanze infiammabili/combustibili e riduttori. L'H2O2, sia nella sua forma pura che diluita, può formare al contatto con composti organici. Tenendo conto di quanto sopra, si può scrivere che
il perossido di idrogeno è incompatibile con materiali infiammabili, con qualsiasi liquido infiammabile e con metalli e loro sali (in ordine decrescente di attività catalitica) — osmio, palladio, platino, iridio, oro, argento, manganese, cobalto, rame, piombo.
Parlando dei catalizzatori metallici per la decomposizione, non si può non menzionare . Non è solo il metallo più denso della Terra, ma è anche l'arma migliore al mondo per decomporre il perossido di idrogeno.
L'effetto di accelerazione della decomposizione del perossido di idrogeno per questo metallo si osserva in quantità che non possono essere rilevate nemmeno da ogni metodo analitico. Per decomporre molto efficacemente (da 3 a 5 volte rispetto al perossido senza catalizzatore) il perossido in ossigeno e acqua è sufficiente solo 1 grammo di osmio per 1000 tonnellate di perossido di idrogeno.
Nota sul 'carattere esplosivo': (ho subito pensato di scrivere “io-perossido”, ma mi sono trattenuto). Nel caso del perossido di idrogeno, la sferica ragazza Sasha, che deve lavorare con questo perossido, ha spesso paura dell'esplosione. E in effetti, le paure di Aleksandra hanno un senso. Infatti, il perossido può esplodere per due motivi. Prima di tutto, perché in un contenitore ermetico la decomposizione graduale dell'H2O2 comporterà l'emissione e l'accumulo di ossigeno. La pressione all'interno del contenitore aumenterà, crescerà e alla fine BOOM! In secondo luogo, c'è la probabilità che, al contatto del perossido di idrogeno con alcune sostanze, si formino composti perossidici instabili, che possono detonare a causa di urti, calore, ecc. Nel classico cinque volumi. È stato detto così tanto al riguardo che ho persino deciso di nasconderlo sotto un spoiler. Le informazioni si applicano a perossido di idrogeno concentrato >= 30% e <50%:
incompatibilità assoluta
esplode a contatto con: alcol + acido solforico, acetale + acido acetico + riscaldamento, acido acetico + N-eterocicli (sopra 50 °C), idrocarburi aromatici + acido trifluoroacetico, acido azelaico + acido solforico (circa 45 °C), ter-butanolo + acido solforico, acidi carbossilici (formico, acetico, tartarico), difenildiselenio (sopra 53 °C), 2-etossietanolo + gel di poliacrilamide + toluene + riscaldamento, gallio + acido cloridrico, solfato di ferro (II) + acido nitrico + carbossimetilcellulosa, acido nitrico + chetoni (2-butanone, 3-pentanone, ciclopentanone, cicloesanonone), basi azotate (ammoniaca, idrazina idrata, dimetilidrazina), composti organici (glicerina, acido acetico, etanolo, anilina, chinolina, cellulosa, polvere di carbone), materiali organici + acido solforico (soprattutto in spazi ristretti), acqua + organica contenente ossigeno (acetaldeide, acido acetico, acetone, etanolo, formaldeide, acido formico, metanolo, propanolo, propanale), vinilacetato, alcoli + cloruro di stagno, ossido di fosforo (V), fosforo, acido nitrico, antimoniato, trisolfuro di arsenico, cloro + idrossido di potassio + acido clorosolfonico, solfuro di rame, solfuro di ferro (II), acido formico + contaminanti organici, selenio di idrogeno, di- e monossido di piombo, solfuro di piombo (II), diossido di manganese, ossido di mercurio (I), disolfuro di molibdeno, iodato di sodio, ossido di mercurio (II) + acido nitrico, etere dietilico, acetato di etile, tiourea + acido acetico
si accende a contatto con: alcolfurfurilico, metalli in polvere (magnesio, zinco, ferro, nichel), segatura di legno
reazione violenta con: isopropossido di alluminio + sali di metalli pesanti, carbone vegetale, carbone fossile, tetraidrouluminato di litio, metalli alcalini, metanolo + acido fosforico, composti organici insaturi, cloruro di stagno (II), ossido di cobalto, ossido di ferro, idrossido di piombo, ossido di nichel
Fondamentalmente, se si ha rispetto per il perossido concentrato e non lo si combina con le sostanze sopra indicate, si può lavorare comodamente per anni senza timori. Ma chi si assicura, è protetto, quindi passiamo ai mezzi di protezione individuale.
MEZZI DI PROTEZIONE INDIVIDUALE E GESTIONE DELLE CONSEGUENZE
L'idea di scrivere l'articolo è nata quando ho deciso di annotare nel , dedicata alle questioni di sicurezza nell'uso di soluzioni concentrate di H2O2. Fortunatamente, molti lettori si sono procurati barattoli di perossido di idrogeno (nel caso in cui «non ci sia niente in farmacia» / «non arriviamo in farmacia») e hanno persino subito ustioni chimiche. Pertanto, gran parte di quanto scritto di seguito (e anche sopra) si riferisce principalmente a soluzioni con una concentrazione superiore al 6%. Maggiore è la concentrazione, maggiore è l’importanza della presenza di DPI.
Per un lavoro sicuro, come dispositivi di protezione individuale sono necessari guanti in polivinilcloruro / gomma butilica, polietilene, poliestere e altre plastiche per proteggere la pelle delle mani, occhiali o maschere protettive in materiali polimerici trasparenti per proteggere gli occhi. Se si formano aerosol, si aggiunge al kit un respiratore con protezione contro gli aerosol (meglio ancora un filtro a carbone ABEK con protezione P3). Quando si lavora con soluzioni deboli (fino al 6%), sono sufficienti i guanti.
Mi soffermerò più nel dettaglio sugli «effetti devastanti». Il perossido di idrogeno è una sostanza moderatamente pericolosa, che provoca ustioni chimiche se entra in contatto con la pelle e gli occhi. È nocivo se inalato e inghiottito. Vedi l'immagine della SDS («Ossidante»-«Corrode»-«Irritante»):
Per non girarci attorno — scrivo subito cosa fare se il perossido di idrogeno con concentrazione >6% è venuto in contatto con un certo individuo sferico senza mezzi di protezione individuale.
Durante contatto con la pelle — pulire con un panno asciutto o un tampone imbevuto di alcol. Successivamente, è necessario sciacquare la pelle danneggiata con abbondante acqua per 10 minuti.
Durante contatto con gli occhi — sciacquare immediatamente gli occhi ben aperti, compreso sotto le palpebre, con un debole getto d'acqua (o una soluzione al 2% di bicarbonato di sodio) per almeno 15 minuti. Consultare un oculista.
In caso di ingestione — abbondante assunzione di liquidi (= acqua semplice in litri), carbone attivo (1 compressa ogni 10 kg di peso), lassativo salino (solfato di magnesio). Non indurre il vomito (= lavanda gastrica SOLO da parte di un medico, con sondino, e niente dei soliti «due dita in gola»). Non dare nulla per bocca a una persona incosciente.
In generale la deglutizione è particolarmente pericolosa, poiché durante la decomposizione nello stomaco si forma una grande quantità di gas (fino a 10 volte il volume di una soluzione al 3%), che provoca gonfiore addominale e compressione degli organi interni. È per questo che si usa il carbone attivo…
Se per quanto riguarda il trattamento delle conseguenze per l'organismo è tutto più o meno chiaro, vale la pena dire qualche parola anche sulla gestione della perossido di idrogeno in eccesso/vecchio/sversato per inesperienza.
… la gestione del perossido di idrogeno avviene o a) diluendolo con acqua e scaricandolo in fogna, oppure b) decomponendolo con catalizzatori (pirosolfito di sodio, ecc.), oppure c) decomponendolo tramite riscaldamento (compresa l'ebollizione)
Come appare tutto questo, ad esempio. Ad esempio, in laboratorio ho versato accidentalmente un litro di perossido di idrogeno al 30%. Non pulisco nulla, ma cospargo il liquido con una miscela di quantità uguali (1:1:1) + sabbia+ (= “riempitivo in bentonite per lettiere”). Poi irroro questa miscela con acqua fino a ottenere una pasta, raccolgo la pasta con un mestolo in un contenitore e la trasferisco in un secchio d’acqua (riempito per due terzi). E nel secchio d’acqua aggiungo gradualmente una soluzione di pirofosfito di sodio con un eccesso del 20%. Per neutralizzare tutto ciò secondo la reazione:
Na2S2O5 + 2H2O2 = Na2SO4 + H2SO4 + H2O
Se si rispettano le condizioni del compito (un litro di soluzione al 30%), risulta che per la neutralizzazione servono 838 grammi di pirofosfito (con eccesso si ottiene un chilo di sale). La solubilità di questa sostanza in acqua è ~ 650 g/l, cioè servirà circa un litro e mezzo di soluzione concentrata. La morale è: o non versate il perossido sul pavimento, oppure diluitelo di più, altrimenti non riuscirete a trovare neutralizzatori 🙂
Cercando possibili sostituti al pirofosfito, Il Capitano Ovvietà consiglia di utilizzare quei reagenti che, reagendo con il perossido di idrogeno, non producono quantità eccessive di gas. Questo potrebbe essere, ad esempio, solfato di ferro (II). Si trova nei negozi di ferramenta e anche in Bielorussia. Per neutralizzare H2O2 è richiesta una soluzione acidificata con acido solforico:
2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O
Può essere utilizzato anche ioduro di potassio (anch'esso acidificato con acido solforico):
2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + 2H2O + K2SO4
Ricordo che tutte le considerazioni si basano su composti iniziali (soluzione al 30%). Se hai versato perossido con concentrazioni più basse (3–7%), puoi utilizzare anche il permanganato di potassio acidificato con acido solforico. Anche se l'ossigeno viene liberato, grazie alle basse concentrazioni non potrà causare problemi, nemmeno se lo volesse.
Sul bug
E non l'ho dimenticato, il caro. Ci sarà come ricompensa per chi ha letto fino alla fine il mio longread. Non so se il rispettabile Alexey JetHackers Stacenko aka pensava ai suoi zaini a reazione trent'anni fa, ma di certo a me è venuto in mente qualcosa di simile. Soprattutto quando ho avuto l'occasione di guardare (e rivedere) il luminoso film favolistico Disney “” (in originale Rocketeer).
Il collegamento qui è il seguente. Come ho scritto in precedenza, il perossido di idrogeno ad alta concentrazione (come il marchio nazionale B) con un alto grado di purezza (cioè il cosiddetto high-test peroxide o ) può essere utilizzato come carburante nei razzi (e nei siluri). Può essere impiegato sia come ossidante nei motori bicomponenti (ad esempio, come sostituto dell'ossigeno liquido), sia come cosiddetto monocarburante. Nel secondo caso, H2O2 viene pompato nella “camera di combustione”, dove si decompone su un catalizzatore metallico (uno dei metalli menzionati in precedenza nell'articolo, come argento o platino) e, sotto pressione, esce sotto forma di vapore a una temperatura di circa 600 °C attraverso il ugello, generando spinta.
La cosa più interessante è che un piccolo scarabeo della sottofamiglia dei bruchi ha lo stesso tipo di struttura interna (“camera di combustione”, ugelli, ecc.) all'interno del suo corpo. è il nome ufficiale, ma la sua struttura interna (=immagine all'inizio dell'articolo) mi ricorda l'aggregato menzionato nel film del 1991 🙂
Viene chiamato bombardiere perché è in grado di sparare in modo più o meno mirato dalle feritoie nella parte posteriore dell'addome un liquido bollente dall'odore sgradevole.
La temperatura di emissione può raggiungere i 100 gradi Celsius, con una velocità di emissione di 10 m/s. Un singolo colpo dura da 8 a 17 ms e consiste in 4-9 impulsi che seguono immediatamente uno dopo l'altro. Per non dover tornare all'inizio, ripeto qui l'immagine (sembra presa da un magazine dalla «stessa» articolo).
Il scarabeo produce al suo interno due 'componenti di carburante per razzi' (cioè, non è davvero 'monotipico'). Un forte riduttore — è stato utilizzato in passato come rivelatore nella fotografia. E un forte ossidante — perossido di idrogeno. In caso di minaccia, il scarabeo contrae i muscoli che spingono i due reagenti attraverso tubi a valvola nella camera di miscelazione, che contiene acqua e un mix di enzimi (perossidasi) che decompongono il perossido. In combinazione, i reagenti danno una reazione esotermica tumultuosa, il liquido bolle e si trasforma in gas (= 'annichilazione'). In generale, il scarabeo cuoce il potenziale nemico con un getto di acqua bollente (ma per un primo propulsore spaziale è sicuramente insufficiente). Ma... Almeno, il scarabeo può essere considerato un'illustrazione del capitolo Norme di sicurezza per la manipolazione del perossido di idrogeno. La morale è la seguente:
%USERNAME%, non essere come il bombardiere, non mescolare l'acqua ossigenata con il rigeneratore senza comprensione! 🙂
Integrazione sut : «Sembra che il bombardiere terrestre sia diventato l'ispirazione per il coleottero plasmatico in 'Starship Troopers'. Questo insetto ha proprio l'impulso (non la spinta!) necessario per raggiungere la prima velocità spaziale; il meccanismo si è sviluppato nel corso dell'evoluzione ed è stato utilizzato per lanciare le spore in orbita con l'obiettivo di espandere il proprio habitat, oltre a rivelarsi utile come arma contro i pesanti incrociatori nemici.»
Ecco, ho parlato del coleottero e abbiamo chiarito l'acqua ossigenata. Per ora, ci fermiamo qui.
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Il prossimo in coda per la revisione è il dicaloizocianurato di sodio e le 'pastiglie di cloro'.
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5. Diventa
Fonti utilizzate
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Lewis, R.J. Sr. Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials. 12ª edizione. Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. 2012., p. V4: 2434
Haynes, W.M. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95ª edizione. CRC Press LLC, Boca Raton: FL 2014-2015, p. 4-67
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Raccolta dei materiali ufficiali più importanti riguardanti disinfezione, sterilizzazione, disinfezione, derattizzazione: In 5 vol. / Centro di pubblicazione informativa dello Stato russo per la sanità pubblica, Istituto di profilassi tossicologica e disinfezione; Sotto la direzione di M. G. Shandala. — Mosca: TОО «Рарогъ», 1994.
E quasi dimenticavo, avviso per gli incoscienti 🙂
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Fonte: habr.com
