– Questi idioti hanno messo un contenitore di porcellana con il "gel" in una camera speciale, estremamente isolata... Cioè, pensavano che la camera fosse completamente isolata, ma quando hanno aperto il contenitore con i manipolatori, il "gel" è passato attraverso il metallo e la plastica, come acqua attraverso un fazzoletto, è uscito e tutto ciò con cui entrava in contatto si trasformava di nuovo in "gel". Cinquantacinque persone sono morte, più di cento sono rimaste mutilate e l'intero edificio del laboratorio è stato ridotto in macerie. Ci siete mai stati? Una struttura magnifico! E ora il "gel" scorre nei sotterranei e nei piani inferiori... Ecco a voi una prelude al contatto.
— A. Strugackij, B. Strugackij "Picnic sul ciglio della strada"
Ciao, %%username%!
Se continuo a scrivere qualcosa, la colpa è di . È stato lui a suggerire l'idea.
Semplicemente, dopo aver riflettuto un po', ho deciso che un breve excursus sulle sostanze caustiche sarebbe risultato relativamente veloce. Potrebbe interessare a qualcuno. E per altri, potrebbe anche essere utile.
Partiamo.
Iniziamo a chiarire i termini.
Caustico — 1. Corrosivo. 2. Acuto, che provoca irritazione, dolore. 3. Sarcastico, pungente.
Ožegov S.I. Dizionario della lingua russa. — Mosca: Russ. ling., 1990. — 921 pagine.
Dunque, scartiamo subito gli ultimi due significati del termine. Escludiamo anche i lacrimogeni "caustici" — che non sono tanto caustici quanto provocano lacrimazione, e i sterniti — che provocano tosse. Sì, ci saranno sostanze qui sotto con queste proprietà, ma sono — e questo è importante! — realmente corrosive per i materiali, e talvolta anche per la carne.
Non considereremo le sostanze caustiche solo per l'uomo e simili — visto il loro specifico effetto distruttivo sulle membrane cellulari. E così, gli iprite rimarranno esclusi.
Discuteremo composti che a temperatura ambiente sono liquidi. Pertanto, non considereremo l'ossigeno liquido e l'azoto, così come gas come il fluoro, anche se possono essere considerati caustici, sì.
Come al solito, la mia visione sarà esclusivamente soggettiva, basata sulla mia esperienza personale. E sì — è del tutto possibile che non menzioni qualcuno — scrivi commenti, %username%, nei tre giorni successivi alla pubblicazione completerò l'articolo con ciò che ho dimenticato fin dall'inizio!
E sì — non ho tempo e forza per costruire una "classifica", quindi sarà un insieme di cose. E con tutte le eccezioni — risulta abbastanza breve.
Sostanze caustiche
E precisamente — idrossidi dei metalli alcalini: litio, sodio, potassio, rubidio, cesio, francio, idrossido di tallio (I) e idrossido di bario. Ma:
- Scartiamo litio, cesio, rubidio e bario — costano troppo e si trovano raramente.
- Se tu, %username%, incontri l'idrossido di francio, ti preoccuperai meno della causticità — è terribilmente radioattivo.
- Lo stesso vale per il tallio — è estremamente velenoso.
E così rimangono sodio e potassio. Ma diciamolo chiaramente: le proprietà di tutte le alcali caustiche sono molto simili.
L'idrossido di sodio — come la «soda caustica» — è noto a tutti. Anche l'idrossido di potassio come additivo alimentare E525 è conosciuto. Le proprietà sono simili: molto igroscopici, cioè attraggono acqua, e in aria «si sciolgono». Si sciolgono bene in acqua, rilasciando una grande quantità di calore.
Lo «scioglimento» in aria è, in sostanza, la formazione di soluzioni molto concentrate di alcali. Quindi, se metti un pezzo di alcali caustiche su carta, pelle, alcuni metalli (lo stesso alluminio) — dopo un po' scoprirai che il materiale è ben corroso! Quello che mostrano in «Fight Club» è molto vicino alla verità: davvero, mani sudate — e nella caustica — farà male! A me è sembrato più doloroso rispetto all'acido cloridrico (di cui parlerò più avanti).
Tuttavia, se le mani sono molto secche, probabilmente non sentirai nulla nella caustica secca.
Le alcali caustiche distruggono perfettamente i grassi in glicerolo e sali di acidi grassi — così si fa il sapone (saluti, «Fight Club!») Un po' più a lungo, ma altrettanto efficacemente scindono le proteine — cioè, in linea di principio, le alcali dissolvono la carne, specialmente le soluzioni forti — sì, a caldo. Un difetto rispetto all'acido cloridrico (di cui parlerò anche più avanti) è che tutte le alcali attirano anidride carbonica dall'atmosfera, quindi la loro forza diminuisce gradualmente. Inoltre, le alcali reagiscono anche con i componenti del vetro — il vetro si opacizza, anche se per dissolverlo completamente — beh, ci vuole un certo impegno.
A volte si includono tra le alcali caustiche anche gli idrossidi di tetraalchilammonio, per esempio.
Idrossido di tetrametilammonio
In realtà, queste sostanze combinano le proprietà dei tensioattivi cationici (proprio come il comune sapone — solo che cationico: qui la particella attiva è una particella difilica — con carica «+», mentre nel sapone è con carica «-«) e una relativa alta basicità. Se ti entra in contatto con le mani — puoi creare schiuma in acqua e lavarti, come con il sapone; se scaldi i capelli, la pelle o le unghie in una soluzione acquosa — si dissolveranno. La "corrosività" rispetto agli idrossidi di sodio e potassio è piuttosto moderata.
Acido solforico
H2SO4
Forse il più popolare in tutte le storie. Non il più corrosivo, ma abbastanza sgradevole: l'acido solforico concentrato (che è al 98%) è un liquido oleoso che ama molto l'acqua, e perciò la sottrae a tutti. Sottraendo acqua alla cellulosa e allo zucchero, li carbonizza. Allo stesso modo, sottrarrà felicemente acqua anche a te, %username%, specialmente se lo versi sulla delicata pelle del viso o negli occhi (beh, negli occhi in realtà sarà più complicato). Persone particolarmente gentili mescolano l'acido solforico con olio, affinché sia più difficile da lavare e meglio assorbito dalla pelle.
A proposito, sottraendo acqua, l'acido solforico si scalda notevolmente, il che rende il quadro ancora più vivace. Pertanto, lavarlo con acqua è un'idea molto cattiva. È meglio farlo con olio (per lavare, non strofinare — e poi lavare con acqua). Oppure con un forte getto d'acqua, per raffreddare immediatamente.
«Prima l'acqua, poi l'acido — altrimenti succederà un grande guaio!» — questo è proprio per l'acido solforico, anche se per qualche motivo tutti pensano che si riferisca a qualsiasi acido.
Essendo un ossidante, l'acido solforico ossida la superficie dei metalli fino a formare ossidi. E poiché l'interazione tra gli ossidi e gli acidi avviene con l'acqua come catalizzatore — e l'acido solforico non cede acqua — si verifica l'effetto chiamato passivazione: un film denso, insolubile e impermeabile di ossido di metallo lo protegge dalla dissoluzione ulteriore.
Con questo meccanismo, l'acido solforico concentrato viene inviato a lunghe distanze come ferro, alluminio. È interessante notare che se si diluisce l'acido — appare acqua, e l'invio non è possibile — i metalli si dissolvono.
A proposito, l'ossido di zolfo SO3 si dissolve nell'acido solforico e si ottiene oleum — che talvolta viene erroneamente scritto come H2S2O7, ma non è del tutto corretto. L'oleum ha un'attrazione ancora maggiore per l'acqua.
Le sensazioni personali di avere acido solforico sulla mano: un po' di caldo, poi brucia un po' — ho sciacquato sotto l'acqua, niente di grave. Non credete ai film, ma non consiglio di farlo sul viso.
Gli organici usano spesso il cromo o la "mescolanza di cromo" — si tratta di bicromato di potassio dissolto in acido solforico. In sostanza, è una soluzione di acido cromoico, è ottima per lavare i piatti dai residui organici. Se entra in contatto con la mano brucia anche, ma in sostanza — acido solforico più cromo esavalente tossico. Non ci si deve preoccupare di fori nella mano, a meno che sui vestiti.
L'autore di queste righe conosce un idiota che invece di bicromato di potassio ha usato permanganato di potassio. Al contatto con l'organico ha fatto un bel botto. I presenti si sono abbastanza spaventati.
Acido cloridrico
HCl
Non ci sono percentuali superiori al 38% in acqua. È uno degli acidi più popolari per la dissoluzione — in questo è più efficace degli altri, perché può essere molto puro dal punto di vista tecnologico, e oltre a funzionare come acido, forma anche cloruri complessi che aumentano la solubilità. A proposito, per questo motivo il cloruro d'argento non solubile è molto solubile nell'acido cloridrico concentrato.
Questo, al contatto con la pelle, brucia un po' di più, soggettivamente provoca anche prurito e ha un odore: se lavori in laboratorio con acido cloridrico concentrato senza buona aspirazione — il tuo dentista ti dirà "grazie": lo arricchirai con le otturazioni. A proposito, la gomma da masticare aiuta. Ma non molto. È meglio avere un'aspirazione.
Poiché non è oleosa e non riscalda molto l'acqua, l'azione corrosiva è solo verso i metalli, e non verso tutti. A proposito, l'acciaio si passivizza nell'acido cloridrico concentrato e gli dice di "no!". Questo viene utilizzato nel trasporto.
Acido nitrico
Anche questo è molto popolare, e non si capisce perché venga temuto — ingiustamente. L'acido concentrato — fino al 70% — è il più popolare, sopra è considerato "fumi" e nella maggior parte dei casi non serve a nessuno. Ce n'è anche una versione anidra — quella è persino esplosiva.
Essendo un ossidante, passivizza molti metalli, che si ricoprono di un film insolubile e dicono: "arrivederci" — si tratta di cromo, ferro, alluminio, cobalto, nichel e altri.
Essendo un ossidante, passivizza molti metalli, che si ricoprono di un film insolubile e dicono: "arrivederci" — si tratta di cromo, ferro, alluminio, cobalto, nichel e altri.
La pelle reagisce immediatamente secondo il principio della reazione xantoproteica — si formerà una macchia gialla, il che significa che tu, %username%, sei comunque composto da proteine! Dopo un po' la pelle gialla si stacca, come in caso di scottature. In questo caso pizzica meno dell'acido cloridrico, anche se puzza non meno — ed è questa volta più tossica: gli ossidi di azoto volanti non sono affatto salutari per l'organismo.
In chimica si utilizza la cosiddetta "miscela nitrificante" — la più popolare è composta da acido solforico e acido nitrico. Viene utilizzata nelle sintesi, in particolare per ottenere la sostanza divertente — il piroxilina. Per aggressività — è lo stesso cromo picrato più la bella pelle gialla.
C'è anche l'"acqua regia" — questa è una parte di acido nitrico su tre parti di acido cloridrico. Viene utilizzata per dissolvere alcuni metalli, principalmente quelli preziosi. Su diverse proporzioni e aggiungendo acqua si basa il metodo goccia a goccia per testare i campioni di prodotti dorati — a proposito, è molto difficile ingannare gli specialisti di questo metodo con una falsificazione. Per aggressività sulla pelle — la stessa "miscela nitrificante", più puzza in modo straordinario, un odore che non puoi confondere con nulla, è anche piuttosto tossico.
C'è anche la "vodka regia inversa" — quando la proporzione è invertita, ma è una specificità rara.
Acido fosforico
H3PO4
In realtà ho riportato la formula dell'acido ortofosforico — il più comune. Esistono anche acidi metafosforici, polifosforici, ultrafosforici — insomma, ce n'è abbastanza, ma non importa.
L'acido ortofosforico concentrato (85%) è come uno sciroppo. L'acido di per sé è medio, viene spesso utilizzato nell'industria alimentare, tra l'altro — quando ti mettono delle otturazioni, la superficie del dente viene precedentemente incisa con l'acido fosforico.
La corrosività non è eccellente, ma c'è una nota sgradevole: questo sciroppo si assorbe bene. Quindi se gocciola su un oggetto — si assorbirà e poi comincerà lentamente a mangiarlo. E se con acido nitrico e acido cloridrico rimane una macchia o un foro — con l'acido fosforico l'oggetto comincerà a disintegrarsi, specialmente sugli scarponi, dove il foro sembrerà scheggiarsi fino a diventare un passaggio.
Beh, in realtà è difficile chiamarla corrosiva.
Acido fluorico
HF
L'acido fluorico concentrato è circa il 38%, anche se ci sono strane eccezioni.
Un'acida debole, che con la furiosa passione degli ioni fluoruro forma complessi stabili con tutto ciò che incontra. Pertanto, sorprendentemente, scioglie ciò che altre amiche più forti non possono, ed è molto spesso usata in varie miscele per la dissoluzione. Quando tocca la pelle, le sensazioni provengono più da altri componenti di queste miscele, ma c'è un dettaglio.
L'acido fluoridrico dissolve SiO2. Cioè sabbia. Cioè vetro. Cioè quarzo. E così via. No, se lo versi su una finestra con quest'acido, non si dissolverà, ma rimarrà una macchia opaca. Per dissolvere, devi tenerlo a lungo, e ancor meglio — scaldarlo. Durante la dissoluzione si libera SiF4, che è così utile per la salute che è meglio farlo sotto una cappa.
Un piccolo ma piacevole dettaglio: il silicio è presente, %username%, nelle unghie. Quindi, se l'acido fluoridrico entra sotto le unghie, non noterai nulla. Ma la notte non riuscirai a dormire — dolerà COSÌ tanto che a volte viene voglia di staccarti un dito. Credimi, amico — lo so.
In generale, l'acido fluoridrico è tossico, cancerogeno, si assorbe attraverso la pelle e ha molte altre caratteristiche — ma noi oggi parliamo di corrosività, giusto?
Ricordi, abbiamo concordato all'inizio che non ci sarà fluoro? E non ci sarà. Ma ci saranno…
Fluoruri dei gas nobili
In realtà, il fluoro è un tipo tosto, con lui non ci si può vantare troppo, e perciò alcuni gas nobili formano con lui fluoruri. Sono noti fluoruri stabili come KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Tutti questi sono cristalli, che nell'aria si decompongono con diversa velocità e volontà a causa dell'umidità fino a diventare acido fluoridrico. La corrosività è corrispondente.
Acido iodidrico
HI
Il più forte (in termini di dissociazione in acqua) acido binario. Un potente riduttore, utilizzato dagli chimici organici. Si ossida nell'aria e diventa marrone, sporcando al contatto. Le sensazioni al contatto sono simili a quelle dell'acido cloridrico. Tutto qui.
Acido clorico
HClO4
Una delle acidi più forti (per grado di dissociazione in acqua) in assoluto (con la quale competono le superacidi — di cui parleremo più avanti) — la funzione di acidità di Hammett (un'espressione numerica della capacità di un mezzo di essere donatore di protoni rispetto a una base arbitraria; più il valore è basso, più forte è l'acido) è di -13. Anidro — è un forte ossidante, ama esplodere e in generale non è stabile. Concentrato (70%-72%) — un ossidante altrettanto efficace, spesso usato nella decomposizione di oggetti biologici. La decomposizione è interessante e affascinante perché può esplodere nel processo: bisogna fare attenzione a non avere particelle di carbone, a non far bollire troppo violentemente, ecc. L'acido cloridrico è anche piuttosto sporco — è impossibile purificarlo con distillazione frazionata, esplode, maledizione! Per questo lo si usa non spesso.
Se entra nella pelle brucia, la sensazione è simile a quella dell'acido cloridrico. Ha un odore sgradevole. Quando vedete nei film che qualcuno getta un cadavere in un contenitore di acido cloridrico — e si dissolve, sì, è possibile — ma ci vuole tempo o bisogna riscaldarlo. Se si riscalda — può esplodere (vedi sopra). Quindi siate critici nei confronti del cinema (credo di averlo visto in "10 Cloverfield Lane").
A proposito, la causticità dell'ossido di cloro (VII) Cl2O7 e dell'ossido di cloro (VI) Cl2O6 è il risultato del fatto che con acqua questi ossidi formano acido cloridrico.
E ora immaginiamo di voler unire in un solo composto l'alta acidità — e la causticità del fluoro: prendiamo una molecola di acido cloridrico o solforico — e sostituiamo in essa tutti i gruppi idrossilici con il fluoro! Il risultato sarebbe disastroso: interagirebbe con l'acqua e composti simili — e nel punto di reazione si formerebbe immediatamente un acido forte e acido fluoridrico. Che ne pensi?
Fluoruri di zolfo, bromo e iodio
Ricordate che abbiamo concordato di considerare solo i liquidi? Per questo motivo nel nostro articolo non è incluso il trifluoruro di cloro ClF3, che bolle a +12 °C, anche se tutte le storie spaventose che è terribilmente tossico, infiammabile, colpisce il vetro, una maschera antigas e, se si versano 900 chilogrammi, corrode 30 cm di cemento e un metro di ghiaia — tutto ciò è vero. Ma abbiamo concordato — liquidi.
Esiste però un liquido giallo — pentafluoruro di iodio IF5, un liquido incolore — trifluoruro di bromo BrF3, di colore giallo chiaro — pentafluoruro di bromo BrF5, che non sono da meno. BrF5, per esempio, dissolve anch'esso vetro, metalli e cemento.
Analogamente, tra tutti i fluoruri dello zolfo, solo il decafluoruro di disolfo (che a volte viene chiamato anche pentafluoruro di zolfo) è un liquido incolore con la formula S2F10. Ma questo composto è piuttosto stabile a temperature normali, non si degrada in acqua - quindi non è particolarmente corrosivo. È vero, è 4 volte più tossico del fosgene con un meccanismo d'azione simile.
A proposito, si dice che il pentafluoruro di iodio fosse un "gas speciale" per riempire l'atmosfera nella navetta di salvataggio negli ultimi fotogrammi del film "Alien" del 1979. Non lo ricordo, onestamente.
Superacidi
Il termine "superacido" è stato introdotto da James Conant nel 1927 per classificare acidi più forti degli acidi minerali comuni. In alcune fonti, l'acido cloridrico è considerato un superacido, anche se non è così: è un normale acido minerale.
Una serie di superacidi sono minerali ai quali è stato aggiunto un alogeno: l'alogeno attira a sé gli elettroni, tutti gli atomi si arrabbiano molto, e al solito tocca all'idrogeno: esso si separa sotto forma di H+ - bam: ecco che l'acido diventa più forte.
Esempi - acido fluorosolforico e acido clorosolforico
L'acido fluorosolforico ha una funzione di Hammett di -15,1, e per inciso, grazie al fluoro, questo acido dissolve gradualmente il contenitore in cui è conservato.
Poi qualcuno di ingegnoso ha pensato: e se prendessimo un acido di Lewis (una sostanza capace di accettare una coppia di elettroni di un'altra sostanza) e lo mescolassimo con un acido di Brønsted (una sostanza capace di cedere un protone)! Abbiamo mescolato il pentafluoruro di antimoni con l'acido fluoridrico - abbiamo ottenuto l'acido esa fluoridico di antimonio HSbF6. In questo sistema, l'acido fluoridrico rilascia un protone (H+), mentre la base coniugata (F−) si isola mediante un legame coordinativo con il pentafluoruro di antimoni. Così si forma un grande anione ottaedrico (SbF6−), che è un nucleofilo molto debole e una base molto debole. Diventando "libero", il protone determina l'acidità super della soluzione - funzione di Hammett di -28!
E poi sono arrivati altri e hanno detto, perché questo acido di Brønsted è stato scelto debole - e hanno inventato questo.
Acido tetrafluormetan sulfonico
è già di per sé un superacido (funzione di Hammett - 14,1). Ebbene, a questo si è aggiunto di nuovo il pentafluoruro di antimoni - abbiamo ottenuto una riduzione fino a -16,8! Lo stesso trucco con l'acido fluorosolforico ha portato a una riduzione fino a -23.
E poi un gruppo di ricercatori del dipartimento di chimica dell'università americana della California, guidato dal professor Christopher Reed, ha collaborato con colleghi dell'Istituto di catalisi della SB RAS (Novosibirsk) e hanno inventato l'acido carboranico H(CHB11Cl11). È stato chiamato "carboranico" per il pubblico comune, ma se vuoi sentirti uno scienziato, pronuncia "2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undecachloro-1-carba-closo-dodecaborano(12)" tre volte e veloce.
Ecco come appare questa bellezza.
Questo è un po' di polvere secca, solubile in acqua. È il più forte acido conosciuto al momento. L'acido carboranico è circa un milione di volte più forte dell'acido solforico concentrato. Non è possibile misurare la forza dell'acido su scale normali, perché l'acido protona tutte le basi deboli conosciute e tutti i solventi in cui si dissolve, inclusa l'acqua, il benzene, il fullerene-60, il biossido di zolfo.
Successivamente, Christopher Reed ha dichiarato in un'intervista al servizio notizie di Nature: "L'idea di sintetizzare l'acido carboranico è nata da fantasie ‘su molecole mai create prima.’ Insieme ai suoi colleghi, vuole utilizzare l'acido carboranico per ossidare gli atomi del gas inerte xenon — semplicemente perché nessuno l'ha mai fatto prima. Originale, da dire.
Beh, poiché gli superacidi sono semplici acidi, agiscono normalmente, solo un po' più forte. È chiaro che bruceranno la pelle, ma non significa che dissolveranno. L'acido fluorosulfonico è un caso a parte, ma lì è tutto grazie al fluoro, come nell'acido fluoridrico.
Acidi tri alogeno acetico
In particolare, l'acido trifluoroacetico e l'acido tricloroacetico.
Sono affabili e gradevoli, combinando le proprietà di un solvente organico polare e un acido abbastanza forte. Hanno un odore simile all'aceto.
Il più dolce è l'acido trifluoroacetico: una soluzione al 20% distrugge metalli, sughero, gomma, bachelite, polietilene. Sulla pelle brucia e forma ulcere secche che arrivano fino al muscolo.
L'acido tricloroacetico è in questo senso un fratello minore, ma è comunque efficace. A proposito, applausi per il sesso debole: nella ricerca della bellezza, alcune persone si sottopongono alla cosiddetta procedura di peeling TCA (TCA è l'acronimo di TetraChloroAcetato) — quando usano quest'acido tricloroacetico per dissolvere lo strato superiore indurito della pelle.
In verità, se l'estetista si distrae al telefono, potrebbe esserci un errore.
Ecco, più o meno, se parliamo di liquido e di aggressività. Ci saranno ulteriori aggiunte?
Fonte: habr.com
