– Questi idioti hanno messo un contenitore di porcellana con "gelatina" in una camera speciale, completamente isolata… Cioè, pensavano che la camera fosse completamente isolata, ma quando hanno aperto il contenitore con i manipolatori, la "gelatina" è passata attraverso il metallo e la plastica come acqua attraverso una spugna, è fuoriuscita e tutto ciò con cui entrava in contatto si trasformava di nuovo in "gelatina". Sono morti trentacinque persone, oltre cento sono state mutilate e l'intero edificio del laboratorio è stato reso completamente inagibile. Ci sei mai stato? Una costruzione magnifico! E ora la "gelatina" è colata nei sotterranei e ai piani inferiori… Ecco un preludio al contatto.
— A. Strugatsky, B. Strugatsky "Picnic sul ciglio della strada"
Ciao, %%username%!
Nel fatto che io stia ancora scrivendo qualcosa, incolpate . Ha ispirato l'idea.
Semplicemente, dopo aver riflettuto un po', ho deciso che un breve excursus su sostanze caustiche sarebbe risultato relativamente veloce. Forse a qualcuno interesserà. E a qualcun altro sarà anche utile.
Andiamo.
Stabiliamo subito i concetti.
Caustico — 1. Che corrode chimicamente. 2. Acuto, che provoca irritazione, dolore. 3. Sarcastico, pungente.
Ozhogov S.I. Dizionario della lingua russa. — Mosca: Russ. jęz., 1990. — 921 p.
Escludiamo quindi subito gli ultimi due valori della parola. Escludiamo anche i lacrimogeni "acidi" — che non sono tanto acidi, quanto evocano lacrimazione, e i sterniti — che provocano tosse. Sì, sotto ci saranno sostanze che possiedono anche queste proprietà, ma ciò che è importante! — corrodono davvero i materiali, a volte anche la carne.
Non considereremo le sostanze che sono caustiche solo per l'uomo e simili — a causa della distruzione specifica delle membrane cellulari. Pertanto, gli ipriti rimarranno non considerati.
Esamineremo i 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.
Come al solito, la visione sarà esclusivamente soggettiva, basata sulla propria esperienza. E sì — è molto probabile che io non menzioni qualcuno — scrivi un commento, %username%, entro tre giorni dalla pubblicazione, aggiungerò all'articolo ciò che ho dimenticato fin dall'inizio!
E sì — non ho tempo e energia per costruire una "classifica", quindi sarà un insieme variegato. E con tutte le eccezioni — è risultata piuttosto breve.
Sostanze caustiche
E nello specifico — idrossidi di metalli alcalini: litio, sodio, potassio, rubidio, cesio, francio, idrossido di tallio (I) e idrossido di bario. Ma:
- Scartiamo litio, cesio, rubidio e bario — costosi e raramente reperibili.
- Se tu, %username%, incontri l'idrossido di francio, le sue proprietà tossiche ti preoccuperanno per ultime — è estremamente radioattivo.
- Lo stesso vale per il tallio — è incredibilmente velenoso.
Quindi rimangono sodio e potassio. Ma diciamolo chiaramente — le proprietà di tutti gli alcali corrosivi sono molto simili.
L'idrossido di sodio — conosciuto come "soda caustica" — è noto a tutti. Anche l'idrossido di potassio come additivo alimentare E525 — è riconosciuto. Entrambi hanno proprietà simili: sono altamente igroscopici, cioè attirano umidità, e si "sciolgono" nell'aria. Si dissolvono bene in acqua, liberando una grande quantità di calore.
La «carie» nell'aria è essenzialmente la formazione di soluzioni molto concentrate di alcali. Pertanto, se si posiziona un pezzo di soda caustica su carta, pelle e alcuni metalli (come l'alluminio) — dopo un po' si scoprirà che il materiale è stato ben mangiato! Ciò che veniva mostrato in «Fight Club» è molto vicino alla realtà: davvero, mani sudate — se in contatto con l'idrossido — farà male! Personalmente, l'ho trovato più doloroso rispetto all'acido cloridrico (di cui parlerò più avanti).
Tuttavia, se le mani sono molto secche — probabilmente non si sentirà nulla nella soda secca.
Le alcali caustici dissolvono efficacemente i grassi in glicerina e sali di acidi grassi — proprio come la preparazione del sapone (saluti, "Fight Club!"). Ci vuole un po' più di tempo, ma le proteine si decomprimono con la stessa efficienza — in sostanza, gli alcali dissolvono la carne, specialmente le soluzioni concentrate — soprattutto se riscaldate. Tuttavia, a differenza dell'acido cloridrico (di cui parleremo fra poco), tutti gli alcali assorbono anidride carbonica dall'atmosfera, riducendo progressivamente la loro forza. Inoltre, gli alcali reagiscono anche con i componenti del vetro — il vetro diventa opaco, anche se per dissolverlo completamente è necessario fare uno sforzo.
Tra gli alcali caustici si possono includere anche gli idrossidi di tetraalchileammonio, per esempio
Idrossido di tetrametilammonio
In realtà, queste sostanze combinano le proprietà delle sostanze attive cationiche (pensala come il normale sapone, solo che è cationico: qui la parte attiva è una parte difilica con carica "+", mentre nel sapone è con carica "-") e una relativa alta basicità. Se ti entra in contatto, puoi fare schiuma in acqua e lavarti come con il sapone; se riscaldi i capelli, la pelle o le unghie in una soluzione acquosa, si scioglieranno. La "causticità" rispetto agli idrossidi di sodio e potassio è piuttosto modesta.
Acido solforico
H2SO4
Probabilmente la più popolare in tutte le storie. Non è la più caustica, ma è abbastanza spiacevole: l'acido solforico concentrato (che è al 98%) è un liquido oleoso che ama molto l'acqua, da cui tutti ne sono privati. Sottraendo acqua dalla cellulosa e dallo 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 sarà davvero un'avventura). Alcune persone particolarmente gentili mescolano l'acido solforico con l'olio per renderlo più difficile da risciacquare e per farlo assorbire meglio nella pelle.
In effetti, prelevando acqua, l'acido solforico si riscalda notevolmente, rendendo l'immagine ancora più intensa. Pertanto, lavarlo con acqua è un'idea molto cattiva. Meglio farlo con olio (risciacquando, non strofinando — e poi lavarlo con acqua). Oppure utilizzare un grande getto d'acqua per raffreddare immediatamente.
«Prima l'acqua, poi l'acido — altrimenti succederà un grande guaio!» — questo vale per l'acido solforico, anche se per qualche ragione tutti pensano che si applichi a qualsiasi acido.
Essendo un ossidante, l'acido solforico ossida la superficie dei metalli a ossidi. E poiché l'interazione degli ossidi con gli acidi avviene con l'acqua come catalizzatore — e l'acido solforico non cede acqua — si verifica l'effetto chiamato passivazione: una pellicola d'ossido metallico densa, insolubile e impenetrabile protegge il metallo dalla ulteriore dissoluzione.
In questo meccanismo, l'acido solforico concentrato viene inviato in luoghi lontani come il ferro e l'alluminio. È interessante notare che se si diluisce l'acido — appare acqua, e non è possibile inviarlo — i metalli si dissolvono.
A proposito, l'ossido di zolfo SO3 si dissolve nell'acido solforico formando oleum — che a volte viene erroneamente scritto come H2S2O7, ma non è del tutto corretto. L'oleum ha un'attrazione per l'acqua ancora maggiore.
Le mie sensazioni quando l'acido solforico entra in contatto con la pelle: un po' di calore, poi una lieve bruciatura — ho lavato sotto l'acqua corrente, niente di grave. Non credete ai film, ma sconsiglio di farlo cadere sul viso.
Gli organici usano spesso il cromato o la "miscela cromica" — si tratta di bicromato di potassio disciolto nell'acido solforico. In sostanza, è una soluzione di acido cromico, utile per lavare i piatti da residui organici. Se entra in contatto con la pelle brucia, ma in realtà si tratta di acido solforico più cromo esavalente tossico. Non aspettatevi buchi nella pelle, a meno che sui vestiti.
L'autore di queste righe conosce un idiota che al posto del bicromato di potassio ha usato permanganato di potassio. Al contatto con l'organica ha fatto un po' di rumore. I presenti si sono spaventati, ma nulla di più.
Acido cloridrico
HCl
Oltre il 38% in acqua non esiste. Uno degli acidi più popolari per la dissoluzione — in questo è migliore degli altri, poiché può essere molto puro a livello tecnologico e, oltre all'azione di acido, forma anche cloruri complessi che aumentano la solubilità. A proposito, proprio per questo motivo, il cloruro d'argento insolubile è molto solubile nell'acido cloridrico concentrato.
Questo, quando entra in contatto con la pelle, brucia un po' di più, soggettivamente — provoca anche prurito, inoltre puzza: se in laboratorio lavori molto con acido cloridrico concentrato senza una buona ventilazione — il tuo dentista ti dirà "grazie": lo arricchirai con le otturazioni. A proposito, la gomma da masticare aiuta. Ma non molto. Meglio — la cappa.
Poiché non è oleosa e non si riscalda molto con l'acqua, l'azione corrosiva — è solo sui metalli, e non su tutti. A proposito, l'acciaio si passaivizza nell'acido cloridrico concentrato e le dice "no!". E questo si utilizza durante il trasporto.
Acido nitrico
HNO3
È molto popolare, eppure qualcuno ne ha paura — senza motivo. Concentrata — quella fino al 70% — è la più nota; quella superiore è la 'fumosa', di solito non necessaria. C'è anche quella anidra — che, tra l'altro, può esplodere.
Essendo un ossidante, passivizza molti metalli, che si coprono di un film insolubile e dicono: 'addio' — tra cui cromo, ferro, alluminio, cobalto, nichel e altri.
Reagisce istantaneamente con la pelle secondo il principio della reazione xantoproteica — apparirà una macchia gialla, il che significa che tu, %username%, sei comunque composto di proteine! Dopo un po', la pelle gialla si staccherà, proprio come dopo un'ustione. Inoltre, brucia meno dell'acido cloridrico, anche se puzza non meno — ed è anche più tossica: gli ossidi di azoto volanti non sono affatto buoni per l'organismo.
In chimica si utilizza una cosiddetta 'miscela nitrante' — la più popolare è composta da acido solforico e acido nitrico. Viene usata nelle sintesi, in particolare per ottenere una sostanza divertente — il pirossilina. Per corrosività — è lo stesso cromo piccante più una bella pelle gialla.
Esiste anche l'«acqua regale» — è una parte di acido nitrico per tre parti di acido cloridrico. Viene utilizzata per sciogliere alcuni metalli, principalmente quelli preziosi. Basato su differenti proporzioni e sull'aggiunta di acqua, è fondato il metodo a goccia per testare i campioni di gioielleria — a proposito, è molto difficile ingannare gli specialisti in questo metodo con delle contraffazioni. Per quanto riguarda la causticità per la pelle — è la stessa «miscela nitrificante» e ha un odore inconfondibile, non lo scambieresti con nient'altro, è anche piuttosto tossico.
C'è anche la «vodka regale inversa» — quando il rapporto è invertito, ma è una specificità rara.
Acido fosforico
H3PO4
In realtà, ho fornito la formula dell'acido ortofosforico — il più comune. E ci sono anche acidi metafosforici, polifosforici, ultrafosforici — insomma, ce n'è a sufficienza, ma non importa.
L'acido ortofosforico concentrato (85%) è una sorta di sciroppo. L'acido di per sé è medio, viene spesso usato nell'industria alimentare, a proposito — quando ti mettono otturazioni, la superficie del dente viene preventivamente trattata con acido fosforico.
La corrosività non è il massimo, ma c'è un aspetto sgradevole: questo sciroppo si assorbe bene. Quindi, se dovesse cadere su degli oggetti, si assorbirà e poi lentamente inizierà a corrodere. E se dovesse formarsi una macchia o un buco a causa dell'acido nitrico o cloridrico, con l'acido fosforico l'oggetto si disintegrerà, specialmente sulle scarpe, dove il buco apparirà come se si sgretolasse fino a fare un foro completo.
In generale, però, è difficile definirlo corrosivo.
Acido fluoridrico
HF
L'acido fluoridrico concentrato è circa al 38%, anche se ci possono essere strane eccezioni.
Un acido debole, che ha una sorprendente affinità per gli ioni fluoruro e forma complessi stabili con tutto ciò che può. Perciò riesce sorprendentemente a sciogliere ciò che altre amiche più forti non possono, quindi è spesso usato in diverse miscele per la dissoluzione. Quando entra in contatto con la pelle, le sensazioni saranno maggiormente influenzate da altri componenti di tali miscele, ma c'è un aspetto da considerare.
L'acido fluoridrico scioglie il SiO2. Cioè la sabbia. Cioè il vetro. Cioè il quarzo. E così via. No, se lo versi su una finestra con questo acido, non si scioglierà, ma rimarrà una macchia opaca. Per scioglierlo, bisogna tenerlo a lungo e, ancor meglio, scaldarlo. Durante la dissoluzione si libera SiF4, che è così benefico per la salute che è meglio farlo sotto cappa di aspirazione.
Un piccolo ma piacevole dettaglio: il silicio si trova, %username%, nelle tue unghie. Quindi, se l'acido fluoridrico entra sotto le unghie, non ti accorgerai di nulla. Ma di notte non potrai dormire — farà male così tanto che a volte ti verrà voglia di staccarti un dito. Credimi, amico — lo so.
E in generale, l'acido fluoridrico è tossico, cancerogeno, si assorbe attraverso la pelle e molto altro — ma oggi stiamo parlando di corrosività, vero?
Ricordi che all'inizio avevamo concordato che il fluoro non ci sarebbe stato? E infatti non ci sarà. Ma ci saranno…
Fluoruri dei gas nobili
In realtà, il fluoro è un elemento piuttosto severo, con cui non si può scherzare, e per questo alcuni gas nobili formano con esso fluoruri. Sono noti fluoruri stabili come KrF2, XeF2, XeF4 e XeF6. Tutti questi composti sono cristalli che si decompongono nell'umidità dell'aria a velocità e con facilità diverse, formando acido fluoridrico. La loro corrosività è corrispondente.
Acido iodico
HI
È l'acido binario più forte (in base al grado di dissociazione in acqua). È un potente agente riducente, utilizzato dagli chimici organici. Si ossida nell'aria diventando marrone, macchiando al contatto. La sensazione al contatto è simile a quella dell'acido cloridrico. Tutto qua.
Acido clorico
HClO4
È uno degli acidi più forti (per grado di dissociazione in acqua) in assoluto (competendo con gli superacidi — di cui parleremo più avanti) — la funzione di acidità di Hammett (una misura numerica della capacità di un ambiente di essere donatore di protoni rispetto a una base qualsiasi; minore è il valore, più forte è l'acido) è di -13. L'anidro è un potente ossidante, esplode facilmente ed è generalmente instabile. L'acido concentrato (70%-72%) è un ossidante altrettanto efficace e viene spesso utilizzato nella decomposizione di oggetti biologici. La decomposizione è interessante e coinvolgente perché può esplodere durante il processo: è necessario prestare attenzione affinché non ci siano particelle di carbone e che non si verifichi una reazione troppo vigorosa, ecc. L'acido cloridrico è anche piuttosto impuro — non può essere purificato per frazionamento sottovuoto, esplode facilmente! Perciò, non viene utilizzato frequentemente.
Quando entra in contatto con la pelle, brucia, le sensazioni sono simili a quelle dell'acido cloridrico. Ha un odore pungente. Quando vedete nei film che qualcuno ha gettato un cadavere in un contenitore di acido cloridrico — e si è sciolto, sì, è possibile — ma richiede tempo o calore. Se si riscalda — può esplodere (vedi sopra). Quindi, siate critici nei confronti del cinema (credo di aver visto questa scena in "Cloverfield, 10").
A proposito, la corrosività dell'ossido di cloro (VII) Cl2O7 e dell'ossido di cloro (VI) Cl2O6 è il risultato della loro interazione con l'acqua, formando acido cloridrico.
E ora immaginiamo di voler unire in un'unica molecola una forte acidità e la corrosività del fluoro: prendiamo una molecola di acido cloridrico o solforico e sostituiamo tutti i gruppi idrossilici con il fluoro! Ne risulterebbe una sostanza piuttosto sgradevole: essa reagirebbe con l'acqua e composti simili, generando immediatamente un acido forte e acido fluoridrico. Che ne pensi?
Fluoruri di zolfo, bromo e iodio
Ricordi che abbiamo concordato di considerare solo i liquidi? Per questo motivo nel nostro articolo non è incluso trifluoruro di cloro ClF3, che bolle a +12 °C, sebbene tutte le storie spaventose sul fatto che sia terribilmente tossico, infiammi il vetro, richieda una maschera antigas e che se si rovesciano 900 chilogrammi corrode 30 cm di cemento e un metro di ghiaia — è tutto vero. Ma avevamo concordato — solo liquidi.
Tuttavia, c'è un liquido giallo — pentafluoruro di iodio IF5, un liquido incolore — trifluoruro di bromo BrF3, giallo chiaro — pentafluoruro di bromo BrF5, che non è da meno. BrF5, ad esempio, dissolve anche vetro, metalli e cemento.
Analogamente, tra tutti i fluoruri dello zolfo, l'unico liquido è il decafluoruro di disolfuro (a volte chiamato anche pentafluoruro di zolfo) — un liquido incolore con la formula S2F10. Ma questo composto è abbastanza stabile a temperature normali, non si decompone con l'acqua — e quindi non è particolarmente corrosivo. È comunque quattro volte più tossico del fosgene con lo stesso meccanismo d'azione.
A proposito, si dice che il pentafluoruro di iodio fosse il "gas speciale" utilizzato per riempire l'atmosfera nella navetta di salvataggio negli ultimi fotogrammi del film "Alien" del 1979. Non me lo ricordo, a dire il vero.
Superacidi
Il termine "superacido" è stato introdotto da James Conant nel 1927 per classificare acidi più forti delle normali acidi minerali. In alcune fonti, si considera l'acido cloridrico come un superacido, anche se in realtà non lo è — è un normale acido minerale.
Una serie di superacidi sono minerali a cui è stato legato un alogeno: l'alogeno attrae gli elettroni, tutti gli atomi si arrabbiano molto, e come al solito tocca all'idrogeno: quello si distacca sotto forma di H+ — bam: ecco che l'acido è diventato più forte.
Esempi — acidi fluorosolfonici e clorosolfonici
Per l'acido difluorico, la funzione di Hammett è -15,1; grazie al fluoro, questo acido dissolve gradualmente il tubo in cui è conservato.
Poi qualcuno di intelligente ha pensato: perché non prendiamo l'acido di Lewis (una sostanza capace di accettare una coppia di elettroni da un'altra sostanza) e mescoliamolo con l'acido di Brønsted (una sostanza capace di donare un protone)? Abbiamo mescolato il pentafluoruro di antimonio con l'acido fluoridrico e abbiamo ottenuto l'acido esafluoroantimonioso HSbF6. In questo sistema, l'acido fluoridrico rilascia un protone (H+), mentre la base coniugata (F−) è isolata da un legame di coordinazione con il pentafluoruro di antimonio. Così si forma un grande anione ottaedrico (SbF6−), che è un nucleofilo molto debole e una base molto debole. Rendendosi 'libero', il protone determina l'iperacidità del sistema — funzione di Hammett -28!
Poi sono venuti altri e hanno detto: perché abbiamo preso un acido di Brønsted debole — e hanno inventato questo.
L'acido tetrafluorometansulfonico
— è già un superacido di per sé (funzione di Hammett — 14,1). Così, a questo è stato aggiunto di nuovo il pentafluoruro di antimonio — e hanno ottenuto una riduzione fino a -16,8! Lo stesso trucco con l'acido fluorosolfonico ha portato a una riduzione fino a -23.
E poi un gruppo di scienziati del dipartimento di chimica dell'Università della California, guidato dal professor Christopher Reid, ha collaborato con i colleghi dell'Istituto di catalisi della Siberian Branch dell'Accademia delle scienze (Novosibirsk) e ha inventato l'acido carboranico H(CHB11Cl11). Si chiama «carboranico» per la gente comune, ma se vuoi sentirti uno scienziato — pronuncia «2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-Undecachlor-1-carba-closododecaborano(12)» tre volte di seguito e in fretta.
Ecco come si presenta questa bellezza
Questo è un polverino secco, solubile in acqua. È l’acido più forte al momento attuale. L'acido carboranico è circa un milione di volte più forte dell'acido solforico concentrato. Nelle scale normali non è possibile misurare la forza dell'acido, poiché quest'ultimo protona tutte le basi deboli conosciute e tutti i solventi in cui si dissolve, compresi acqua, benzene, fullerene-60, diossido di zolfo.
In seguito, Christopher Reed ha dichiarato in un'intervista alla testata Nature: «L'idea della sintesi dell'acido carboranico è nata da fantasie sui "molecole che non erano mai state create prima". Insieme ai suoi colleghi, intende utilizzare l'acido carboranico per ossidare gli atomi di gas nobile xeno — semplicemente perché nessuno l'ha mai fatto. Originale, da dire.
Beh, poiché gli superacidi sono acidi normali, agiscono normalmente, solo un po' più forti. Certo, bruceranno la pelle, ma questo non significa che dissolvano. L'acido fluorosulfonico è un caso a parte, ma lì è tutto merito del fluoro, proprio come nell'acido fluoridrico.
Acidi trigalogenocarbonici
E in particolare — acido trifluoracetico e acido tricloroacetico
Caratterizzati da una piacevole combinazione di proprietà di un solvente polare organico e di un acido sufficientemente forte. Hanno un odore — sembra aceto.
La più carina è l'acido trifluoracetico: una soluzione al 20% distrugge metalli, tappi, gomma, bakelite, polietilene. Sulla pelle brucia e forma ulcere secche che arrivano fino al strato muscolare.
L'acido tricloroacetico in questo aspetto è il fratello minore, ma ha il suo valore. Inoltre, un applauso alle donne: nella ricerca della bellezza, alcune si sottopongono alla cosiddetta procedura di peeling TCA (TCA è TetraChloroAcetate) — in cui questo stesso acido tricloroacetico dissolve lo strato superficiale indurito della pelle.
In effetti, se l'estetista si distrae al telefono, può succedere un disastro.
Ecco, più o meno, se parliamo di liquidità e aggressività. Ci saranno ulteriori aggiunte?
Fonte: habr.com
