על מי חמצן וחיפושית הרקטה

הנושא של הערה זו מתבשל כבר זמן רב. ואף על פי בקשת קוראי הערוץ LAB-66, רק רציתי לכתוב על עבודה בטוחה עם מי חמצן, אבל בסופו של דבר, מסיבות שאני לא מבין (כן!) בסופו של דבר יצא לי לקרוא ארוך נוסף. תערובת של פופסקי, דלק רקטות, "חיטוי קורונה" וטיטרציה פרמנגנומטרית. אֵיך נכון לאחסן מי חמצן, באיזה ציוד מגן להשתמש במהלך העבודה וכיצד להימלט במקרה של הרעלה - אנחנו מסתכלים מתחת לחתך.
נ.ב החיפושית מהתמונה נקראת למעשה "סקורר". והוא גם הלך לאיבוד בין הכימיקלים 🙂

מוקדש ל"ילדי החמצן"...

אחינו התאהב במי חמצן, הו, איך הוא התאהב. אני חושב על זה בכל פעם שאני רואה שאלה כמו "בקבוק מי חמצן מנופח. מה לעשות?" אגב, אני נפגש די הרבה 🙂

באופן לא מפתיע, בחלל הפוסט-סובייטי, מי חמצן (תמיסת 3%) הוא אחד מחומרי החיטוי ה"עממיים" האהובים. ולשפוך על הפצע, ולחטא את המים ולהרוס את הקורונה (לאחרונה). אבל למרות הפשטות והנגישות לכאורה, המגיב הוא די מעורפל, ועליו אדון בהמשך.

הליכה לאורך ה"צמרות" הביולוגיות ...

עכשיו הכל עם הקידומת eco- הוא אופנתי: מוצרים ידידותיים לסביבה, שמפו ידידותיים לסביבה, דברים ידידותיים לסביבה. כפי שאני מבין זאת, אנשים רוצים להשתמש בשמות התואר האלה כדי להבחין בין דברים ביוגניים (כלומר, אלה שנמצאו באורגניזמים חיים בהתחלה) מדברים סינתטיים גרידא ("כימיה קשה"). לכן, בהתחלה, הקדמה קטנה, שאני מקווה שתדגיש את הידידותיות הסביבתית של מי חמצן ותוסיף לה ביטחון בקרב ההמונים 🙂

אז מה זה מי חמצן? זֶה פרוטוזואה תרכובת מי חמצן, אשר בהרכבה שני אטומי חמצן בבת אחת (הם מחוברים בקשר -או-). איפה שיש סוג כזה של חיבור, יש חוסר יציבות בשבילך, יש חמצן אטומי, ותכונות חמצון חזקות, והכל. אבל למרות חומרת החמצן האטומי, מי חמצן קיים ביצורים חיים רבים, כולל. ובאדם. הוא נוצר בכמויות מיקרו במהלך תהליכים ביוכימיים מורכבים ומחמצן חלבונים, שומני ממברנה ואפילו DNA (בשל רדיקלי החמצן המתקבלים). הגוף שלנו בתהליך האבולוציה למד להתמודד עם מי חמצן בצורה יעילה למדי. הוא עושה זאת בעזרת האנזים סופראוקסיד דיסמוטאז, אשר הורס תרכובות מי חמצן לחמצן ומי חמצן, בתוספת האנזים קטלאז אשר מי חמצן עבור אחד או שניים יהפוך לחמצן ומים.

אנזימים יפים במודלים תלת מימדיים
התחבא מתחת לספוילר. אני אוהב להסתכל עליהם, אבל פתאום מישהו לא אוהב את זה...

אגב, הודות לפעולת הקטלאז, הקיימת ברקמות הגוף שלנו, הדם "רותח" במהלך הטיפול בפצעים (תהיה הערה נפרדת לגבי פצעים בהמשך).

למי חמצן יש גם "פונקציית הגנה" חשובה בתוכנו. לאורגניזמים חיים רבים יש אברון כל כך מעניין (המבנה הדרוש לתפקוד תא חי) כמו פרוקסיזום. מבנים אלו הם שלפוחיות שומניות שבתוכם יש ליבה דמוית גביש, המורכבת מצינורית ביולוגית "microreactors". בתוך הגרעין מתרחשים תהליכים ביוכימיים שונים, כתוצאה מהם נוצר מי חמצן מחמצן אטמוספרי ותרכובות אורגניות מורכבות בעלות אופי שומני!

אבל הדבר המעניין ביותר כאן הוא למה מי חמצן זה משמש אז. לדוגמה, בתאי הכבד והכליות, ה-H2O2 שנוצר הולך להרוס ולנטרל את הרעלים הנכנסים לדם. אצטלדהיד, הנוצר במהלך חילוף החומרים של משקאות אלכוהוליים (ומי אחראי להנגאובר) - זהו גם הכשרון של העובדים הקטנים והבלתי נלאים שלנו של פרוקסיסומים, ו"אמא" של מי חמצן.

כדי שהכל לא ייראה כל כך ורוד עם פרוקסידים, פִּתְאוֹם הרשו לי להזכיר לכם על מנגנון הפעולה של קרינה על רקמה חיה. מולקולות של רקמות ביולוגיות סופגות אנרגיית קרינה והן מיוננות, כלומר. להיכנס למצב תורם להיווצרות תרכובות חדשות (לרוב מיותרות לחלוטין בתוך הגוף). מים הם לרוב והכי קל מיוננים, זה מתרחש רדיוליזה. בנוכחות חמצן, בהשפעת קרינה מייננת, נוצרים רדיקלים חופשיים שונים (OH- ואחרים דומים להם) ותרכובות פרוקסיד (H2O2 בפרט).

הפרוקסידים המתקבלים מקיימים אינטראקציה פעילה עם התרכובות הכימיות של הגוף. אמנם אם ניקח כדוגמה את אניון הסופראוקסיד (O2-) הנוצר לעיתים במהלך רדיוליזה, אז כדאי לומר שיון זה נוצר גם בתנאים רגילים, באורגניזם בריא לחלוטין, ללא רדיקלים חופשיים נויטרופילים и מקרופאגים החסינות שלנו לא יכלה להרוס זיהומים חיידקיים. הָהֵן. לגמרי בלי אלה רדיקלים חופשיים בכל אופן זה בלתי אפשרי - הם מלווים תגובות חמצון ביוגניות. הבעיה מתעוררת כאשר יש יותר מדי מהם.

זה כדי להילחם ב"יותר מדי" תרכובות מי חמצן שהאדם המציא דברים כמו נוגדי חמצון. הם מעכבים את החמצון של חומרים אורגניים מורכבים עם היווצרות של פרוקסידים וכו'. רדיקלים חופשיים ובכך להפחית את רמת מתח חמצוני.

עקה חמצונית היא תהליך של נזק לתאים עקב חמצון (=יותר מדי רדיקלים חופשיים בגוף)

למרות שלמעשה, התרכובות הללו לא נותנות שום דבר חדש, למה שכבר זמין, כלומר. "נוגדי חמצון פנימיים" - סופראוקסיד דיסמוטאז וקטלאז. ובכלל, אם משתמשים בהם בצורה לא נכונה, נוגדי חמצון סינתטיים לא רק שלא יעזרו, אלא שהלחץ החמצוני הזה גם יגבר.

הערה לגבי "מי חמצן ופצעים". למרות שמי חמצן הוא דבר קבוע בערכות עזרה ראשונה בבית (ובמפעל), יש עדויות לכך שהשימוש ב-H2O2 מפריע לריפוי פצעים וגורם להצטלקות בגלל מי חמצן הורס תאי עור שזה עתה נוצרו. רק ריכוזים נמוכים מאוד נותנים השפעה חיובית (0,03% תמיסה, כלומר אתה צריך לדלל 3% בית מרקחת 100 פעמים), ורק עם יישום בודד. אגב, גם פתרון "מוכן לקורונה" של 0,5%. מונע ריפוי. אז, כמו שאומרים, סמוך אבל תוודא.

מי חמצן בחיי היומיום ו"נגד וירוס קורונה"

אם מי חמצן יכול אפילו להפוך אתנול לאצטאלדהיד בכבד, אז זה יהיה מוזר לא להשתמש בתכונות החמצון הנפלאות הללו בחיי היומיום. הם משמשים בפרופורציות הבאות:

מחצית מכל מי חמצן המיוצר על ידי התעשייה הכימית משמשת להלבנת עיסת וסוגים שונים של נייר. את המקום השני (20%) הביקוש תופס ייצור אקונומיקה שונים המבוססים על פרוקסידים אנאורגניים (נתרן פרקרבונט, נתרן פרבוראט וכו' וכו'). פרוקסידים אלה (לעתים קרובות בשילוב עם TAED כדי להפחית את טמפרטורת ההלבנה, tk. peroxosalts לא עובדים בטמפרטורות מתחת ל-60 מעלות) משמשים בכל מיני "פרסול" וכו'. (ניתן למצוא פרטים נוספים כאן). לאחר מכן מגיעה הלבנת בדים וסיבים (15%) וטיהור מים (10%) עם מרווח קטן. ולבסוף, החלק שנשאר מתחלק שווה בשווה בין דברים כימיים גרידא ושימוש במי חמצן למטרות רפואיות. אני אתעכב על האחרון ביתר פירוט, מכיוון שככל הנראה מגיפת הקורונה תשנה את המספרים בתרשים (אם הוא לא השתנה כבר).

מי חמצן משמש באופן פעיל לעיקור משטחים שונים (כולל מכשירים כירורגיים) ולאחרונה גם בצורה של קיטור (מה שנקרא. VHP - מי חמצן אידוי) לעיקור של הנחות. האיור שלהלן הוא דוגמה למחולל קיטור פרוקסיד כזה. כיוון מבטיח מאוד, שעדיין לא הגיע לבתי החולים המקומיים ...

באופן כללי, מי חמצן מראה יעילות חיטוי גבוהה עבור מגוון רחב של וירוסים, חיידקים, שמרים ונבגי חיידקים. יש לציין כי עבור מיקרואורגניזמים מורכבים, עקב הימצאותם של אנזימים המפרקים פרוקסיד (מה שנקרא פרוקסידאזות, שקטלאז הוא מקרה מיוחד שלהן), ניתן להבחין בסובלנות (~יציבות). זה נכון במיוחד עבור תמיסות עם ריכוזים מתחת ל-1%. אבל מול 3%, ואפילו יותר 6-10%, שום דבר עדיין לא יכול להתאפק, לא וירוס ולא נבג חיידקי.

למעשה, יחד עם אלכוהול אתיל ואיזופרופיל ונתרן היפוכלוריט, מי חמצן נמצא ברשימת חומרי החיטוי "חיוניים" לחיטוי משטחים מ-COVID-19. אם כי לא רק מ-COVID-19. בתחילת כל הווירוס הנגיף, אנחנו עם הקוראים ערוץ טלגרם בשימוש פעיל בעת בחירת המלצות חיטוי מ מאמרים. ההמלצות מתייחסות לנגיף קורונה בכלל, ול-COVID-19 בפרט. אז אני ממליץ להוריד ולהדפיס את המאמר (למתעניינים בנושא זה).

סימן חשוב לחיטוי צעיר

במהלך הזמן שחלף מאז תחילת המגיפה, דבר לא השתנה מבחינת ריכוזי העבודה. אבל זה השתנה, למשל, ביחס לצורות שבהן ניתן להשתמש במי חמצן. כאן אני רוצה להיזכר מיד במסמך המוצרים האנטי-מיקרוביאליים הרשומים של EPA לשימוש נגד נגיף קורונה SARS-CoV-2, הגורם ל-COVID-19 עם קומפוזיציות מומלצות לחיטוי. באופן מסורתי התעניינתי במגבונים ברשימה הזו (באופן מסורתי, כי אני אוהב מגבונים מחטאים, היפוכלוריט אותי כבר עשיתיו-100% מרוצה מהם. במקרה הזה, התעניינתי במוצר אמריקאי כזה כמו מגבונים של אוקסיביר (או המקבילה שלו מגבונים Oxivir 1) מבית Diversey Inc.

יש כמה מרכיבים פעילים המופיעים שם:

מי חמצן 0.5%

פשוט ובטוב טעם. אבל למי שרוצה לחזור על הרכב כזה ולהשרות את המגבונים הלחים המותאמים אישית שלו, אני אגיד שמלבד מי חמצן, תמיסת ההספגה מכילה גם:

חומצה זרחתית (חומצה זרחתית - מייצב) 1-5%
חומצה 2-Hydroxybenzoic (חומצה סליצילית) 0,1-1,5%

מדוע כל ה"זיהומים" הללו יתבררו כשתקראו את הסעיף על יציבות.

בנוסף לקומפוזיציה, אני רוצה גם להיזכר במה שכתוב בו הוראה ל-Oxivir הנזכר. שום דבר לא חדש ביסודו (ביחס לטבלה הראשונה), אבל אהבתי את ספקטרום הווירוסים שניתן לחטא.

אילו וירוסים מי חמצן יכול להתגבר

ולא הייתי אני אם לא הייתי מזכירה שוב את החשיפה במהלך העיבוד. כמו קודם (=כמו תמיד) מומלץ לעשות זאת כאשר ניגבו עם מגבונים לחים, כל המשטחים הקשים ולא נקבוביים נשארו רטובים בעליל למשך 30 שניות לפחות (או יותר מדקה!) כדי לנקות הכל וכולם (וגם זה ה-COVID-19 שלך).

מי חמצן כחומר כימי

הסתובבנו בשיח, עכשיו הגיע הזמן לכתוב על מי חמצן, מנקודת מבטו של כימאי. למרבה המזל, השאלה הזו (ולא איך נראה הפרוקסיזום) היא שמעניינת לרוב משתמש חסר ניסיון שמחליט להשתמש ב-H2O2 למטרותיו שלו. בואו נתחיל עם המבנה התלת מימדי (כפי שאני רואה אותו):

איך הילדה סשה רואה את המבנה, שחוששת שהפרוקסיד עלול להתפוצץ (עוד על כך בהמשך)
"תרנגול רץ מראה למטה"

מי חמצן טהור הוא נוזל שקוף (כחלחל לריכוזים גבוהים). הצפיפות של תמיסות מדוללות קרובה לצפיפות המים (1 גרם/סמ"ק), תמיסות מרוכזות צפופות יותר (3% - 35 גרם/סמ"ק...1,13% - 3 גרם/סמ"ק וכו'). לפי צפיפות (בנוכחות הידרומטרים), אתה יכול לקבוע במדויק את ריכוז התמיסה שלך (מידע מ מאמרים).

מי חמצן טכני ביתי יכול להיות משלוש דרגות: A = ריכוז 30-40%, B = 50-52%, C = 58-60%. לעתים קרובות יש שם כזה כמו "פרהידרול" (פעם היה אפילו הביטוי "בלונדינית פרהידרול"). למעשה, זה עדיין אותו "מותג A", כלומר. תמיסה של מי חמצן בריכוז של כ-30%.

הערה לגבי הלבנה. מאז שזכרנו את הבלונדיניות, ניתן לציין שמי חמצן מדולל (2-10%) ואמוניה שימשו כהרכב הלבנה ל"הפעלת" שיער. עכשיו זה נוהג לעתים רחוקות. אבל יש הלבנת שיניים מי חמצן. אגב, הלבנת עור הידיים לאחר מגע עם מי חמצן היא גם סוג של "הידרוליזה מופעלת" הנגרמת על ידי אלפים microemboli, כלומר חסימות של נימים שנוצרו במהלך פירוק של מי חמצן עם בועות חמצן.

מי חמצן טכני רפואי הופך כאשר מוסיפים למי חמצן מים דה-מינרליים בריכוז של 59-60%, ומדלל את התרכיז לרמה הרצויה (3% בשטחים פתוחים ביתיים, 6% בארה"ב).

בנוסף לצפיפות, פרמטר חשוב הוא רמת ה-pH. מי חמצן היא חומצה חלשה. התמונה למטה מציגה את התלות של ה-pH של תמיסת מי חמצן בריכוז המסה:

ככל שהתמיסה מדללת יותר, ה-pH שלה קרוב יותר ל-pH של המים. ה-pH המינימלי (=הכי חומצי) יורד בריכוזים של 55-65% (דרגה B לפי הסיווג הביתי).

למרות שזה מהסס לציין כאן שלא ניתן להשתמש ב-pH כדי לכמת ריכוז מכמה סיבות. ראשית, כמעט כל החמצן המודרני מתקבל על ידי חמצון אנתרקינונים. תהליך זה מייצר תוצרי לוואי חומציים שיכולים להגיע למי חמצן המוגמר. הָהֵן. ה-pH עשוי להיות שונה מזה המוצג בטבלה לעיל בהתאם לטוהר ה-H2O2. פרוקסיד טהור במיוחד (למשל, שמתאים לדלק רקטות ועליו אדבר בנפרד) אינו מכיל זיהומים. שנית, לרוב מוסיפים מייצבים חומציים למי חמצן מסחרי (החמצן יציב יותר ב-pH נמוך), אשר "ישמן" את הקריאות. ושלישית, מייצבי קלאט (לקשירת זיהומי מתכת, עוד עליהם בהמשך) יכולים להיות גם אלקליים או חומציים ולהשפיע על ה-pH של התמיסה הסופית.

הדרך הטובה ביותר לקבוע ריכוז היא טיטרציה (כמו במקרה של נתרן היפוכלוריט ~ "לבן"). הטכניקה זהה לחלוטין, אך רק כל הריאגנטים הדרושים לבדיקה זמינים בקלות רבה. אנחנו צריכים חומצה גופרתית מרוכזת (אלקטרוליט סוללה) ואשלגן פרמנגנט רגיל. כשב' גייטס פעם צעק "640 קילובייט של זיכרון זה מספיק לכולם!", גם אני אצעק עכשיו "כולם יכולים לטיטר מי חמצן!" :). למרות העובדה שהאינטואיציה אומרת לי שאם אתה קונה מי חמצן בבית מרקחת ולא מאחסן אותו במשך עשרות שנים, סביר להניח שתנודות הריכוז לא יעלו על ± 1%, בכל זאת אתאר את שיטת האימות, מכיוון שהריאגנטים זמינים האלגוריתם הוא די פשוט.

בדיקת מי חמצן מסחרית לאיתור כינים
כפי שאתה יכול לנחש, נבדוק באמצעות טיטרציה. הטכניקה מאפשרת לקבוע במדויק ריכוזים בין 0,25 ל-50%.

אלגוריתם האימות הוא כדלקמן:

1. הכן תמיסה 0,1N של אשלגן פרמנגנט. לשם כך, ממיסים 3,3 גרם פרמנגנט אשלגן בליטר מים. הפתרון מחומם לרתיחה ומרתיח במשך 1 דקות.
2. אנו בוחרים את הנפח הנדרש של החמצן הנחקר (בהתאם לריכוז המשוער, כלומר אם היו לך 3%, ציפייה שפתאום הוא הפך ל-50% זה טיפשי):

אנו מעבירים את הנפח הנבחר לבקבוק ומשקללים אותו על המאזניים (אל תשכחו ללחוץ על כפתור Tare כדי לא לקחת בחשבון את משקל הבקבוק עצמו)
3. יוצקים את הדגימה שלנו לבקבוק נפח של 250 מ"ל (או בקבוק תינוק עם סימון נפח) ומעלים עד לסימון ("250") במים מזוקקים. אנחנו מערבבים.
4. יוצקים 500 מ"ל מים מזוקקים לבקבוק חרוטי של 250 מ"ל ("צנצנת חצי ליטר"), מוסיפים 10 מ"ל חומצה גופרתית מרוכזת ו-25 מ"ל מהתמיסה שלנו מפריט 3.
5. טיפה אחר טיפה (רצוי מפיפטה שעליה מסומן הנפח) תמיסה של 0,1N אשלגן פרמנגנט לצנצנת חצי ליטר שלנו מפריט 4. ירד - מעורב, טפטף - מעורב. וכך אנו ממשיכים עד שהתמיסה השקופה מקבלת גוון מעט ורדרד. כתוצאה מהתגובה, החמצן מתפרק עם היווצרות חמצן ומים, ומנגן (VI) באשלגן פרמנגנט מופחת למנגן (II).

5H2O2 + 2KMnO4 + 4H2SO4 = 2KHSO4 +2MnSO4 + 5O2 + 8H2O

6. אנו רואים את הריכוז של החמצן שלנו: C H2O2 (משקל משקל%) \u0,1d [נפח תמיסת אשלגן פרמנגנט במ"ל * 0,01701 * 1000 * 2] / [משקל המדגם בגרמים, מסעיף XNUMX] רווח!

דיונים חינם בנושא יציבות אחסון

מי חמצן נחשב לתרכובת לא יציבה, הנוטה לפירוק ספונטני. קצב הפירוק עולה עם עליית הטמפרטורה, הריכוז וה-pH. הָהֵן. באופן כללי, הכלל הוא:

...תמיסות קרות, מדוללות, חומציות מראות את היציבות הטובה ביותר...

הפירוק מקל על ידי: עלייה בטמפרטורה (עלייה במהירות של פי 2,2 לכל 10 מעלות צלזיוס, ובטמפרטורה של כ-150 מעלות, מתרכזים באופן כללי כמו מפולת להתפרק עם פיצוץ), עלייה ב-pH (במיוחד ב-pH > 6-8)

הערה לגבי זכוכית: רק מי חמצן מחומצן ניתן לאחסן בבקבוקי זכוכית, כי. זכוכית נוטה לתת סביבה בסיסית במגע עם מים נקיים, מה שאומר שהיא תתרום לפירוק מואץ.

משפיע על קצב הפירוק ונוכחות זיהומים (בעיקר מתכות מעבר כגון נחושת, מנגן, ברזל, כסף, פלטינה), חשיפה לקרינה אולטרה סגולה. לרוב, הסיבה המורכבת העיקרית היא עלייה ב-pH ונוכחות של זיהומים. בממוצע, עם STP 30% מי חמצן מאבד בערך 0,5% מהמרכיב העיקרי בשנה.

כדי להסיר זיהומים, נעשה שימוש בסינון דק במיוחד (הרחקת חלקיקים) או בצ'לטים (חומרים מורכבים) הקושרים יוני מתכת. יכול לשמש כצ'לטים אצטניליד, קולואיד סטנאט או נתרן פירופוספט (25-250 מ"ג/ליטר), זרחונים אורגניים, חנקות (מווסת pH+ ומעכבי קורוזיה), חומצה זרחתית (מווסת pH+), סיליקט נתרן (מייצב).

השפעת האולטרה סגול על קצב הפירוק אינה בולטת כמו עבור pH או טמפרטורה, אך היא מתרחשת גם (ראה תמונה):

ניתן לראות כי מקדם ההכחדה המולקולרי עולה עם ירידה באורך הגל האולטרה סגול.

מקדם ההכחדה הטוחני הוא מדד למידת העוצמה של כימיקל סופג אור באורך גל נתון.

אגב, תהליך הפירוק הזה שמתחיל על ידי פוטונים נקרא פוטוליזה:

פוטוליזה (המכונה פוטודיסוציאציה ופוטו-פירוק) היא תגובה כימית שבה חומר כימי (אי-אורגני או אורגני) מפוצל על ידי פוטונים לאחר שהם מתקשרים עם מולקולת מטרה. כל פוטון בעל אנרגיה מספקת (גבוהה מאנרגיית הדיסוציאציה של קשר המטרה) יכול לגרום לפירוק. אפקט דומה להשפעה של אולטרה סגול יכול לתת גם קרני רנטגן וקרני γ.

מה אפשר להגיד באופן כללי. והעובדה שיש לאחסן מי חמצן בכלי אטום, ורצוי בבקבוקי זכוכית חומים שחוסמים עודפי אור (למרות ש"סופג" ! = "מתפרק מיד"). גם לא כדאי לשמור בקבוק מי חמצן ליד מכשיר הרנטגן 🙂 ובכן, מהאחד הזה (UR 203Ex (?):

… מ "ככהיש להרחיק גם מי חמצן (והאהוב שלך, למען האמת).

חשוב שבנוסף להיותו אטום, המיכל/בקבוק חייב להיות עשוי מחומרים "עמידים למי חמצן" כמו נירוסטה או זכוכית (טוב, חלק מפלסטיק וסגסוגות אלומיניום). שלט עשוי להיות שימושי להתמצאות (הוא יהיה שימושי, בין היתר, לרופאים שעומדים לעבד את הציוד שלהם):

מקרא התווית הוא כדלקמן: A - תאימות מעולה, B - תאימות טובה, השפעה קטנה (מיקרוקורוזיה או שינוי צבע), C - תאימות גרועה (לא מומלץ לשימוש ארוך טווח, אובדן חוזק וכו'), D - ללא תאימות (= לא ניתן להשתמש). מקף פירושו "אין מידע זמין". מדדים מספריים: 1 - משביע רצון ב-22°C, 2 - משביע רצון ב-48°C, 3 - משביע רצון, בשימוש באטמים ואטמים.

בטיחות מי חמצן

סביר להניח שלכל מי שקרא עד סעיף זה ברור שמי חמצן הוא חומר מחמצן חזק, כלומר חיוני לאחסן אותו הרחק מחומרים דליקים/דליקים וחומרים מפחיתים. H2O2, גם טהור וגם מדולל, יכול להיווצר תערובות נפץ במגע עם תרכובות אורגניות. בהתחשב בכל האמור לעיל, אתה יכול לכתוב כך

מי חמצן אינו תואם חומרים דליקים, כל נוזלים ומתכות דליקים ומלחיהם (בסדר יורד של הפעולה הקטליטית) - אוסמיום, פלדיום, פלטינה, אירידיום, זהב, כסף, מנגן, קובלט, נחושת, עופרת

אם כבר מדברים על זרזי פירוק מתכת, אי אפשר שלא לומר בנפרד על אוסמיום. זוהי לא רק המתכת הצפופה ביותר על פני כדור הארץ, היא גם הנשק הטוב ביותר בעולם לפירוק מי חמצן.

ההשפעה של האצת הפירוק של מי חמצן למתכת זו נצפית בכמויות שאפילו כל שיטה אנליטית לא יכולה לזהות - על מנת לאפשר בצורה יעילה מאוד (פי x3-x5 ביחס למי חמצן ללא זרז) לפרק את המי חמצן לחמצן ומים, צריך רק גרם אחד של אוסמיום לכל 1 טון מי חמצן.

הערה על "הטבע הנפיץ": (מיד רציתי לכתוב "אני מי חמצן", אבל הייתי ביישן מדי). במקרה של מי חמצן, הילדה הכדורית סשה, שצריכה לעבוד עם חמצן זה, חוששת לרוב מפיצוץ. ובאופן עקרוני, יש הגיון בריא בפחדים של אלכסנדרה. אחרי הכל, מי חמצן יכול להתפוצץ משתי סיבות. ראשית, מהעובדה שהפירוק ההדרגתי של H2O2, שחרור והצטברות חמצן יתרחשו במיכל אטום. הלחץ בתוך המיכל יבנה ויבנה ובסופו של דבר BOOM! שנית, קיימת אפשרות שכאשר מי חמצן בא במגע עם חלק מהחומרים, ייווצרו תרכובות מי חמצן לא יציבות שעלולות להתפוצץ מפגיעות, חימום וכו'. בספר יוקרתי בן חמישה כרכים המאפיינים המסוכנים של סאקס של חומרים תעשייתיים כל כך הרבה נאמר על זה שאפילו החלטתי להחביא את זה תחת ספוילר. מידע רלוונטי ל מי חמצן מרוכז >= 30% ו<50%:

חוסר התאמה מוחלט

מתפוצץ במגע עם: אלכוהולים + חומצה גופרתית, אצטל + חומצה אצטית + חום, חומצה אצטית + N-הטרוציקלים (מעל 50 מעלות צלזיוס), פחמימנים ארומטיים + חומצה טריפלואורית, חומצה אזלאית + חומצה גופרתית (כ-45 מעלות צלזיוס), טרט-בוטנול + חומצה גופרתית , חומצות קרבוקסיליות (פורמית, אצטית, טרטרית), דיפניל דיסלניד (מעל 53 מעלות צלזיוס), 2-אתאוקסיאתנול + ג'ל פוליאקרילאמיד + טולואן + חימום, גליום + חומצה הידרוכלורית, ברזל (II) סולפט + חומצה חנקתית + תאית קרבוקסימטיל, חומצה חנקתית + קטונים (2-בוטנון, 3-פנטנון, cyclopentanone, cyclohexanone), בסיסים חנקניים (אמוניה, הידראזין הידראט, דימתילהידרזין), תרכובות אורגניות (גליצרול, חומצה אצטית, אתנול, אנילין, קינולין, תאית, אבק פחם), חומרים אורגניים + חומצה גופרתית (במיוחד בחללים סגורים), מים + חומרים אורגניים המכילים חמצן (אצטלדהיד, חומצה אצטית, אצטון, אתנול, פורמלדהיד, חומצה פורמית, מתנול, פרופנול, פרופנל), ויניל אצטט, אלכוהולים + פח כלוריד, תחמוצת זרחן (V) , זרחן, חומצה חנקתית , אנטימוניט, ארסן טריסולפיד, כלור + אשלגן הידרוקסיד + חומצה כלורוסולפונית, גופרית נחושת, גופרית ברזל (II), חומצה פורמית + מזהמים אורגניים, מימן סלניד, עופרת די- וחד חמצני, עופרת (II) גופרית, מנגן דו חמצני, תחמוצת כספית (I), מוליבדן דיסולפיד, נתרן יודט, תחמוצת כספית (II) + חומצה חנקתית, דיאתיל אתר, אתיל אצטט, תיאוריאה + חומצה אצטית
נדלק במגע עם: אלכוהול פורפוריל, אבקת מתכות (מגנזיום, אבץ, ברזל, ניקל), נסורת
תגובה אלימה עם: אלומיניום איזופרוקסיד + מלחי מתכות כבדות, פחם, פחם, ליתיום טטרה-הידרואלומינאט, מתכות אלקליות, מתנול + חומצה זרחתית, תרכובות אורגניות בלתי רוויות, בדיל (II) כלוריד, תחמוצת קובלט, תחמוצת ברזל, הידרוקסיד עופרת, תחמוצת ניקל

באופן עקרוני, אם מתייחסים בכבוד למי חמצן מרוכז ולא משלבים אותו עם החומרים שהוזכרו לעיל, אז אפשר לעבוד בנוחות במשך שנים ולא לפחד מכלום. אבל אלוהים מציל את הכספת, אז אנחנו עוברים בצורה חלקה לציוד מגן אישי.

PPE ואחרי זה

הרעיון לכתוב מאמר עלה כשהחלטתי לרשום הערה ערוץמוקדש לנושאים של עבודה בטוחה עם פתרונות H2O2 מרוכזים. למרבה המזל, קוראים רבים קנו לעצמם פחיות של פרהידרול (במקרה ש"אין כלום בבית המרקחת" / "לא נגיע לבית המרקחת") ואף הצליחו לקבל כוויות כימיות בלהט הרגע. לכן, רוב הכתוב למטה (ולמעלה) מתייחס בעיקר לתמיסות בריכוז מעל 6%. ככל שהריכוז גבוה יותר, כך נוכחות PPE רלוונטית יותר.

לעבודה בטוחה, כציוד מגן אישי, כל מה שצריך זה כפפות עשויות פוליוויניל כלוריד / גומי בוטיל, פוליאתילן, פוליאסטר ופלסטיקים נוספים להגנה על עור הידיים, משקפי מגן או מסכות הגנה מחומרים פולימריים שקופים להגנה על העיניים. אם נוצרים אירוסולים, נוסיף לערכה מכונת הנשמה עם הגנת אירוסול (או ליתר דיוק, מחסנית מסנן פחמן ABEK עם הגנת P3). בעבודה עם תמיסות חלשות (עד 6%) מספיקות כפפות.

אתעכב על "ההשפעות המדהימות" ביתר פירוט. מי חמצן הוא חומר מסוכן במידה בינונית הגורם לכוויות כימיות אם הוא בא במגע עם העור והעיניים. מזיק בשאיפה ובבליעה. ראה את התמונה מ-SDS ("מחמצן" - "משיתה" - "מגרה"):

כדי לא להסתובב, אכתוב מיד מה לעשות אם מי חמצן בריכוז של> 6% בא במגע עם אדם כדורי מסוים ללא ציוד מגן אישי.

ב מגע עם העור - נגב עם מטלית יבשה, או ספוגית לחה באלכוהול. לאחר מכן יש צורך לשטוף את העור הפגוע בזרם שפע של מים למשך 10 דקות.
ב קשר עין - לשטוף מיד את העיניים לרווחה, כמו גם מתחת לעפעפיים בזרם חלש של מים (או תמיסה של 2% של סודה לשתייה) למשך 15 דקות לפחות. פנה לרופא עיניים.
אם נבלע - שתו הרבה מים (=מים רגילים בליטרים), פחם פעיל (טבליה אחת לכל 1 ק"ג משקל גוף), משלשל מלוח (מגנזיום סולפט). אין לגרום להקאה (=שטיפת קיבה רק על ידי רופא, באמצעות בדיקה, ולא יותר מוכר "שתי אצבעות בפה"). אין לתת שום דבר דרך הפה לאדם מחוסר הכרה.

באופן כללי בליעה מסוכנת במיוחד, שכן במהלך הפירוק נוצרת כמות גדולה של גז בקיבה (פי 10 מנפח של תמיסה של 3%), מה שמוביל לנפיחות ולדחיסה של האיברים הפנימיים. בשביל זה יש פחם פעיל...

אם הכל פחות או יותר ברור עם הטיפול בהשלכות על הגוף, אז כדאי לומר עוד כמה מילים על סילוק מי חמצן עודף / ישן / שנשפך בגלל חוסר ניסיון.

... מי חמצן מסולק או א) על ידי דילול במים וניקוז לביוב, או ב) על ידי פירוק באמצעות זרזים (נתרן פירוסולפיט וכו'), או ג) על ידי פירוק חימום (כולל הרתחה)

איך הכל נראה בדוגמה. למשל, במעבדה שפכתי בטעות ליטר מי חמצן 30%. אני לא מנגב כלום, אבל אני ממלא את הנוזל בתערובת של כמויות שוות (1: 1: 1) אפר סודה+חול+בנטוניט ("מילוי מגש בנטוניט"). לאחר מכן אני מרטיב את התערובת הזו במים עד שנוצרת תרחיץ, אוסף את התמיסה בעזרת כף לתוך מיכל ומעביר אותה לדלי מים (שני שליש ממולאים). וכבר בדלי מים, אני מוסיפה בהדרגה תמיסה של נתרן פירוסולפיט עם עודף של 20%. כדי לנטרל את כל העניין על ידי תגובה:

Na2S2O5 + 2H2O2 = Na2SO4 + H2SO4 + H2O

אם עומדים בתנאי הבעיה (ליטר תמיסה של 30%), אז מסתבר שצריך לנטרול 838 גרם פירוסולפיט (קילוגרם מלח יוצא עודף). המסיסות של חומר זה במים היא ~ 650 גרם/ליטר, כלומר. יהיה צורך בערך ליטר וחצי של תמיסה מרוכזת. מוסר השכל הוא כזה - או שלא תשפכו פרהידרול על הרצפה, או שתדללו אותו חזק יותר, אחרת לא תקבלו מנוטרלים 🙂

כאשר מחפשים תחליפים אפשריים לפירוסולפיט, קפטן ברור ממליצה להשתמש באותם ריאגנטים שכאשר הם מגיבים עם מי חמצן, אינם מייצרים כמויות נוראיות של גז. זה יכול להיות, למשל, ברזל (II) סולפט. הוא נמכר בחנויות לחומרי בניין ואפילו בבלארוס. כדי לנטרל H2O2, נדרשת תמיסה מחומצת בחומצה גופרתית:

2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O

אתה יכול גם להשתמש אשלגן יודיד (מחומץ גם עם חומצה גופרתית):

2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + 2H2O + K2SO4

הרשו לי להזכיר לכם שכל ההיגיון מבוסס על משימות מבוא (פתרון של 30%), אם שפכתם מי חמצן בריכוזים נמוכים יותר (3-7%), אז ניתן להשתמש גם באשלגן פרמנגנט מחומצן בחומצה גופרתית. גם אם ישתחרר שם חמצן, אז בגלל ריכוזים נמוכים, הוא לא יוכל "לעשות דברים" עם כל הרצון שלו.

לגבי החיפושית

ולא שכחתי ממנו, יקירתי. זה יהיה כפרס לאלה שקראו את הבא שלי longread. אני לא יודע אם אלכסיי JetHackers Statsenko המכובד חשב על זה לפני 30 שנה מגיסטר לודי על המטוסים שלי, אבל בהחלט היו לי כמה מחשבות כאלה. במיוחד כשעל קלטת VHS הייתה לי הזדמנות לצפות (ואפילו לסקור) סרט אגדות מבריק של דיסני "רוקטייר" (במקור רוקטיר).

הקישור כאן הוא הבא. כפי שכתבתי קודם, מי חמצן בריכוז גבוה (כמו מותג ביתי B) עם דרגת טיהור גבוהה (שימו לב - מה שנקרא חמצן גבוה במבחן או HTP) יכול לשמש כדלק ברקטות (וטורפדות). יתר על כן, זה יכול לשמש גם כמחמצן במנועים דו-רכיביים (למשל, כתחליף לחמצן נוזלי), וגם בתור מה שנקרא. חד הנעה. במקרה האחרון, H2O2 נשאב לתוך "תא הבעירה", שם הוא מתפרק על זרז מתכת (כל אחת מהמתכות שהוזכרו קודם לכן במאמר, למשל, כסף או פלטינה) ובלחץ, בצורה של קיטור עם טמפרטורה של כ-600 מעלות צלזיוס, יוצאת מהזרבובית, ויוצרת מתיחה.

הדבר המעניין ביותר הוא שלאותו מכשיר פנימי ("תא בעירה", חרירים וכו') יש חיפושית קטנה מתת-משפחת החיפושיות הטחונות בתוך גופה. חיפושית מפציץ זה נקרא רשמית, אבל המבנה הפנימי שלו (=התמונה בתחילת הכתבה) מזכיר לי את היחידה מהסרט מ-1991 שהוזכר למעלה 🙂

החרק נקרא בומברדייר מכיוון שהוא מסוגל לירות בצורה מדויקת פחות או יותר מהבלוטות בחלק האחורי של הבטן עם נוזל רותח עם ריח לא נעים.

טמפרטורת הפליטה יכולה להגיע ל-100 מעלות צלזיוס, ומהירות הפליטה היא 10 מ"ש. זריקה אחת נמשכת בין 8 ל-17 אלפיות השנייה, והיא מורכבת מ-4-9 פולסים מיד אחרי זה. כדי שלא אצטרך להריץ אחורה להתחלה, אחזור על התמונה כאן (נראה שהיא נלקחה ממגזין מדע לשנת 2015 מהמאמר באותו שם).

החיפושית מייצרת בתוכה שני "מרכיבי דלק רקטי" (כלומר היא עדיין לא "חד-מונע"). חומר מפחית חזק הידרוקינון (שימש בעבר כמפתח בצילום). וחומר מחמצן חזק הוא מי חמצן. כאשר היא מאוימת, החיפושית מכווצת שרירים שדוחפים את שני הריאגנטים דרך צינורות שסתומים לתוך תא ערבוב המכיל מים ותערובת של אנזימים מפרי חמצן (פרוקסידאזים). בשילוב, המגיבים נותנים תגובה אקסותרמית אלימה, הנוזל רותח והופך לגז (="השמדה"). באופן כללי, החיפושית גוערת אויב פוטנציאלי עם זרם מים רותחים (אבל ברור שלא מספיק לדחף החלל הראשון). אבל ... לפחות החיפושית יכולה להיחשב כהמחשה למדור בטיחות מי חמצן. מוסר השכל הוא כזה:

%USERNAME%, אל תהיה כמו חיפושית מפציץ, אל תערבב פרוקסיד עם חומר מפחית מבלי להבין! 🙂

תוספת עלт drWhy: "נראה שחיפושית ההפצצה הארצית היא ההשראה לחיפושית הפלזמה מ-Starship Troopers. כאן יש לו מספיק מומנטום (לא דחף!) כדי לפתח את המהירות הקוסמית הראשונה, המנגנון פותח במהלך האבולוציה ושימש לזריקת נבגים למסלול על מנת להרחיב את הטווח, והיה שימושי גם כנשק נגד סיירות אויב מגושמות"

ובכן, הוא דיבר על החיפושית והבין את החמצן. בוא נעצור שם לעת עתה.
חשוב! כל השאר (כולל דיון בהערות, טיוטות ביניים וממש את כל הפרסומים שלי) ניתן למצוא בערוץ הטלגרם LAB66. הירשם והישאר מעודכן להודעות.
הבאים בתור לשיקול הם נתרן דיכלורואיזוציאנורט ו"טבליות כלור".

תודות: המחבר מביע את תודתו העמוקה לכל המשתתפים הפעילים קהילה LAB-66 - אנשים שתומכים כלכלית באופן אקטיבי ב"פינה המדעית והטכנית" שלנו (=ערוץ טלגרם), בצ'אט שלנו (והמומחים בו שמעניקים תמיכה טכנית מסביב לשעון (!!!)), והמחבר הסופי עצמו. תודה לכם חבר'ה על כל זה. סטאנלאב!

"זרז אוסמיום" לצמיחה והתפתחות של הקהילה שהוזכרה לעיל: ===>

1. כרטיס מאסטר 5536 0800 1174 5555
2. כסף Yandex 410018843026512
3. כסף באינטרנט 650377296748
4. קריפטו BTC: 3QRyF2UwcKECVtk1Ep8scndmCBoRATvZkx, ETH: 0x3Aa313FA17444db70536A0ec5493F3aaA49C9CBf
5. להיות צ'אק ערוץ LAB-66

מקורות משומשים
ספרייה טכנית מי חמצן
פירוק של מי חמצן - קינטיקה וסקירה של זרזים נבחרים
תאימות חומרים עם מי חמצן
שנדלה מ.ג. בעיות עדכניות בחיטוי כללי. הרצאות נבחרות. - מ.: רפואה, 2009. 112 עמ'.
לואיס, RJ Sr. המאפיינים המסוכנים של סאקס של חומרים תעשייתיים. מהדורה 12. Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc. הובוקן, N.J. 2012, עמ'. V4:2434
היינס, WM CRC מדריך לכימיה ופיזיקה. מהדורה 95. CRC Press LLC, Boca Raton: FL 2014-2015, p. 4-67
WT Hess "מי חמצן". אנציקלופדיה של קירק-אותמר לטכנולוגיה כימית. 13 (מהדורה רביעית). ניו יורק: ווילי. (4). עמ. 1995–961.
CW Jones, JH Clark. יישומים של מי חמצן ונגזרות. החברה המלכותית לכימיה, 1999.
רונלד הייג, אחים לינקה; לינקה יישומים של זרזי מתכת מעבר להלבנת טקסטיל ועיסת עץ. מהדורה בינלאומית של Angewandte Chemie. 45(2): 206–222. (2005).
שילדקנכט, ח.; Holubek, K. חיפושית ההפצצה והפיצוץ הכימי שלה. Angewandte Chemie. 73:1–7. (1961).
Jones, Craig W. יישומים של מי חמצן ונגזרותיו. החברה המלכותית לכימיה (1999)
גור, ג.; גלנברג, י. Jacobi, S. מי חמצן. האנציקלופדיה לכימיה תעשייתית של אולמן. האנציקלופדיה לכימיה תעשייתית של אולמן. וינהיים: Wiley-VCH. (2007).
Ascenzi, Joseph M., ed. מדריך חומרי חיטוי וחומרי חיטוי. ניו יורק: מ. דקר. ע. 161. (1996).
Rutala, W.A.; Weber, DJ חיטוי ועיקור במתקני בריאות: מה שרופאים צריכים לדעת. מחלות זיהומיות קליניות. 39(5): 702–709. (2004).
בלוק, סימור ס., עורך. פרק 9: תרכובות חמצן. חיטוי, עיקור ושימור (מהדורה חמישית). פילדלפיה: לאה ופביגר. עמ. 5–185. (204).
אוניל, MJ The Merck Index - אנציקלופדיה של כימיקלים, תרופות וביולוגיות. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry, 2013., p. 889
Larranaga, MD, Lewis, RJ Sr., Lewis, RA; Hawley's Condensed Chemical Dictionary מהדורה 16. John Wiley & Sons Inc. Hoboken, NJ 2016., p. 735
Sittig, M. Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens, 1985. מהדורה 2. Park Ridge, NJ: Noyes Data Corporation, 1985., p. 510
Larranaga, MD, Lewis, RJ Sr., Lewis, RA; Hawley's Condensed Chemical Dictionary מהדורה 16. John Wiley & Sons Inc. Hoboken, NJ 2016., p. 735
איסוף החומרים הרשמיים החשובים ביותר בנושאי חיטוי, עיקור, חיטוי, דראטיזציה: ב-5 כרכים / Inform.-ed. מרכז הוועדה הממלכתית לפיקוח תברואתי ואפידמיולוגי רוס. הפדרציה, מכון המחקר למניעה. טוקסיקולוגיה וחיטוי; מתחת לסך הכל ed. M. G. Shandaly. - מ.: LLP "רארוג", 1994

וכמעט שכחתי, אזהרה לחברים חסרי אחריות 🙂

כתב ויתור: כל המידע הכלול במאמר מסופק למטרות מידע בלבד ואינו קריאה ישירה לפעולה. אתה מבצע את כל המניפולציות עם ריאגנטים כימיים וציוד על סכנה ובסיכון שלך. המחבר אינו נושא באחריות כלשהי לטיפול רשלני בפתרונות אגרסיביים, אנאלפביתיות, חוסר ידע בסיסי בבית הספר וכו'. אם אינכם מרגישים בטוחים בהבנת הכתוב, בקשו מקרוב משפחה / חבר / מכר בעל השכלה מיוחדת לשלוט במעשיך. והקפד להשתמש ב-PPE עם אמצעי הזהירות הגבוהים ביותר האפשריים.

מקור: www.habr.com