– Esses idiotas colocaram um recipiente de porcelana com "gelatina" em uma câmara especial, totalmente isolada... Ou seja, eles pensavam que a câmara estava completamente isolada, mas quando abriram o recipiente com manipuladores, a "gelatina" atravessou o metal e o plástico como água numa esponja, escapou e tudo com que entrou em contato se transformou novamente em "gelatina". Trinta e cinco pessoas morreram, mais de cem ficaram feridas, e todo o prédio do laboratório ficou completamente inutilizado. Você já esteve lá? Uma magnífica construção! E agora a "gelatina" escorre para os porões e andares inferiores… Aqui está a prelúdio para o contato.
— A. Strugatsky, B. Strugatsky "Picnic à Beira da Estrada"
Olá, %%username%!
Quanto ao fato de que ainda estou escrevendo algo, culpe . Ele inspirou a ideia.
Apenas, pensando um pouco, decidi que um pequeno excursão sobre substâncias cáusticas poderia ser feita relativamente rápido. Pode ser que alguém ache interessante. E para outros — útil.
Vamos lá.
Vamos esclarecer os conceitos desde o início.
Cáustico — 1. Que corrói quimicamente. 2. Afiado, que causa irritação, dor. 3. Sarcástico, mordaz.
Ozhogov S.I. Dicionário da Língua Russa. — Moscovo: Rus. língua, 1990. — 921 p.
Então, vamos descartar imediatamente os dois últimos significados da palavra. Também vamos descartar os "cáusticos" lacrimogênios — que não são tão cáusticos, mas causam lacrimejamento, e os estirnitas — que provocam tosse. Sim, haverá substâncias abaixo que possuem essas propriedades, mas elas — o que é mais importante! — realmente corroem materiais, e às vezes até carne.
Não vamos considerar substâncias que são cáusticas apenas para humanos e semelhantes — devido à destruição específica de membranas celulares. Portanto, os iprits ficarão de fora.
Vamos considerar compostos que, em condições ambientes, são líquidos. Portanto, oxigênio líquido e nitrogênio, assim como gases como flúor não serão considerados, embora possam ser considerados cáusticos.
Como de costume, a visão será exclusivamente subjetiva, baseada em minha própria experiência. E sim — é bem possível que eu não mencione alguém — escreva comentários, %username%, nos três dias após a publicação, estarei complementando o artigo com o que eu esqueci desde o início!
E sim — não tenho tempo e energia para criar um "top ten", então será um apanhado. E com todas as exclusões — saiu bem curto.
Águas cáusticas
E especificamente — os hidróxidos de metais alcalinos: lítio, sódio, potássio, rubídio, césio, frâncio, hidróxido de tálio (I) e hidróxido de bário. Mas:
- Lítio, césio, rubídio e bário são descartados — caros e raramente encontrados.
- Se você, %username%, encontrar hidróxido de frâncio, a corrosividade será a última de suas preocupações — ele é extremamente radioativo.
- O mesmo se aplica ao tálio — ele é venenoso para caramba.
Portanto, restaram só sódio e potássio. Mas sejamos francos — as propriedades de todas as bases corrosivas são muito similares.
O hidróxido de sódio — conhecido como "soda cáustica" — é familiar a todos. O hidróxido de potássio como aditivo alimentar E525 — também. Ambos são bastante semelhantes em suas propriedades: são muito higroscópicos, ou seja, atraem água e "derretem" no ar. Dissolvem-se bem em água, liberando uma grande quantidade de calor.
"Derretimento" no ar — é na verdade a formação de soluções concentradas de bases. Portanto, se você colocar um pedaço de base corrosiva sobre papel, pele ou alguns metais (como o alumínio) — após um tempo, descobrirá que o material foi bem degradado! O que foi mostrado em "Clube da Luta" — se parece muito com a verdade: de fato, mãos suadas — sim, em uma base — será doloroso! Pessoalmente, achei mais doloroso do que ácido clorídrico (sobre o qual falarei abaixo).
No entanto, se as mãos estiverem muito secas — provavelmente você não sentirá nada na base seca.
As bases corrosivas desintegram perfeitamente gorduras em glicerina e sais de ácidos graxos — assim se faz sabão (olá, "Clube da Luta!") Um pouco mais lento, mas igualmente eficaz, as proteínas se decompõem — ou seja, em princípio, bases dissolvem carne, especialmente soluções concentradas — sim, ao serem aquecidas. Uma desvantagem em comparação com o ácido clorídrico (sobre o qual também falarei abaixo) é que todas as bases absorvem dióxido de carbono da atmosfera, portanto, sua força vai diminuindo gradualmente. Além disso, as bases reagem também com componentes do vidro — o vidro fica turvo, embora para dissolvê-lo completamente — bem, aqui é preciso fazer um esforço.
Às bases corrosivas às vezes se adicionam hidróxidos de tetraalquilamônio, por exemplo.
Hidróxido de tetrametilamônio
Na verdade, essas substâncias combinam as propriedades de tensoativos catiônicos (como o sabão comum — apenas catiônico: aqui a partícula ativa é uma parte difílica — com carga «+», enquanto no sabão é com carga «-») e uma alcalinidade relativamente alta. Se cair nas mãos — pode ser espumado na água e usado como sabão; se aquecer o cabelo, a pele ou as unhas em uma solução aquosa — elas se dissolvem. A 'corrosividade' em comparação com os hidróxidos de sódio e potássio é bem relativa.
Ácido sulfúrico
H2SO4
Provavelmente o mais popular em todas as histórias. Não é o mais corrosivo, mas bastante desagradável: o ácido sulfúrico concentrado (que é 98%) é um líquido oleoso que adora água e, portanto, remove toda a água. Ao retirar água da celulose e do açúcar, carboniza-os. Da mesma forma, vai retirar água de você, %username%, especialmente se for derramado sobre a delicada pele do rosto ou nos olhos (na verdade, tudo que cair nos olhos terá um bom problema). Algumas pessoas bem-intencionadas misturam ácido sulfúrico com óleo para que seja mais difícil de remover e se absorva melhor na pele.
A propósito, ao retirar água, o ácido sulfúrico aquece bastante, o que torna a situação ainda mais intensa. Portanto, lavá-lo com água é uma ideia muito ruim. Melhor usar óleo (remover, não esfregar — e depois lavar com água). Ou com um grande jato de água, para esfriar ao mesmo tempo.
‘Primeiro a água, depois o ácido — caso contrário, pode acontecer uma grande tragédia!’ — isso se refere especificamente ao ácido sulfúrico, embora de alguma forma todos achem que se aplica a qualquer ácido.
Sendo um agente oxidante, o ácido sulfúrico oxida a superfície dos metais em óxidos. E como a interação de óxidos com ácidos ocorre com a participação da água como catalisador — e a água o ácido sulfúrico não libera — ocorre um efeito chamado passivação: uma película densa, insolúvel e impermeável de óxido de metal o protege de dissoluções adicionais.
Por esse mecanismo, o ácido sulfúrico concentrado é enviado para longas distâncias com ferro e alumínio. É notável que, se o ácido for diluído — a água aparece, e o envio não é mais possível — os metais se dissolvem.
A propósito, o óxido de enxofre SO3 se dissolve no ácido sulfúrico, formando oleum — que às vezes é erroneamente escrito como H2S2O7, mas isso não está completamente correto. O oleum tem ainda mais afinidade com a água.
Sensações pessoais ao entrar em contato com ácido sulfúrico na pele: um pouco de calor, depois uma leve queimação — lavei sob a torneira, nada sério. Não acredite nos filmes, mas não recomendo deixar cair no rosto.
Os organicos costumam usar cromato ou "mistura de cromo" — é dicromato de potássio dissolvido em ácido sulfúrico. Na verdade, é uma solução de ácido crômico, boa para limpar utensílios de restos orgânicos. Ao entrar em contato com a pele, arde, mas essencialmente — ácido sulfúrico mais cromo hexavalente tóxico. Não há buracos na pele, a não ser na roupa.
O autor destas linhas conhece um idiota que, em vez de dicromato de potássio, usou permanganato de potássio. Ao entrar em contato com orgânicos, houve uma pequena explosão. Os presentes se assustaram, mas escaparam ilesos.
Ácido clorídrico
HCl
Acima de 38% em água não existe. Um dos ácidos mais populares para dissolução — é mais eficiente do que os outros, porque pode ser quimicamente muito puro, e além de atuar como ácido, forma complexos de cloreto que aumentam a solubilidade. Aliás, pela mesma razão, o cloreto de prata, que não se dissolve, é facilmente solúvel em ácido clorídrico concentrado.
Este arde um pouco mais na pele, subjetivamente — também provoca coceira, além de ter um odor forte: se trabalhar em um laboratório com má ventilação usando muito ácido clorídrico concentrado — seu dentista dirá agradecido: você o enriquecerá com obturações. Aliás, chiclete ajuda. Mas não muito. Melhor — ventilação.
Como não é oleoso e não aquece muito em contato com a água, a corrosão é apenas em metais, e mesmo assim, não em todos. Aliás, o aço em ácido clorídrico concentrado se passiva e diz: "não, obrigado!". É daí que se utilizam durante o transporte.
Ácido nítrico
HNO3
Também muito popular, temido por algum motivo — mas sem razão. Concentrado — é aquele até 70% — é o mais popular, acima disso — é "fumegante", geralmente desnecessário. Existe também o anidro — esse é explosivo.
Sendo um agente oxidante, passiva muitos metais que se cobrem com uma película insolúvel e dizem: "adeus" — como cromo, ferro, alumínio, cobalto, níquel e outros.
A pele reage instantaneamente de acordo com o princípio da reação xantoproteica — surgirá uma mancha amarela, o que significa que você, %username%, é realmente composto por proteína! Após algum tempo, a pele amarela irá descascar, como em uma queimadura. Além disso, arde menos do que o ácido clorídrico, embora o cheiro não seja melhor — e desta vez é mais tóxico: os óxidos de nitrogênio que se espalham não são nada bons para o organismo.
Na química, utiliza-se a chamada "mistura nitrante" — a mais popular consiste em ácido sulfúrico e ácido nítrico. É utilizada em sínteses, especialmente na produção de uma substância divertida — o piroxilina. Em termos de agressividade — é o mesmo que crômico, além de ter uma bonita pele amarela.
Há também a "água régia" — uma parte de ácido nítrico para três partes de ácido clorídrico. É utilizada para dissolver certos metais, principalmente os nobres. A metodologia da verificação de amostras de produtos de ouro se baseia em diferentes proporções e na adição de água — a propósito, é muito difícil enganar especialistas com essa técnica usando uma falsificação. Em termos de agressividade para a pele — é a mesma "mistura nitrante" mais um cheiro inconfundível, bastante tóxico.
Há também a "água régia reversa" — quando a proporção é invertida, mas é uma peculiaridade rara.
Ácido fosfórico
H3PO4
Na verdade, eu citei a fórmula do ácido ortofosfórico — o mais comum. Há também ácido metafosfórico, polifosfóricos e ultrapofóricos — em resumo, há bastante, mas isso não importa.
O ácido ortofosfórico concentrado (85%) é como um xarope. O ácido em si é médio, frequentemente usado na indústria alimentícia; a propósito — quando você recebe obturações, a superfície do dente é previamente tratada com ácido fosfórico.
Sua corrosividade é moderada, mas há um detalhe desagradável: esse xarope é bem absorvido. Portanto, se cair em roupas — ele será absorvido e depois começará a corroer lentamente. E se cair ácido nítrico ou clorídrico, haverá uma mancha ou um buraco — mas com o ácido fosfórico, o material se desintegrará, especialmente notável em calçados, quando o buraco parece se esfarelar até ficar atravessado.
Mas, no geral, é difícil chamá-lo de corrosivo.
Ácido fluído
HF
Ácido fluído concentrado é cerca de 38%, embora existam algumas exceções estranhas.
Um ácido fraco que, com a feroz afinidade por íons fluoreto, forma complexos estáveis com tudo que encontra. Portanto, surpreendentemente, dissolve o que outras parceiras mais poderosas não conseguem, sendo assim muito utilizado em várias misturas para dissolução. Ao entrar em contato com a pele, a sensação virá mais de outros componentes dessas misturas, mas há um detalhe.
O ácido fluídico dissolve SiO2. Ou seja, areia. Ou seja, vidro. Ou seja, quartzo. E assim por diante. Não, se você jogar esse ácido na janela, não irá dissolvê-la, mas uma mancha turva permanecerá. Para dissolver, é preciso manter por muito tempo e, melhor ainda, aquecer. Durante a dissolução, é liberado SiF4, que é tão benéfico à saúde que é melhor fazer isso sob um exaustor.
Um pequeno, mas agradável detalhe: o silício está presente em suas unhas, %username%. Assim, se o ácido fluídico entrar em contato com as unhas, você não perceberá nada. Mas à noite você não conseguirá dormir — a dor será tamanha que às vezes você sentirá vontade de arrancar o dedo. Acredite, amigo — eu sei.
E, de fato, o ácido fluídico é tóxico, carcinogênico, é absorvido pela pele e tem muitas outras questões — mas hoje estamos falando sobre a corrosividade, certo?
Lembra que combinamos lá no começo que o flúor não estaria aqui? Ele realmente não estará. Mas haverá…
Fluoretos de gases inertes
Na verdade, o flúor é um cara duro, com ele não se brinca, e por isso alguns gases inertes formam fluoretos com ele. Fluoretos estáveis conhecidos incluem: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Todos eles são cristais que se decompõem no ar em diferentes velocidades e disposição na presença de umidade, formando ácido fluídico. A corrosividade é correspondente.
Ácido iodídrico
HI
O ácido binário mais forte (em termos de dissociação na água). Um forte agente redutor, utilizado por químicos orgânicos. Oxida-se no ar e torna-se marrom, sujando ao entrar em contato. A sensação ao toque é semelhante à do ácido clorídrico. É isso.
Ácido clórico
HClO4
Um dos ácidos mais fortes (em termos de dissociação na água) de todos os tempos (compete com superácidos — sobre isso abaixo) — a função de acidez de Hammett (uma expressão numérica da capacidade do meio de ser um doador de prótons em relação a uma base qualquer, quanto menor — mais forte é o ácido) é de -13. O anidro é um forte oxidante, tende a explodir e, de modo geral, é instável. A forma concentrada (70%-72%) é um oxidante igualmente potente, frequentemente utilizada na decomposição de objetos biológicos. A decomposição é interessante e fascinante, pois pode explodir durante o processo: é preciso tomar cuidado para não haver partículas de carvão, para que não fervam de forma muito intensa, etc. O ácido clorídrico, além disso, é bastante impuro — não pode ser purificado por destilação fracionada, explode, a danada! Portanto, seu uso não é tão frequente.
Quando entra em contato com a pele, causa ardência, como a do ácido clorídrico. Tem um cheiro forte. Quando você vê nos filmes alguém jogando um corpo em um recipiente com ácido clorídrico — e ele se dissolveu, sim, isso é possível — mas demora ou precisa de calor. Se aquecer — pode explodir (veja acima). Portanto, seja crítico em relação ao cinema (acho que vi isso em ‘Cloverfield, 10’).
A propósito, a corrosividade do óxido de cloro (VII) Cl2O7 e do óxido de cloro (VI) Cl2O6 é resultado do fato de que, com água, esses óxidos formam ácido clorídrico.
Agora, vamos imaginar que decidimos combinar a forte acidez — e a corrosividade do flúor em um único composto: vamos pegar a molécula de ácido clorídrico ou sulfúrico — e substituir em sua composição todos os grupos hidroxila por flúor! O resultado será uma verdadeira desgraça: irá interagir com a água e compostos semelhantes — e no local da reação vai imediatamente gerar um ácido forte e ácido fluídico. O que acha?
Fluoretos de enxofre, bromo e iodo
Lembre-se que concordamos em considerar apenas líquidos? Por essa razão, nosso artigo não incluiu trifluoreto de cloro ClF3, que ferve a +12 °C, embora todas as histórias assustadoras de que ele é extremamente tóxico, inflama vidro, requer máscara de gás e, ao derramar 900 quilos — consegue corroer 30 cm de concreto e um metro de cascalho — tudo isso é verdade. Mas concordamos — apenas líquidos.
No entanto, existe um líquido amarelo — pentafluoreto de iodo IF5, um líquido incolor — trifluoreto de bromo BrF3, amarelo-claro — pentafluoreto de bromo BrF5, que não fica atrás. O BrF5, por exemplo, também dissolve vidro, metais e concreto.
Da mesma forma — entre todos os fluoretos do enxofre, o único líquido é o decafluoreto de disulfeto (que às vezes também é chamado de pentafluoreto de enxofre) — um líquido incolor com a fórmula S2F10. Mas essa substância, em temperaturas normais, é bastante estável, não se degrada na água — e, portanto, não é particularmente corrosiva. Na verdade, é 4 vezes mais tóxica que o fosgênio com um mecanismo de ação semelhante.
Aliás, dizem que o pentafluoreto de iodo foi um "gás especial" para preencher a atmosfera na cena final do filme "Alien" de 1979. Bem, não me lembro, honestamente.
Super ácidos
O termo "super ácido" foi introduzido por James Conant em 1927 para classificar ácidos mais fortes que os ácidos minerais comuns. Em algumas fontes, o ácido clorídrico é considerado um super ácido, embora não seja — é um ácido mineral comum.
Uma série de super ácidos — são os ácidos minerais aos quais foi adicionado um halogênio: o halogênio puxa elétrons, todos os átomos ficam muito agitados, e acaba sobrando tudo, como de costume, para o hidrogênio: ele se desprende na forma de H+ — boom: e o ácido se tornou mais forte.
Exemplos — ácidos fluossulfúrico e clorosulfúrico
O ácido fluossulfúrico tem uma função de Hammett de -15,1, a propósito, graças ao flúor, esse ácido dissolve gradualmente o frasco em que é armazenado.
Então alguém inteligente pensou: por que não pegamos um ácido de Lewis (substância capaz de aceitar um par de elétrons de outra substância) e misturamos com um ácido de Brønsted (substância que pode ceder um próton)! Misturamos pentafluoreto de antimônio com ácido fluorídrico — e obtemos o ácido hexafluorometânico HSbF6. Nesse sistema, o ácido fluorídrico libera um próton (H+), e a base conjugada (F−) é isolada por uma ligação de coordenação com o pentafluoreto de antimônio. Assim, forma-se um grande ânion octaédrico (SbF6−), que é um nucleófilo muito fraco e uma base muito fraca. Ao se tornar "livre", o próton confere à sistema a superacidicidade — função de Hammett de -28!
E depois vieram outros e disseram, por que pegamos um ácido de Brønsted fraco — e inventaram isto.
Ácido tetrafluormetanosulfônico
— já é, por si só, um super ácido (função de Hammett — 14,1). Então, adicionamos novamente pentafluoreto de antimônio — reduzimos para -16,8! O mesmo truque com ácido fluossulfúrico reduziu para -23.
E depois um grupo de cientistas do departamento de química da Universidade da Califórnia, sob a direção do professor Christopher Reed, se juntou a colegas do Instituto de Catálise da Siberian Branch da Academia Russa de Ciências (Novosibirsk) e inventou o ácido carborânico H(CHB11Cl11). Ele foi chamado de "ácido carborânico" para o público comum, mas se você quiser se sentir um cientista, pronuncie "2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undecacloro-1-carba-closo-dodecaboreto(12)" três vezes e rapidamente.
Assim é essa beleza
Este é um pó seco, que é solúvel em água. Este é o ácido mais forte conhecido atualmente. O ácido carborânico é aproximadamente um milhão de vezes mais forte que o ácido sulfúrico concentrado. Em escalas normais, não é possível medir a força desse ácido, pois ele protona todas as bases fracas conhecidas e todos os solventes em que se dissolve, incluindo água, benzeno, fulereno-60 e o dióxido de enxofre.
Posteriormente, Christopher Reed disse em uma entrevista à revista Nature: "A ideia de sintetizar o ácido carborânico surgiu das fantasias sobre moléculas que nunca foram criadas antes." Junto com seus colegas, ele pretende usar o ácido carborânico para oxidar átomos do gás inerte xenônio - simplesmente porque ninguém fez isso antes. Original, para dizer o mínimo.
Bem, uma vez que superácidos são apenas ácidos comuns, eles agem de maneira comum, mas um pouco mais forte. É claro que queimarão a pele, mas isso não significa que irão dissolver. O ácido fluorossulfônico é um caso à parte, mas isso se deve ao flúor, assim como no ácido fluorídrico.
Ácidos trihalogenados
Mais especificamente - ácido trifluoroacético e ácido tricloroacético
Agradáveis e simpáticos com uma combinação de propriedades de um solvente orgânico polar e um ácido bastante forte. Tem um cheiro - semelhante ao vinagre.
O mais adorável é o ácido trifluoroacético: uma solução a 20% destrói metais, cortiça, borracha, baquelite e polietileno. Queima na pele e forma feridas secas, que podem chegar até a camada muscular.
O ácido tricloroacético, nesse aspecto, é um irmão mais novo, mas também não é nada mal. A propósito, aplausos para o sexo frágil: na busca pela beleza, algumas pessoas recorrem ao chamado procedimento de peeling TCA (TCA é TetraChloroAcetato) - quando esse ácido tricloroacético dissolve a camada superior espessada da pele.
Mas se o cosmetologista se distrai ao telefone, um fracasso pode ocorrer.
Então, mais ou menos assim, se falarmos sobre líquido e sobre consistência. Haverá mais adições?
Fonte: habr.com
