– Títo idioti umiestnili porcelánový kontajner s „želatínou“ do špeciálnej komory, maximálne izolovanej... To znamená, že si mysleli, že komora je maximálne izolovaná, ale keď otvorili kontajner pomocou manipulátorov, „želatina“ prešla cez kov a plast ako voda cez papierovú utierku, vytrhla sa von a všetko, s čím sa dotkla, sa opäť zmenilo na „želatínu“. Zomrelo tridsaťpäť ľudí, viac ako sto bolo zmrzačených a celé budovanie laboratórií sa stalo úplne nepoužiteľným. Už ste tam niekedy boli? Veľkolepé dielo! A teraz „želatina“ steká do pivníc a dolných poschodí... Tu máte prielom do kontaktu.
— A. Strugačký, B. Strugačký „Piknik na okraji cesty“
Ahoj, %%username%!
V tom, že stále ešte niečo píšem — obviňujte . Podnietil ma k tomu.
Iba keď som trochu premýšľal, rozhodol som sa, že malý exkurz do jedovatých látok bude relatívne rýchly. Možno niekomu to bude aj zaujímavé. A niekomu — aj užitočné.
Ideme na to.
Hneď si vyjasníme pojmy.
Jedovatý — 1. Chemicky deštruktívny. 2. Ostrý, spôsobujúci podráždenie, bolesť. 3. Hryzľavý, irónický.
Ožegov S.I. Slovník ruskej reči. — M.: Rus. jazyk, 1990. — 921 s.
Takže hneď vynechávame dve posledné významy slova. Taktiež vynechávame „jedovaté“ lachrymátory — ktoré nie sú toľko jedovaté, koľko spôsobujú slzenie, a sternitidy — ktoré spôsobujú kašeľ. Áno, nižšie budú látky, ktoré majú aj tieto vlastnosti, ale sú, čo je najdôležitejšie! — skutočne deštruktívne pre materiály, a niekedy aj pre telo.
Nebudeme zohľadňovať látky, ktoré sú jedovaté len pre človeka a podobných — kvôli špecifickému rozloženiu membrán buniek. A preto yprity zostanú mimo hry.
Budeme skúmať zlúčeniny, ktoré za izbových podmienok sú kvapaliny. Preto kvapalný kyslík a dusík, ako aj plyny typu fluóru nebudeme zohľadňovať, hoci ich možno považovať za jedovaté, áno.
Ako obvykle, pohľad bude výhradne subjektívny, založený na vlastnej skúsenosti. A áno — je celkom možné, že niekoho nespomeniem — píšte komentáre, %username%, v priebehu troch dní od publikovania pridám do článku to, na čo som zabudol od samého začiatku!
A áno — nemám čas ani silu na budovanie „hitparády“, takže to bude zmes. A so všetkými výnimkami — je to celkom krátke.
Žieravé zásady
A konkrétne — hydroxidy alkalických kovov: lítium, sodík, draslík, rubídium, cézium, francium, hydroxid thália (I) a hydroxid bárna. Ale:
- Lítium, cézium, rubídium a bárium vylučujeme — sú drahé a zriedkavo sa vyskytujú.
- Ak sa stretneš, %username%, s hydroxidom francium, žieravosť ťa bude zaujímať ako posledná — je to hrozne rádioaktívne.
- To isté platí aj pre thália — je extrémne jedovatý.
A preto zostali sodík a draslík. Ale buďme úprimní — vlastnosti všetkých žieravých zásad sú veľmi podobné.
Hydroxid sodný — ako „kaustická sóda“ — je známy každému. Hydroxid draselný ako potravinová prísada E525 — tiež. Vlastnosti sú si podobné: sú veľmi hygroskopické, to znamená, že sú schopné viazať vodu a na vzduchu sa „rozplývajú“. Dobre sa rozpúšťajú vo vode a pri tom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla.
„Rozplývanie“ na vzduchu — vlastne vznik veľmi koncentrovaných roztokov zásad. A preto, ak položíš kúsok žieravej zásady na papier, pleť, niektoré kovy (ten istý hliník) — po čase zistíš, že materiál je dobre napadnutý! To, čo ukazovali vo „Fight Club“ — je veľmi blízko pravde: skutočne, spotené ruky — áno do zásady — bude to bolieť! Osobne mi to pripadalo bolestivejšie ako so soľnou kyselinou (o tej nižšie).
Napriek tomu, ak sú ruky veľmi suché — pravdepodobne v presne suchej zásade nič nepocítiš.
Žieravé zásady výborne rozkladajú tuky na glycerol a soli mastných kyselín — tak sa varí mydlo (ahoj, „Fight Club!“) Trochu dlhšie, ale rovnako účinne sa rozkladajú bielkoviny — to znamená, že v podstate zásady rozkladajú mäso, najmä silné roztoky — áno pri zahriatí. Nevýhodou v porovnaní s kyselinou chlorovodíkovou (o ktorej tiež nižšie) je, že všetky zásady pohlcujú oxid uhličitý z atmosféry, a preto sa ich účinnosť postupne znižuje. Okrem toho zásady reagujú aj s komponentmi skla — sklo zakalí, hoci na to, aby ho úplne rozpustili — tu, samozrejme, sa treba snažiť.
K žieravým zásadám sa niekedy radia aj tetrasólne alkylamónium hydroxidy, napríklad
Hydroxid tetrametylamónia
Naozaj, v týchto látkach sa spojili vlastnosti kationtových povrchovo aktívnych látok (to je ako obyčajné mydlo — len kationtové: tu je aktívna časť difilná časť — so záporným nábojom «+», zatiaľ čo v mydle — so záporným nábojom «-«) a relatívne vysoká zásaditosť. Ak sa dostane na ruky — môžete si namydliť ruky vo vode a umyť sa, ako mydlom; ak v vodnom roztoku zahrejete vlasy, pokožku alebo nechty — roztopia sa. „Žieravosť“ v porovnaní s hydroxidmi sodíka a draslíka — akosi slabá.
Síra
H2SO4
Najpopulárnejšia, pravdepodobne, vo všetkých príbehoch. Nie najžieravejšia, ale dosť nepríjemná: koncentrovaná sírová kyselina (ktorá je 98%) — olejovitá kvapalina, ktorá veľmi miluje vodu, a preto na všetkých ju odoberá. Odebíraním vody z celulózy a cukru ich uhlíkovate. Rovnako tak s radosťou odoberá vodu aj od teba, %username%, najmä ak ju naleješ na jemnú pokožku tváre alebo do očí (no do očí sa to naozaj dostane s dobrodružstvom). Osobitne milí ľudia zmiešajú sírovú kyselinu s olejom, aby sa ťažšie smývala a lepšie vstrebávala do pokožky.
Mimochodom, sírová kyselina sa pri odoberaní vody pekne zahrieva, čo ešte viac robí obraz dramatický. Preto je umývanie ju vodou — veľmi zlý nápad. Radšej — olejom (umývať, nie vtrieť — a potom už umyť vodou). Alebo silným prúdom vody, aby sa to ihneď ochladilo.
„Najprv voda, a potom kyselina — inak sa stane veľká pohroma!“ — to je presne o sírovej kyseline, hoci nejako všetci si myslia, že o akejkoľvek kyseline.
Ako oxidačný prostriedok, sírová kyselina oxiduje povrch kovov na oxidy. A keďže interakcia oxidov s kyselinami prebieha za účasti vody ako katalyzátora — a vodu sírová kyselina neodovzdáva — tak sa de facto deje efekt, nazývaný pasivácia: hustá, nerozpustná a nepriepustná vrstva oxidu kovu chráni ho pred ďalším rozpúšťaním.
Podľa tohto mechanizmu sa koncentrovaná sírová kyselina posiela do diaľav železa, hliníka. Pozoruhodné je, že ak sa kyselina zriedi — objavuje sa voda, a posielať sa nedá — kovy sa rozpúšťajú.
Mimochodom, oxid síry SO3 sa rozpúšťa v sírovej kyseline a vzniká oleum — ktoré sa niekedy nesprávne píše ako H2S2O7, ale to nie je úplne správne. Oleum má ešte väčšiu túžbu po vode.
Vlastné pocity pri kontakte síranu kyseliny na ruku: trochu teplo, potom trošku páli — umyl som pod vodou, nič hrozného. Filmu neverte, ale na tvár kvapkať neodporúčam.
Organici často používajú chrompik alebo 'chromovú zmes' — to je draselný bichromát rozpustený v síranej kyseline. V podstate ide o roztok chromovej kyseliny, ktorý je dobrý na umývanie riadu od zvyškov organiky. Pri kontakte s pokožkou tiež páli, ale v podstate — kyselina sírová plus toxický šesťvalentný chróm. Dierky v ruke nečakaj, akurát na oblečení.
Autor týchto riadkov pozná idiota, ktorý namiesto draselného bichromátu použil draselný permanganát. Pri kontakte s organikou to trošku buchlo. Prítomní sa len trochu zľakli.
Soľná kyselina
HCl
Nad 38 % vo vode neexistuje. Jedna z najpopulárnejších kyselín na rozpúšťanie — v tom je silnejšia ako ostatné, pretože technologicky môže byť veľmi čistá, a okrem toho, že funguje ako kyselina, ešte aj vytvára komplexné chloridy, ktoré zvyšujú rozpustnosť. Mimochodom, práve z tohto dôvodu je nerozpustný chlorid strieborný veľmi dobre rozpustný v koncentrovanej soľnej kyseline.
Po kontakte s pokožkou pálí o čosi viac, subjektívne — ešte aj svrbí, navyše smrdí: ak v laboratóriu s nedostatočnou ventiláciou veľa pracuješ s koncentrovanou soľnou kyselinou — tvoj zubár ti povie 'ďakujem': obohatíš ho na plombách. Mimochodom, žuvačka pomáha. Ale nie veľmi. Lepšie je — ventilácia.
Keďže nie je olejnatá a s vodou sa výrazne nezohrieva, tak žieravosť je len k kovom, a to nie ku všetkým. Mimochodom, oceľ sa v koncentrovanej soľnej kyseline pasivizuje a hovorí jej 'nie!'. Čím sa využíva pri doprave.
Dusíková kyselina
HNO3
Taktiež veľmi populárna, nejakým spôsobom sa jej boja — zbytočne. Koncentrovaná — to je tá do 70 % — je najpopulárnejšia, nad to je 'dymiaca', väčšinou nikomu nepotrebná. Existuje aj bezvodná — tá ešte aj vybuchuje.
Byť oxidant, pasivizuje mnohé kovy, ktoré sú pokryté nerozpustnou fóliou a hovoria: 'zbohom' — to je chróm, železo, hliník, kobalt, nikel a ďalšie.
S pokožkou okamžite reaguje na princípe ksanoproteinovej reakcie — bude tam žltá škvrna, čo znamená, že ty, %username%, naozaj pozostávaš z bielkovín! Po nejakej dobe sa žltá pokožka odlúpne, ako pri popálení. Pri tom to štípe menej ako soľná, hoci smrdí rovnako — a tentokrát je to toxickejšie: lietajúce oxidy dusíka nie sú pre organizmus veľmi dobré.
V chémii sa používa takzvaná "nitrujúca zmes" — najpopulárnejšia pozostáva zo sírnej a dusičnej kyseliny. Používa sa v syntézach, najmä pri získavaní veselého materiálu — pyroxylínu. Po kyslosti — ten istý chrómpik plus krásna žltá pokožka.
Rovnako existuje "kráľovská voda" — to je časť dusičnej kyseliny na tri časti soľnej. Používa sa na rozpúšťanie niektorých kovov, predovšetkým drahých. Na rôznom pomere a pridaní vody je založená kvapková metóda kontroly vzorky zlatých výrobkov — btw, odborníkov na túto metódu nie je ľahké oklamať s falzifikátom. Po kyslosti pre pokožku — rovnaká "nitrujúca zmes" plus smrdí skvele, tú vôňu nemožno zameniť s ničím, je tiež dosť toxická.
Existuje aj "obrátna kráľovská voda" — keď je pomer opačný, ale to je zriedkavá špecializácia.
Kyselina fosforečná
H3PO4
V skutočnosti som uviedol vzorec ortofosforečnej kyseliny — najrozšírenejšej. Existujú aj metafosforečné, polyfosforečné, ultrafosforečné — skrátka, je toho dosť, ale to nie je podstatné.
Koncentrovaná ortofosforečná kyselina (85%) — to je taký sirupček. Kyselina je sama o sebe stredná, často sa používa v potravinárskom priemysle, mimochodom — keď ti dávajú plombu, povrch zuba sa predpálí fosforečnou kyselinou.
Jej korozívnosť nie je príliš veľká, ale existuje nepríjemný nuans: tento sirupček sa dobre vstrebáva. Preto ak kvapne na veci — vstrebe sa a potom pomaly začne rozkladať. A ak od dusičnej a soľnej kyseliny bude škvrna alebo diera — tak od fosforečnej sa vec bude trhnúť, najmä to je viditeľné na obuvi, keď diera akoby drobí, kým neprejde celkom.
Ale celkovo je ťažké ju nazvať žieravou.
Kyselina fluorovodíková
HF
Koncentrovaná kyselina fluorovodíková — to je približne 38%, hoci existujú aj zvláštne výnimky.
Slabá kyselina, ktorá s rozvášnenou láskou fluoridových iontov vytvára pevné komplexy so všetkým, s čím sa dá. Preto prekvapivo rozpúšťa to, čo iné, silnejšie priateľky — nemôžu, a preto sa veľmi často používa v rôznych zmesiach na rozpúšťanie. Pri kontakte s rukou bude cítiť viac iných zložiek takýchto zmesí, ale je tu jeden detail.
Kyselina fluorovodíková rozpúšťa SiO2. To znamená piesok. To znamená sklo. To znamená kremičitý piesok. No a tak ďalej. Nie, ak na okno nalieš túto kyselinu — nerozpustí sa, ale zostane matné miesto. Aby sa rozpustilo — potrebné je dlhé držanie, a ešte lepšie — ohriať. Pri rozpúšťaní sa uvoľňuje SiF4, ktorý je tak prospešný pre zdravie, že je lepšie to robiť pod odsávačkou.
Malý, ale príjemný detail: kremík sa nachádza u teba, %username%, v nechtách. Takže, ak sa kyselina fluorovodíková dostane pod nechty — nič si nevšimneš. Ale v noci spať nebudeš môcť — bude to bolieť TAK, že niekedy vzniká túžba odtrhnúť prst. Ver mi, priateľ — viem.
A vôbec, kyselina fluorovodíková je toxická, karcinogénna, vstrebáva sa cez pokožku a množstvo iného — ale dnes predsa hovoríme o žieravosti, nie?
Pamätáš, dohodli sme sa na začiatku, že fluór nebude? A naozaj, nebude. Ale budú…
Fluoridy inertných plynov
V skutočnosti je fluór drsný chlapík, s ním sa veľmi nenapáliš, a preto niektoré inertné plyny tvoria s ním fluoridy. Známe sú také stabilné fluoridy: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. To všetko sú kryštály, ktoré sa vo vzduchu s rôznou rýchlosťou a ochotou rozkladajú vlhkosťou na kyselinu fluorovodíkovú. Žieravosť — zodpovedajúca.
Jódovodíková kyselina
HI
Najsilnejšia (pokiaľ ide o stupeň disociácie vo vode) binárna kyselina. Silný reduktor, čo chemici-organici využívajú. Na vzduchu oxiduje a sfarbený na hnede, čím znečisťuje pri kontakte. Pocity pri kontakte — ako pri kyseline chlorovodíkovej. A všetko.
Chlorná kyselina
HClO4
Jedna z najsilnejších (podľa stupňa disociácie vo vode) kyselín vôbec (s ňou súperia superkyseliny — o tých neskôr) — funkcia kyslosti Hammetta (číselné vyjadrenie schopnosti prostredia byť donorom protónov vo vzťahu k ľubovoľnej báze, čím menšia je hodnota — tým silnejšia je kyselina) je -13. Bezvodá je silný oxidant, má tendenciu k výbuchu a je celkovo veľmi nestabilná. Koncentrácia (70%-72%) je oxidant porovnateľný, často sa používa na rozklad biologických objektov. Rozklad je zaujímavý a vzrušujúci v tom, že môže v procese explodovať: treba dávať pozor, aby sa neobjavovali častice uhlíka, aby sa nevarilo príliš divoko atď. Kyselina chlorovodíková je navyše dosť špinavá — nie je možné ju čistiť subdestiláciou, tá potvora vybuchuje! Preto sa používa len zriedka.
Pri kontakte s pokožkou spôsobuje popáleniny, pocit je podobný ako pri kyseline chlorovodíkovej. Smrdí. Keď vidíte vo filmoch, ako niekto hodí telo do nádoby s kyselinou chlorovodíkovou — a ono sa rozpustí, áno, to je možné — ale trvá to dlho alebo sa to musí zohriať. Ak zohrievate — môže to vybuchnúť (pozri vyššie). Takže buďte kritickí voči kinematografii (myslím, že som to videl vo filmoch „10 Cloverfield Lane“).
Mimochodom, žieravosť oxidu chlóru (VII) Cl2O7 a oxidu chlóru (VI) Cl2O6 je výsledkom toho, že s vodou tieto oxidy tvoria kyselinu chlorovodíkovú.
A teraz si predstavme, že sme sa rozhodli v jednom zlúčenín spojiť silnú kyslosť — a žieravosť fluóru: vezmeme molekulu kyseliny chlorovodíkovej alebo sírovej — a nahradíme v nej všetky hydroxylové skupiny fluórom! Výsledok bude veľmi zlá zlúčenina: bude reagovať s vodou a podobnými zlúčeninami — a v mieste reakcie sa okamžite vytvorí silná kyselina a fluorovodíková kyselina. Čo poviete?
Fluoridy síry, brómu a jódu
Pamätáte si, že sme sa dohodli rozlišovať len kvapaliny? Z tohto dôvodu sa do nášho článku nedostal trifluorid chlóru ClF3, ktorý vrie pri +12 °C, hoci všetky hororové príbehy o tom, že je hrozne toxický, zapáli sklo, ochranný masku a pri vylievaní 900 kilogramov — prehrýza 30 cm betónu a meter štrku — to všetko je pravda. Ale my sme sa dohodli — na kvapalinách.
Existuje však žltá kvapalina — pentafluorid jódu IF5, bezfarebné kvapalina — trifluorid brómu BrF3, svetložltá — pentafluorid brómu BrF5, ktoré nie sú o nič horšie. Napríklad BrF5 tiež rozpúšťa sklo, kovy a betón.
Podobne — medzi všetkými fluoridmi síry je kvapalná iba dekafluorid disíry (niekedy nazývaná aj päťfluorid síry) — bezfarebná kvapalina s formulou S2F10. Ale táto zlúčenina je za normálnych teplôt dostatočne stabilná, nerozkladá sa vodou — a preto nie je veľmi žieravá. Pravda, je štyrikrát toxickejšia ako fosgén s podobným mechanizmom účinku.
Mimochodom, hovorí sa, že pentafluorid jódu bol „špeciálnym plynom“ na naplnenie atmosféry v záchrannom šatlíku v posledných scénach filmu „Alien“ z roku 1979. Nuž, nepamätám si, úprimne.
Superkyseliny
Termín „superkyselina“ zaviedol James Conant v roku 1927 na klasifikáciu silnejších kyselín ako sú bežné minerálne kyseliny. V niektorých zdrojoch je chlorovodíková kyselina zaradená k superkyselinám, hoci to tak nie je — je to bežná minerálna kyselina.
Rada superkyselín sú minerálne, ku ktorým sa pripojil halogén: halogén priťahuje elektróny, všetky atómy sú veľmi rozrušené, a vodíku sa dostáva to, čo je obvyklé: ten odpadne vo forme H+ — bum: tak sa kyselina stala silnejšou.
Príklady — fluorovodíková a chlorovodíková kyselina
Fluorovodíková kyselina má Hammettovu funkciu -15,1, mimochodom, vďaka fluóru táto kyselina postupne rozpúšťa skúmavku, v ktorej je uložená.
Potom niekto z múdrych pomyslel: a čo keby sme vzali Lewisovu kyselinu (látku schopnú prijať pár elektrónov z inej látky) a zmiešali ju s Brønstedovou kyselinou (látka, ktorá dokáže odovzdať protón)! Zmiešali pentafluorid antimónu s fluorovodíkovou kyselinou — dostali sme hexafluorantimónovú kyselinu HSbF6. V tomto systéme fluorovodíková kyselina uvoľňuje protón (H+), zatiaľ čo konjugovaná báza (F−) je izolovaná koordinačnou väzbou s pentafluoridom antimónu. Tak vzniká veľký oktaedrický anión (SbF6−), ktorý je veľmi slabým nukleofilom a veľmi slabou bázou. Keďže sa stane „voľným“, protón zabezpečuje superkyslosť systému — Hammettova funkcia -28!
A potom prišli iní a povedali, a prečo to máme slabú Brønstedovu kyselinu — a vymysleli toto.
Tetraftormetan-sulfónová kyselina
— sama osebe už je superkyselinou (Hammettova funkcia — 14,1). Takže k nej opäť pridali pentafluorid antimónu — dostali zníženie na -16,8! Taký istý trik s fluorovodíkovou kyselinou dal zníženie na -23.
A potom skupina vedcov z chemického oddelenia americkej univerzity v Kalifornii pod vedením profesora Christophera Reeda strávila čas s kolegami z Inštitútu katalýzy SO RAN (Novosibirsk) a vymysleli karboránovú kyselinu H(CHB11Cl11). No „karboránovou“ ju nazvali pre obyčajných ľudí, a ak chceš mať pocit, že si vedec — povedz „2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undekachlór-1-karba-klózo-dodekabóran(12)“ trikrát rýchlo.
Takto vyzerá táto kráska
Toto je suchý prášok, ktorý je rozpustný vo vode. Toto je najsilnejšia kyselina v súčasnosti. Karboránová kyselina je približne miliónkrát silnejšia ako koncentrovaná sírová kyselina. V bežných mierkach nemožno zmerať silu kyseliny, pretože kyselina protonuje všetky známe slabé zásady a všetky rozpúšťadlá, v ktorých sa rozpúšťa, vrátane vody, benzolu, fullerénu-60, oxidu síry.
Následne Christopher Reed v rozhovore pre spravodajskú službu Nature povedal: „Myšlienka na syntézu karboránovej kyseliny vznikla z fantázií o „molekulách, ktoré nikdy predtým neboli vytvorené.“ Spolu s kolegami chce použiť karboránovú kyselinu na oxidáciu atómov inerta plynu xenónu — jednoducho preto, že to nikto predtým nerobil. Originálne, čo povedať.
No, keďže superkyseliny sú obyčajné kyseliny, tak aj pôsobia obyčajne, len o niečo silnejšie. Jasné, že budú páliť pokožku, ale to neznamená — že sa rozpúšťajú. Fluórsulfónová je zvláštny prípad, ale to je všetko vďaka fluóru, ako aj v kyseline fluorovodíkovej.
Trichlóracetylové kyseliny
A konkrétne — trichlóracetylová a trifluóroctová kyselina
Milé a príjemné kombináciu vlastností organického polárneho rozpúšťadla a dosť silnej kyseliny. Smrdí — pripomína ocot.
Najmilšia je trifluóroctová kyselina: 20%-ný roztok ničivé kovu, korku, gumy, bakelitu, polyetylénu. Na pokožke páli a vytvára suché vredy, ktoré dosahujú až do svalového tkaniva.
Trichlóracetylová je v tomto smere menší brat, ale tiež nie je zlý. Mimochodom, potlesk pre nežnejšie pohlavie: v honbe za krásou niektorí podstupujú takzvaný postup TCA-peeling (TCA je TetraChloroAcetate) — kedy sa touto tetrasulfónovou kyselinou rozpúšťa horný zhrubnutý povrch pleti.
Pravda, ak sa kozmetička počas telefonátu rozhovorí, môže dôjsť k failu.
Takto nejako, ak hovoríme o tekutinách a o jedlosti. Bude ešte ďalšie doplnenie?
Zdroj: habr.com
