– Ti idioti so postavili porcelansko posodo s "želejem" v posebno komoro, ki naj bi bila strogo izolirana… Misleli so, da je komora popolnoma izolirana, a ko so odprli posodo s manipulacijo, je "želeje" prešlo skozi kovino in plastiko, kot voda skozi gobico, se razlilo ven in vse, s čim je prišlo v stik, se je spet spremenilo v "želeje". Umrlo je trideset pet ljudi, več kot sto je bilo poškodovanih, in celotna stavba laboratorija je bila uničena. Ste tam kdaj bili? Čudovita zgradba! In zdaj se "želeje" zbira v kleteh in nižjih nadstropjih… Tukaj imate uvod v stik.
— A. Strugackij, B. Strugackij „Piknik na robu ceste“
Pozdravljen, %%username%!
To, da še vedno kaj pišem, je kriv . Navdihnil me je.
Preprosto, po malo razmisleka, sem sklenil, da bi bilo zanimivo hitro obravnavati agresivne snovi. Mogoče bo nekomu tudi koristno.
Gremo.
Takoj se opredelimo s pojmi.
Agresiven — 1. Kemijsko koroziven. 2. Ostrina, ki povzroča draženje, bolečino. 3. Cinizem, zbadljiv.
Ožegov S.I. Slovar ruskega jezika. — M.: Rus. jaz., 1990. — 921 str.
Tako takoj zavrzimo zadnji dve pomene besede. Prav tako zavrzimo "agresivne" lakrimatore — ki niso toliko agresivni, kolikor povzročajo solzene, ter sternite — ki povzročajo kašelj. Da, spodaj bodo snovi, ki imajo tudi te lastnosti, vendar — kar je najpomembneje! — res korodirajo materiale, včasih tudi meso.
Ne bomo obravnavali snovi, ki so agresivne le za ljudi in podobne — zaradi specifičnega uničenja membran celic. In zato ipriti ostanejo nepogledani.
Obravnavali bomo spojine, ki so pri sobni temperaturi — tekočine. Zato ne bomo obravnavali tekočega kisika in dušika ter plinov, kot je fluor, čeprav jih lahko štejejo za agresivne.
Kot običajno bo pogled izključno subjektiven, temelji na lastnih izkušnjah. In da — povsem možno je, da nekomu ne omenim — piši komentarje, %username%, v treh dneh od objave bom dopolnil članek s tem, kar sem pozabil sprva!
In da — nimam časa in moči za sestavljanje "top liste", zato bo to zbirna sol. In z vsemi izjemami je precej kratka.
Agresivna alkalija
Specifically, the hydroxides of alkali metals: lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium, thallium (I) hydroxide, and barium hydroxide. However:
- Let's exclude lithium, cesium, rubidium, and barium—they're expensive and rarely encountered.
- If you, %username%, encounter francium hydroxide, the causticity will be the least of your worries—it's extremely radioactive.
- The same goes for thallium—it’s extremely toxic.
Thus, we are left with sodium and potassium. But let's be honest—the properties of all caustic alkalis are very similar.
Sodium hydroxide—known as 'caustic soda'—is familiar to everyone. Potassium hydroxide as food additive E525 is too. Both have similar properties: they are very hygroscopic, meaning they attract water and 'dissolve' in the air. They dissolve well in water, releasing a significant amount of heat.
‘Dissolving’ in the air essentially means forming very concentrated solutions of alkalis. Therefore, if you place a piece of caustic alkali on paper, skin, or some metals (like aluminum), over time you’ll find that the material has been significantly eroded! What was shown in 'Fight Club' is quite true: indeed, sweaty hands—yes, in alkali—it will hurt! Personally, I found it more painful than hydrochloric acid (more on that below).
However, if your hands are very dry—you probably won't feel anything in the dry alkali.
Caustic alkalis perfectly break down fats into glycerin and salts of fatty acids—this is how soap is made (hello, ‘Fight Club’!). Proteins also break down, albeit a bit slower, meaning alkalis essentially dissolve flesh, especially strong solutions—especially when heated. The downside compared to hydrochloric acid (more on that below) is that all alkalis absorb carbon dioxide from the atmosphere, thus their strength will gradually diminish. Additionally, alkalis react with components of glass—glass becomes cloudy, although to dissolve it completely, one would indeed need to exert some effort.
Sometimes tetralkylammonium hydroxides are also referred to as caustic alkalis, for example.
Tetramethylammonium hydroxide.
V resnici so se v teh snoveh združile lastnosti kationskih površinsko aktivnih snovi (to je kot običajno milo – samo kationično: tukaj je aktivna delica dvoljna delica – s pozitivnim nabojem, medtem ko je v milu z negativnim nabojem) in razmeroma visoka bazičnost. Če pride na kožo – se ga lahko namili v vodi in umije, kot milo, če v vodni raztopini pogrevaš lase, kožo ali nohte – se raztopi. „Strupenost“ na podlagi natrijevih in kalijevih hidroksidov – ni ravno strašna.
Žveplova kislina
H2SO4
Najbolj priljubljena, verjetno, v vseh zgodbah. Ni najbolj strupena, a dovolj neprijetna: koncentrirana žveplova kislina (ki je 98%) – oljna tekočina, ki zelo rada ljubi vodo, zaradi česar jo vsi odvzamejo. Odvzem vode celulozi in sladkorju, jih zakuri. Tako kot veselo odvzame vodo tudi tebi, %username%, še posebej, če jo zliješ na nežno kožo obraza ali v oči (no v oči bo vse skupaj zagotovo prišlo s precejšnjimi težavami). Posebej prijazni ljudje mešajo žveplovo kislino z oljem, da se težje spere in bolje vpije v kožo.
Mimogrede, ko žveplova kislina odvzema vodo, se zelo segreva, kar še bolj izboljša sliko. Zato je izpiranje z vodo – zelo slaba ideja. Bolje z oljem (izpirati, ne vtirati – in potem že izpirati z vodo). No, ali pa z velikim tokom vode, da takoj ohladiš.
„Najprej voda, potem kislina – drugače se bo zgodila velika nesreča!“ – to se natančno nanaša na žveplovo kislino, čeprav nekako vsi menijo, da se nanaša na katerokoli kislino.
Kot oksidant žveplova kislina oksidira površino kovin do oksidov. In ker poteka interakcija oksidov s kislinami z vodo kot katalizatorjem – a žveplova kislina vode ne daje – se dogaja učinek, imenovan pasivacija: gosta, neraztopna in neprepustna plast oksida kovine ščiti le-to pred nadaljnjim raztapljanjem.
Po tem mehanizmu pošiljajo koncentrirano žveplovo kislino na daleč železo, aluminij. Zanimivo je, da če kislino razredčimo – se pojavi voda, in potem ni mogoče pošiljati – kovine se raztopijo.
Mimogrede, oksid žvepla SO3 se raztopi v žveplovi kislini in nastane oleum – ki ga občasno napačno pišejo kot H2S2O7, a to ni povsem pravilno. Oleum ima še večjo močnost do vode.
Osebni občutki ob stiku s žveplovo kislino na roki: malo toplo, nato malo peče — spral sem pod pipo, nič strašnega. Filmom ne verjemite, a na obraz ne priporočam kapljanja.
Organski kemiki pogosto uporabljajo kromov pik — to je kalijev dikromat, raztopljen v žveplovi kislini. V bistvu gre za raztopino kromove kisline, ki je dobra za pomivanje posode od ostankov organskih snovi. Ob stiku z roko tudi peče, a v osnovi — žveplova kislina plus strupeni šestimolekularni krom. Luknje v roki ne pričakujte, razen na oblačilih.
Avtor teh vrstic pozna idiota, ki je namesto kalijevega dikromata uporabil kalijev permanganat. Ob stiku z organiko je malo eksplodiralo. Prisotni so se ustrašili, a so se odrekli lahkemu strahu.
Klorovodikova kislina
HCl
Nad 38% v vodi ne obstaja. Ena izmed najbolj priljubljenih kislin za raztapljanje — je v tem močnejša od drugih, ker je tehnološko lahko zelo čista, poleg delovanja kot kislina pa še tvori kompleksne kloride, ki povečujejo raztopnost. Mimogrede, prav zaradi tega je neraztopni klorid srebra prav tako raztopljen v koncentrirani klorovodikovi kislini.
Ta ob stiku s kožo malo bolj peče, subjektivno — še se srbi, poleg tega smrdi: če delate v laboratoriju z slabo ventilacijo in pogosto z koncentrirano klorovodikovo kislino — vam bo vaš zobozdravnik rekel 'hvala': ga obogatite s plombami. Mimogrede, žvečilka pomaga. A ne zelo. Raje — odsesavanje.
Ker ni oljnata in se z vodo močno ne segreva, je jedkost — le proti kovinam, in to ne proti vsem. Mimogrede, jeklo v koncentrirani klorovodikovi kislini pasivira in ji reče 'ne'. Tako jo uporabljajo pri transportu.
Dušikova kislina
HNO3
Tudi zelo priljubljena, pred njo se nekako bojijo — ne vem zakaj. Koncentrirana — to je tista do 70% — je najbolj priljubljena, višja — to je 'dimljiva', ponavadi nikomur ni koristna. Obstaja tudi brezvodna — ta se celo eksplodira.
Kot oksidant pasivira mnoge kovine, ki se prekrijejo z neraztopljivo plastjo in rečejo: 'nasvidenje' — to je krom, železo, aluminij, kobalt, nikelj in drugi.
Koža reagira trenutně podle principu ksantoprotinove reakce — bo bo barva žute je točno kao što je i to da si ipak, %username%, od proteina! Nakon nekog vremena žuta koža će se skinuti kao kod opekotine. Pri tome peče manje od solne, ali se ne miriše manje — i ovaj put je toksičnije: leteći oksidi dušika nisu baš dobri za tijelo.
U kemiji koriste takozvanu "nitrirajuću smjesu" — najpopularnija se sastoji od sumporne i dušične kiseline. Koristi se u sintezama, osobito u dobivanju vesele tvari — piroksilina. Po kiselosti — to je isti krompik plus lijepa žuta koža.
Tu je također i "carska voda" — to je jedan dio dušične kiseline na tri dijela solne. Koristi se za otapanje određenih metala, većinom plemenitih. Na različitim omjerima i dodatku vode temelji se kapljivi metoda provjere uzorka zlatnih proizvoda — usput, stručnjake za ovu metodu jako je teško prevariti s lažnim artiklima. Što se tiče kiselosti za kožu — to je ista "nitrirajuća smjesa" plus miriše jako, miris se ne može zamijeniti s ničim, također je prilično toksičan.
Postoji i "obratna carska voda" — kada je omjer suprotnosti, ali to je rijetka posebnost.
Fosforna kiselina
H3PO4
U stvari, dao sam formulu ortofosforne kiseline — najrasprostranjenije. A tu su još i metafosforna, polifosforne, ultrafosforne — ukratko, ima ih, ali nije važno.
Koncentrirana ortofosforna kiselina (85%) — to je poput sirupa. Kiselina sama po sebi je srednja, često se koristi u prehrambenoj industriji, usput — kada ti stave plombe, površina zuba se prethodno obrađuje fosfornom kiselinom.
Korozivnost joj nije baš velika, ali postoji neugodna činjenica: ovaj sirup dobro upija. Zato ako kapne na stvari — upit će se, a zatim će polako razdvajati. I ako će od dušične i solne kiseline biti mrlja ili rupa — od fosforne će se stvar raspadati, pogotovo se to lijepo vidi na obući, kada rupa kao da se mrvi dok ne prođe kroz.
Svejedno, teško je reći da je zaista jaka.
Fluorovodična kiselina
HF
Koncentrirana fluorovodična kiselina — to je otprilike 38%, iako postoje čudna iznimka.
Šibka kislina, ki z vijugastimi fluoridnimi ionom tvori stabilne komplekse z vsem, kar ji pride na pot. Zato presenetljivo raztaplja stvari, ki jih druge, močnejše prijateljice ne morejo, in se zato pogosto uporablja v različnih mešanicah za raztapljanje. Ob stiku s kožo bodo občutki bolj od drugih komponent teh mešanic, toda obstaja še ena točka.
Fluorovodikova kislina raztaplja SiO2. To je pesek. To je steklo. To je kvarc. No, in tako naprej. Ne, če to kislino naliješ na okno - se ne bo raztopilo, ampak bo ostalo motno mesto. Da raztopimo - je potrebno dolgo držati, še bolje pa je, da segrevamo. Pri raztapljanju se sprošča SiF4, ki je tako koristen za zdravje, da je najbolje to delati pod napo.
Majhna, a prijetna podrobnost: silicij se nahaja pri tebi, %username%, v nohtih. Če fluorovodikova kislina pride pod nohte - ne boš opazil nič. Toda ponoči ne boš mogel spati - bolečina bo TAKŠNA, da se kdaj pojavi želja, da si odtrgaš prst. Verjemi, prijatelj - vem.
In sploh je fluorovodikova kislina strupena, kancerogena, se absorbira skozi kožo in še mnogo drugega - a danes govorimo o jedkosti, kajne?
Se spomniš, da smo se na začetku dogovorili, da fluorida ne bo? Ne bo ga. Ampak bodo…
Fluoridi inertnih plinov
V resnici je fluor stroga zver, s katero se ne moreš igrati, zato nekateri inertni plini tvorijo fluoride z njim. Znani so stabilni fluoridi: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Vse to so kristali, ki se na zraku razgrajujejo z različno hitrostjo in z veseljem v prisotnosti vlage do fluorovodikove kisline. Jedkost je ustrezna.
Jodova kislina
HI
Najmočnejša (po stopnji disociacije v vodi) binarna kislina. Močan reducent, kar izkoriščajo kemičarji. Na zraku se oksidira in postane rjava, s čimer onesnažuje ob stiku. Občutki ob stiku so podobni tistim od klorovodikove kisline. Vse.
Klorova kislina
HClO4
Ena iz najmočnejših (glede na stopnjo disociacije v vodi) kislin nasploh (s konkurenco superkislinami — o njih kasneje) – funkcija kislosti Hammetta (številčno izražanje sposobnosti okolja, da je donor protonov glede na poljubno bazo, manjša kot je vrednost, močnejša je kislina) znaša -13. Anhidrid – močan oksidant, rad eksplodira, poleg tega pa je splošno nestabilen. Koncentrirana (70%-72%) – oksidant ni slabša, pogosto se uporablja za razgradnjo bioloških objektov. Razgradnja je zanimiva in vznemirljiva, ker lahko med postopkom eksplodira: treba je paziti, da ni delcev oglja, da ne vre preveč nasilno itd. Klorska kislina je tudi precej umazana – ne moremo je očistiti s subdestilacijo, eksplodira, ta stvar! Zato jo redko uporabljajo.
Ob stiku s kožo žge, občutki so podobni tistim od solne kisline. Smrdi. Ko vidite v filmih, da je nekdo vrgel truplo v posodo s klorsko kislino – in se je raztopilo, ja, to je mogoče – vendar dolgo ali segrevati. Če segrevate – lahko eksplodira (glej zgoraj). Torej bodite kritični do kinematografije (zdi se, da sem to videl v '10 Cloverfield Lane').
Mimogrede, žlindra oksida klora (VII) Cl2O7 in oksida klora (VI) Cl2O6 je rezultat tega, da ti oksidi v stiku z vodo oblikujejo klorsko kislino.
Zdaj si predstavljajmo, da smo se odločili združiti močno kislost – in žlindro fluorida: vzamemo molekulo klorske ali žveplove kisline – in v njej nadomestimo vse hidroksilne skupine s fluora! Nastalo bo izjemno neprijetno: bo reagiralo z vodo in podobnimi spojinami – na mestu reakcije se bo takoj oblikovala močna kislina in fluorska kislina. Kaj pravite?
Fluoridi žvepla, brom in joda
Se spomnite, da smo se dogovorili, da upoštevamo samo tekočine? Iz tega razloga tri fluorid klora ClF3 ni prišel v naš članek. , ki vre pri +12 °C, čeprav so vsi strašni miti o tem, da je grozno strupen, vžiga steklo, plin in pri izlivanju 900 kilogramov – prežveči 30 cm betona in meter gramoza – vse to drži. Ampak, dogovorili smo se – tekočine.Vendar obstaja rumena tekočina –
pentafluorid joda IF5 , brezbarvna tekočina –trifluorid bromida BrF3 , svetlo rumena –pentafluorid bromida BrF5 , ki niso nič slabše. BrF5, na primer, tudi raztaplja steklo, kovine in beton., ki niso slabši. BrF5, na primer, tudi raztaplja steklo, kovine in beton.
Podobno — med vsemi fluoridi žvepla je edina tekočina dekafluorid disulfida (včasih ga imenujejo tudi petfluorid žvepla) — brezbarvna tekočina s formulo S2F10. Vendar je ta spojina pri običajnih temperaturah dovolj stabilna, se ne razgrajuje z vodo — zato ni preveč jedka. Resnica je, da je 4-krat bolj strupena od fosgena s podobnim mehanizmom delovanja.
Mimogrede, pravijo, da je bil pentafluorid joda "posebni plin" za napolnitev atmosfere v rešiteljskem plovilu v zadnjih kadrih filma "Tuji" iz leta 1979. No, ne spomnim se, iskreno.
Superkisline
Termin "superkislina" je uvedel James Conant leta 1927 za razvrščanje močnejših kislin od običajnih mineralnih kislin. V nekaterih virih se klorove kisline uvršča med superkisline, čeprav to ni tako — je običajna mineralna.
Nekatere superkisline so mineralne, ki so jih kombinirali s halogeni: halogen privlači elektrone, vsi atomi so zelo razburjeni, vodik pa odstopi v obliki H+ — bum: in tako je postala kislina močnejša.
Primeri — fluorosulfurna in klorosulfurna kislina
Pri fluorosulfurni kislini je Gammetova funkcija -15,1, mimogrede, zaradi fluora ta kislina postopoma raztaplja epruveto, v kateri se hrani.
Potem je nekdo pameten pomislil: zakaj ne bi vzeli Lewisove kisline (snov, sposobna sprejeti par elektronov druge snovi) in jo zmešali s kislino Brønsted (snov, ki lahko odda proton)! Zmešali smo pentafluorid antimona s fluorovodikovo kislino — dobili smo heksafluorantimonovo kislino HSbF6. V tem sistemu fluorovodikova kislina odda proton (H+), medtem ko se spojeno osnovno (F−) izolira s koordinacijsko vezjo s pentafluoridom antimona. Tako nastane velik oktaedrični anion (SbF6−), ki je zelo šibek nukleofil in zelo šibka baza. Ko postane "proste", proton povzroči superkislost sistema — Gammetova funkcija -28!
In potem so prišli drugi in rekli, zakaj ste vzeli šibko Brønstedovo kislino — in izumili tole.
Tetrafluormetan sulfonkislina
— sama po sebi že superkislina (Gammetova funkcija — 14,1). Tako so ji dodali spet pentafluorid antimona — in dosegli zmanjšanje na -16,8! Podoben trik s fluorosulfurno kislino je dal zmanjšanje na -23.
In a surprising turn of events, a group of scientists from the chemistry department at a Californian university, led by Professor Christopher Reed, collaborated with their colleagues from the Institute of Catalysis in Novosibirsk to develop carborane acid H(CHB11Cl11). They named it 'carborane' for the general public, but if you want to feel like a scientist, try saying '2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-undecachloro-1-carba-closo-dodecaborane(12)' three times quickly.
Here is what this beauty looks like.
This is a dry powder that dissolves in water. This is currently the strongest acid known. Carborane acid is approximately a million times stronger than concentrated sulfuric acid. Its potency cannot be measured on ordinary scales, as it protonates all known weak bases and all solvents in which it dissolves, including water, benzene, fullerene-60, and sulfur dioxide.
Later, Christopher Reed mentioned in an interview with Nature's news service, 'The idea of synthesizing carborane acid emerged from fantasies about molecules that have never been created before.' Alongside his colleagues, he hopes to use carborane acid to oxidize the inert gas xenon — simply because nobody has done so before. Original, to say the least.
Since superacids are essentially regular acids, they behave in a typical way, just a bit stronger. It’s clear that they can burn the skin, but that doesn’t mean they’re corrosive. Fluorosulfonic acid is a separate case, but that’s due to the presence of fluorine, just like in hydrofluoric acid.
Trifluoroacetic acids
Specifically — trifluoroacetic and trichloroacetic acid.
They are charming and pleasant with a combination of properties of an organic polar solvent and a reasonably strong acid. They have a strong smell — reminiscent of vinegar.
The real sweetheart is trifluoroacetic acid: a 20% solution destroys metals, cork, rubber, Bakelite, and polyethylene. It burns the skin and creates dry ulcers that can reach the muscle layer.
In this regard, trichloroacetic acid is like the younger brother, but still quite potent. By the way, applause for the fairer sex: in the pursuit of beauty, some opt for the so-called TCA peel (TCA stands for TetraChloroAcetate) — where this very trichloroacetic acid is used to dissolve the upper rough layer of skin.
However, if the cosmetologist gets distracted on the phone, a mishap might occur.
No tako otprilike, ako govorimo o tečnosti i o jestivosti. Hoće li biti još dodataka?
Izvor: habr.com
