– Ці ідіоти помістили порцеляновий контейнер зі «студнем» у спеціальну камеру, гранично ізольовану… Тобто це вони думали, що камера гранично ізольована, але коли вони відкрили контейнер маніпуляторами, «студень» пішов через метал і пластик, як вода через промокашку, вирвався назовні, і все, з чим він стикався, перетворювалося знову ж таки на «студень». Загинуло тридцять п'ять осіб, більше ста понівечено, а вся будівля лабораторії приведена в повну непридатність. Ви там бували колись? Чудова споруда! А тепер «студень» стік у підвали та нижні поверхи… Ось вам і прелюдія до контакту.
- А. Стругацький, Б. Стругацький «Пікнік на узбіччі»
Привіт %%username%!
У тому, що я все ще щось пишу - звинувачуйте . Він навіяв ідею.
Просто, трохи подумавши, я вирішив, що невеликий екскурс їдкими речовинами вийде відносно швидко. Може, комусь буде й цікаво. А комусь – і корисно.
Поїхали.
Відразу визначимося із поняттями.
Їдкий - 1. Роз'їдає хімічно. 2. Різкий, що викликає подразнення, біль. 3. Уїдливий, колкий.
Ожегов С.І. Словник російської. - М.: Рус.яз., 1990. - 921 с.
Отже, відкидаємо відразу два останні значення слова. Також відкидаємо «їдкі» лакриматори – які не стільки їдкі, скільки викликають сльозотечу, та стерніти – які викликають кашель. Так, нижче будуть речовини, які мають і ці властивості, але вони — що головне! — справді роз'їдають матеріали, а іноді й тіло.
Ми не розглядатимемо речовини, їдкі тільки для людини та подібних — через специфічне руйнування мембран клітин. А тому іприти залишаться без роботи.
Ми розглядатимемо сполуки, які в кімнатних умовах — рідини. Тому рідкий кисень і азот, а також гази типу фтору не розглядатимемо, хоча їх можна вважати їдкими, так.
Як завжди, погляд буде виключно суб'єктивним, заснованим на власному досвіді. І так — цілком можливо, що когось я і не згадаю — пиши коментарі, %username%, протягом трьох діб з моменту публікації я доповнюватиму статтю тим, що забулося з самого початку!
І так — я не маю часу і сил будувати «хіт-парад», тому буде збірна солянка. І з усіма винятками вона вийшла досить короткою.
Їдкі луги
А саме - uідроксиди лужних металів: літію, натрію, калію, рубідія, цезію, францію, гідроксид талію (I) і гідроксид барію. Але:
- Літій, цезій, рубідій та барій відкидаємо — дорого та рідко зустрінеш
- Якщо ти, %username%, зустрінеш гідроксид Франція, то їдкість тебе буде хвилювати в останню чергу - він дуже радіоактивний
- Те саме і з талієм — він отруйний до моторошного.
А тому залишилися натрій та калій. Але будемо відвертими - властивості у всіх їдких лугів дуже схожі.
Гідроксид натрію - як "каустична сода" - відомий усім. Гідроксид калію як харчова добавка Е525 теж. За властивостями обидва схожі: сильно гігроскопічні, тобто тягнуть воду, на повітрі «розпливаються». Добре розчиняються у воді, при цьому виділяється велика кількість теплоти.
"Розпливання" на повітрі - по суті утворення дуже концентрованих розчинів лугів. А тому якщо покласти шматочок їдкої луги на папір, шкіру, деякі метали (той самий алюміній) — то з часом виявиться, що матеріал добре під'їло! Те, що показували в «Бійцівському клубі», дуже схоже на правду: справді, спітнілі руки — та на луг — буде боляче! Особисто мені здалося болючіше, ніж від соляної кислоти (про неї нижче).
Втім, якщо руки дуже сухі — швидше за все саме в сухому лугу нічого й не відчуєш.
Їдкі луги добре розвалюють жири на гліцерин і солі жирних кислот - так і варять мило (привіт, «Бійцівський клуб!») Трохи довше, але так само ефективно розщеплюються білки - тобто в принципі луги плоть розчиняють, особливо міцні розчини - та при нагріванні . Недоліком у порівнянні з тією ж хлорною кислотою (про неї теж нижче) є те, що всі луги тягнуть вуглекислий газ з атмосфери, а тому сила поступово знижуватиметься. Крім того, луги реагують і з компонентами скла - скло каламутніє, хоча щоб його все розчинити - тут, звичайно, треба постаратися.
До їдких луг іноді відносять і тетраалкіламоній гідроксиди, наприклад
Гідроксид тетраметиламонію
Насправді в цих речовинах поєдналися властивості катіонних поверхнево-активних речовин (ну це як звичайне мило — лише катіонне: тут активна частка дифільна частка — із зарядом «+», а в милі — із зарядом «-«) і відносно висока основність. Якщо потрапить на руки – можна намилити у воді та помити, як милом, якщо у водному розчині погріти волосся, шкіру чи нігті – розчиняться. "Єдність" на тлі гідроксидів натрію і калію - так собі.
Сірчана кислота
H2SO4
Найпопулярніша, мабуть, у всіх історіях. Не найїдкіша, але досить неприємна: концентрована сірчана кислота (яка 98%) — масляниста рідина, яка дуже любить воду, а тому в усіх її забирає. Забираючи воду у целюлози та цукру, обвугливая їх. Так само вона радісно забере воду і в тебе, %username%, особливо якщо налити її на ніжну шкіру обличчя або в очі (ну в очі насправді все потраплятиме з пригодами). Особливо добрі люди заважають сірчану кислоту з олією, щоб важче змивалася і краще вбиралася в шкіру.
До речі, забираючи воду, сірчана кислота здорово розігрівається, що ще більше робить соковиту картину. А тому змивати її водою дуже погана ідея. Краще – олією (змивати, а не втирати – а потім уже змити водою). Ну або великим потоком води, щоб одразу й охолоджувати.
«Спочатку вода, а потім кислота — інакше станеться велике лихо!» — це саме про сірчану кислоту, хоча чомусь усі вважають, що про будь-яку кислоту.
Як окислювач, сірчана кислота окислює поверхню металів до оксидів. А оскільки взаємодія оксидів з кислотами проходить за участю води як каталізатора — а воду сірчана кислота не віддає — відбувається ефект, званий пасивацією: щільна, нерозчинна і непроникна плівка оксиду металу захищає його від подальшого розчинення.
За цим механізмом концентровану сірчану кислоту посилають у далекі дали залізо, алюміній. Примітно, що якщо кислоту розбавити — з'являється вода і посилати не виходить — метали розчиняються.
До речі, оксид сірки SO3 розчиняється в сірчаній кислоті і виходить олеум - який іноді помилково пишуть як H2S2O7, але це не зовсім правильно. У олеуму потяг до води ще більший.
Власні відчуття від попадання сірчаної кислоти на руку: трохи тепло, потім трохи пече - змив під краном, нічого страшного. Фільмам не вірте, але на обличчя капати не раджу.
Органіки часто користуються хромпіком або "хромовою сумішшю" - це біхромат калію розчинений у сірчаній кислоті. По суті це розчин хромової кислоти, він хороший для миття посуду від залишків органіки. При попаданні на руку теж палиться, але по суті сірчана кислота плюс токсичний шестивалентний хром. Дірок у руці не дочекаєшся, хіба що на одязі.
Автор цих рядків знайомий з ідіотом, який замість біхромату калію використовував перманганат калію. При контакті з органікою трошки лягло. Присутні обробилися відбулися легким переляком.
Соляна кислота
HCl
Понад 38% у воді не буває. Одна з найпопулярніших кислот для розчинення - в цьому вона крутіша за інші, тому що технологічно може бути дуже чистою, а крім дії, як кислота, ще й утворює комплексні хлориди, які підвищують розчинність. До речі, саме з цієї причини нерозчинний хлорид срібла дуже розчинний у концентрованій соляній кислоті.
Ця при попаданні на шкіру печеться трохи сильніше, суб'єктивно - ще й свербить, до того ж смердить: якщо в лабораторії з поганою витяжкою працювати багато з концентрованою соляною кислотою - твій стоматолог скаже тобі «дякую»: ти його озолотиш на пломбах. До речі, допомагає жуйка. Але не дуже. Краще – витяжка.
Оскільки не масляниста і з водою сильно не розігрівається, то їдкість тільки до металів, і то не до всіх. До речі, сталь у концентрованій соляній кислоті пасивується та каже їй «не-а!». Чим і користуються під час транспортування.
Азотна кислота
HNO3
Теж дуже популярна, її теж чомусь бояться, а дарма. Концентрована — це яка до 70% — найпопулярніша, вище — це «димна», найчастіше нікому не потрібна. Є ще безводна – так та ще й вибухає.
Будучи окислювачем, пасивує багато металів, які покриваються нерозчинною плівкою та кажуть: «до побачення» — це хром, залізо, алюміній, кобальт, нікель та інші.
Зі шкірою моментально реагує за принципом ксантопротеїнової реакції - буде жовта пляма, що означає, що ти, %username%, все-таки складається з білка! Через якийсь час жовта шкіра злізе, як за опіку. При цьому щипає менше соляної, хоча смердить не гірше — і цього разу токсичніше: оксиди азоту, що летять, не дуже хороші для організму.
У хімії використовують так звану «нітруючу суміш» - найпопулярніша складається з сірчаної та азотної кислот. Використовується у синтезах, зокрема в отриманні веселої речовини – піроксиліну. За їдкістю - той же хромпік плюс гарна жовта шкіра.
Також є «царська вода» — це частина азотної кислоти на три частини соляної. Використовується для розчинення деяких металів, переважно дорогоцінних. На різному співвідношенні та додаванні води заснований краплинний метод перевірки проби золотих виробів — до речі, фахівців з цього методу дуже складно надурити із підробкою. За їдкістю для шкіри - та ж «нітруюча суміш» плюс смердить чудово, запах не сплутаєш ні з чим, він теж досить токсичний.
Є ще «зворотна царська горілка», коли співвідношення навпаки, але це рідкісна специфіка.
Фосфорна кислота
H3PO4
Насправді я навів формулу ортофосфорної кислоти — найпоширенішої. А є ще метафосфорна, поліфосфорна, ультрафосфорна — коротша, вистачає, але не має значення.
Концентрована ортофосфорна кислота (85%) – це такий сироп. Кислота вона сама по собі середня, її часто використовують у харчовій промисловості, до речі — коли тобі ставлять пломби, поверхню зуба попередньо протруюють фосфорною кислотою.
Корозійність у неї так собі, але є неприємний нюанс: цей сироп добре вбирається. Тому якщо капне на речі — вбереться, а потім потихеньку роз'їдатиме. І якщо від азотної та соляної кислоти буде пляма чи дірка — то від фосфорної річ розлазиться, особливо це барвисто на взутті, коли дірка ніби кришиться, доки не вийде наскрізь.
Ну, а взагалі їдкою її назвати складно.
плавикова кислота
HF
Концентрована плавикова кислота – це приблизно 38%, хоч і бувають дивні винятки.
Слабенька кислота, яка бере запеклим коханням фторид-іонів утворювати стійкі комплекси з усім, з ким можна. Тому напрочуд розчиняє те, що інші, сильніші подруги — не можуть, а тому дуже часто використовують у різних сумішах для розчинення. При попаданні на руку відчуття будуть більшими від інших компонентів таких сумішей, але є нюанс.
Плавікова кислота розчиняє SiO2. Тобто пісок. Тобто скло. Тобто кварц. Ну і таке інше. Ні, якщо ти пліснеш на вікно цією кислотою - воно не розчиниться, але каламутна пляма залишиться. Щоб розчинити – потрібно довго тримати, а ще краще – нагріти. При розчиненні виділяється SiF4, який такий корисний для здоров'я, що краще робити під витяжкою.
Маленький, але приємний нюанс: кремній міститься у тебе, %username%, у нігтях. Так от, якщо плавикова кислота потрапить під нігті, ти нічого не помітиш. Але вночі спати не зможеш — хворітиме ТАК, що іноді виникає бажання відірвати палець. Повір, друже — я знаю.
І взагалі плавикова кислота токсична, канцерогенна, вбирається через шкіру і маса всього — але ми сьогодні про їдкість, правда?
Пам'ятаєш, ми домовлялися на початку, що фтору не буде? Його й не буде. Але будуть…
Фториди інертних газів
Насправді фтор — суворий хлопець, з ним особливо не повипендрюєшся, а тому деякі інертні гази утворюють із ним фториди. Відомі такі стабільні фториди: KrF2, XeF2, XeF4, XeF6. Все це — кристали, які на повітрі з різною швидкістю та полюванням розкладаються вологою до плавикової кислоти. Єдність - відповідна.
Йодоводнева кислота
HI
Найсильніша (за ступенем дисоціації у воді) бінарна кислота. Сильний відновник чим користуються хіміки-органіки. На повітрі окислюється і стає бурою, чим і забруднює при контакті. Відчуття при контакті - як від соляної. Всі.
Хлорна кислота
HClO4
Одна з найсильніших (за ступенем дисоціації у воді) кислот взагалі (з нею конкурують суперкислоти – про них нижче) – функція кислотності Гаммета (чисельне вираження здатності середовища бути донором протонів по відношенню до довільної основи, чим менше – тим сильніша кислота) становить - 13. Безводна - сильний окислювач, любить вибухати, та й взагалі нестійка. Концентрована (70%-72%) - окислювач не гірший, часто використовують у розкладанні біологічних об'єктів. Розкладання цікаве і захоплююче тим, що може вибухати в процесі: потрібно стежити, щоб не було частинок вугілля, щоб не кипіло дуже бурхливо і т.д. Хлорна кислота, до того ж, досить брудна — її неможливо очистити субперегонкою, вибухає зараза! Тому використовують її нечасто.
При попаданні на шкіру пекеться, відчуття як від соляної. Смердить. Коли бачите у фільмах, що хтось кинув труп у ємність із хлорною кислотою – і він розчинився, то так, таке можливо – але довго чи гріти. Якщо гріти може рвонути (див. вище). Тож будьте критичні до кінематографу (я, здається, бачив це у «Кловерфілд, 10»).
До речі, їдкість оксиду хлору (VII) Cl2O7 та оксиду хлору (VI) Cl2O6 — це результат того, що з водою ці оксиди утворюють хлорну кислоту.
А тепер уявімо, що ми вирішили в одному з'єднанні об'єднати сильну кислотність — і їдкість фтору: візьмемо молекулу хлорної чи сірчаної кислоти — і замінимо на неї всі гідроксильні групи на фтор! Погань вийде рідкісна: вона взаємодіятиме з водою і подібними сполуками — і в місці реакції відразу виходитиме сильна кислота і плавикова кислота. А?
Фториди сірки, брому та йоду
Пам'ятаєте ми домовилися розглядати лише рідини? З цієї причини до нашої статті не потрапив трифторид хлору ClF3, Який кипить при +12 ° C, хоча всі страшилки про те, що він дуже токсичний, спалахує скло, протигаз і при розливанні 900 кілограмів - проїдає 30 см бетону і метр гравію - все це правда. Але ж ми домовилися — рідини.
Однак є жовта рідина. пентафторид йоду IF5, безбарвна рідина трифторид брому BrF3, світло-жовта пентафторид брому BrF5, які не гірші. BrF5, наприклад, теж розчиняє скло, метали та бетон.
Аналогічно — серед усіх фторидів сірки рідким є лише декафторид дисери (іноді її називають ще п'ятифтористою сіркою) - безбарвна рідина з формулою S2F10. Але це з'єднання за нормальних температур досить стабільне, не розкладається водою — а тому не особливо й їдко. Щоправда, в 4 рази токсичніше за фосген з аналогічним механізмом дії.
До речі, кажуть, що пентафторид йоду був спеціальним газом для заповнення атмосфери в рятувальному шатлі в останніх кадрах фільму Чужий 1979 року. Ну, не пам'ятаю, чесно.
Суперкислоти
Термін «суперкислота» введений Джеймсом Конантом в 1927 для класифікації сильніших кислот, ніж звичайні мінеральні кислоти. У деяких джерелах хлорну кислоту відносять до суперкислоти, хоча це не так - вона звичайна мінеральна.
Ряд суперкислот - це мінеральні, до яких підчепили галоген: галоген тягне на себе електрони, всі атоми дуже гніваються, а дістається все як зазвичай водню: той відвалюється у вигляді Н + - бабах: ось і кислота стала сильнішою.
Приклади - фторсерна та хлорсерна кислоти
У фторсерної кислоти функція Гаммета -15,1, до речі, завдяки фтору, ця кислота поступово розчиняє пробірку, де зберігається.
Потім хтось із розумних подумав: а давайте візьмемо кислоту Льюїса (речовина, здатна прийняти пару електронів іншої речовини) і змішаємо з кислою Бренстеда (речовиною, яка здатна віддавати протон)! Змішали пентафторид сурми з плавиковою кислотою - отримали гексафторсурм'яну кислоту HSbF6. У цій системі плавикова кислота виділяє протон (H+), а сполучена основа (F−) ізолюється координаційним зв'язком з пентафторидом сурми. Так утворюється великий октаедричний аніон (SbF6-), який є дуже слабким нуклеофілом і дуже слабкою основою. Ставши «вільним», протон зумовлює надкислотність системи – функція Гаммета-28!
А потім прийшли інші і сказали, а чого це кислоту Бернстеда взяли слабку і придумали ось що.
Тетрафторметансульфонова кислота
— сама собою вже суперкислота (функція Гаммета — 14,1). Так от, до неї додали знову пентафторид сурми - отримали зниження до -16,8! Такий же фокус із фторсерною кислотою дав зниження до -23.
А потім група вчених з хімічної кафедри американського університету Каліфорнії під керівництвом професора Крістофера Ріда затусила з колегами з Інституту каталізу СО РАН (Новосибірськ) і вигадали карбонанову кислоту H(CHB11Cl11). Ну «карборанової» її назвали для звичайних людей, а якщо хочеш відчути себе вченим - скажи «2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-ундекахлор-1-карба-клозо-додекаборан (12)» тричі і швидко.
Так виглядає ця красуня
Це сухий порошок, який розчинний у воді. Це і є найсильніша кислота на поточний момент. Карборанова кислота приблизно в мільйон разів сильніша за концентровану сірчану кислоту. У звичайних шкалах виміряти силу кислоти не вдається, оскільки кислота протонує всі відомі слабкі основи і всі розчинники, в яких вона розчиняється, включаючи воду, бензол, фулерен-60 діоксид сірки.
Згодом Крістофер Рід в інтерв'ю службі новин Nature сказав: «Ідея синтезу карборанової кислоти народилася з фантазій «про молекули, які ніколи раніше не створювалися». місці з колегами він хоче використовувати карбонанову кислоту для окислення атомів інертного газу ксенону — просто тому, що ніхто раніше не робив. Оригінально, що сказати.
Ну оскільки суперкислоти - це звичайні кислоти, то і діють вони зазвичай, тільки трохи сильніші. Зрозуміло, що шкіру будуть палити, але це не означає, що розчиняти. Фторсульфонова – окремий випадок, але там все завдяки фтору, як і в плавиковій.
Тригалогеноцтові кислоти
А саме — трифтороцтова та трихлороцтова кислота
Мили і приємні поєднанням властивостей органічного полярного розчинника та досить сильної кислоти. Смердять — схоже на оцет.
Сама няшка - трифтороцтова кислота: 20%-ний розчин руйнує метали, пробку, гуму, бакеліт, поліетилен. На шкірі печеться і утворює сухі виразки, що сягають м'язового шару.
Трихлороцтова у цьому плані — молодший брат, але теж нічого. До речі, оплески слабкій статі: у гонитві за красою, деякі йдуть на так звану процедуру ТСА-пілінгу (ТСА — це TetraChloroAcetate) — коли цією тетрахлороцтовою кислотою розчиняють верхній огрубілий шар шкіри.
Щоправда, якщо косметолог забовтається телефоном, можливий фейл
Ну ось приблизно так, якщо говорити про рідину та про їдкість. Чи будуть ще доповнення?
Джерело: habr.com