Frätande ämne

Det internationella piktogram för frätande kemikalier.

Det internationella transportpiktogram för frätande ämnen .

Ett frätande ämne är ett ämne som kommer att skada eller förstöra andra ämnen som det kommer i kontakt med genom en kemisk reaktion .

Etymologi

Ordet frätande kommer från det latinska verbet corrodere , som betyder att gnaga , vilket indikerar hur dessa ämnen verkar "gnaga" sig igenom kött eller andra material.

Kemiska termer

Ordet frätande hänvisar till alla kemikalier som kommer att lösa upp ett föremåls struktur. De kan vara syror , oxidationsmedel eller baser . När de kommer i kontakt med en yta försämras ytan. Försämringen kan ske på några minuter, t.ex. koncentrerad saltsyra spills på huden; eller långsamt över dagar eller år, t.ex. rost av järn i en bro.

används ordet frätande som en synonym för frätande när man hänvisar till effekten på levande vävnader. Vid låga koncentrationer kallas ett frätande ämne irriterande och dess effekt på levande vävnad kallas irritation . Vid höga koncentrationer orsakar ett frätande ämne en kemisk brännskada , en distinkt typ av vävnadsskada . Frätande ämnen skiljer sig från gifter genom att frätande ämnen är omedelbart farliga för vävnaderna de kommer i kontakt med, medan gifter kan ha systemiska toxiska effekter som kräver tid för att bli uppenbara. I vardagsspråk kan frätande ämnen kallas gifter men begreppen är tekniskt olika. Det finns emellertid inget som hindrar ett frätande ämne från att vara ett gift; vissa ämnen är både frätande och gifter.

Korrosion av icke-levande ytor som metaller är en distinkt process. Till exempel korroderar en vatten-luft elektrokemisk cell järn till rost , korroderar koppar till patina och korroderar koppar, silver och andra metaller för att matta .

I det internationella systemet för symboliska kemiska etiketter kvalificerar både snabb korrosion av metaller och kemisk korrosion av huden för den frätande symbolen.

Effekter på levande vävnad

Vanliga frätande medel är antingen starka syror , starka baser eller koncentrerade lösningar av vissa svaga syror eller svaga baser . De kan existera som vilket som helst tillstånd av materia , inklusive vätskor , fasta ämnen , gaser , dimma eller ångor .

Deras verkan på levande vävnad (t.ex. hud , kött och hornhinna ) är huvudsakligen baserad på syra-basreaktioner av amidhydrolys, esterhydrolys och proteindenaturering . Proteiner (kemiskt sammansatta av amidbindningar ) förstörs via amidhydrolys medan lipider (som har esterbindningar ) bryts ned genom esterhydrolys . Dessa reaktioner leder till kemiska brännskador och är mekanismen för förstörelsen som orsakas av frätande ämnen.

Vissa frätande ämnen har andra kemiska egenskaper som kan förlänga deras frätande effekt på levande vävnad. Till exempel svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) i hög koncentration också ett starkt dehydratiseringsmedel , som kan torka ut kolhydrater och frigöra extra värme . Detta resulterar i sekundära termiska brännskador utöver de kemiska brännskadorna och kan påskynda dess sönderfallsreaktioner på kontaktytan. Vissa frätande ämnen, såsom salpetersyra och koncentrerad svavelsyra, är också starka oxidationsmedel , vilket avsevärt bidrar till den extra skada som orsakas. Fluorvätesyra orsakar inte nödvändigtvis märkbar skada vid kontakt, men ger vävnadsskada och toxicitet efter att ha absorberats smärtfritt. Zinkkloridlösningar kan förstöra cellulosa och korrodera genom papper och silke eftersom zinkkatjonerna i lösningarna specifikt angriper hydroxylgrupper och fungerar som en Lewis-syra . Denna effekt är inte begränsad till syror; en så stark bas som kalciumoxid , som har en stark affinitet för vatten (bildar kalciumhydroxid, som i sig är en stark och frätande bas), avger också värme som kan bidra med termiska brännskador samt levererar de frätande effekterna av en stark alkali till fuktigt kött .

Dessutom är vissa frätande kemikalier, mestadels syror som saltsyra och salpetersyra, flyktiga och kan avge frätande dimma vid kontakt med luft . Inandning kan skada luftvägarna .

Frätande ämnen är mest farliga för synen. En droppe frätande kan orsaka blindhet inom 2–10 sekunder genom opacifiering eller direkt förstörelse av hornhinnan .

Förtäring av frätande medel kan inducera allvarliga konsekvenser, inklusive allvarliga skador på mag-tarmkanalen , vilket kan leda till kräkningar , svåra magsmärtor och dödsfall.

Vanliga typer

Vanliga frätande kemikalier klassificeras i:

• Syror
  • Starka syror – de vanligaste är svavelsyra , salpetersyra och saltsyra (H ₂ SO ₄ , HNO ₃ respektive HCl).
  • Vissa koncentrerade svaga syror , till exempel myrsyra , ättiksyra och fosforsyra
  • Starka Lewis-syror som vattenfri aluminiumklorid och bortrifluorid
  • Lewis-syror med specifik reaktivitet; t.ex. lösningar av zinkklorid
  • Extremt starka syror ( supersyror )
• Baser
  • Kaustik eller alkali, såsom natriumhydroxid , kaliumhydroxid och kalciumhydroxid
  • Alkalimetaller i metallisk form (t.ex. elementärt natrium ), och hydrider av alkali- och jordalkalimetaller , såsom natriumhydrid , fungerar som starka baser och hydrater för att ge kaustik
  • Extremt starka baser ( superbaser ) som alkoxider , metallamider (t.ex. natriumamid ) och metallorganiska baser som butyllitium
  • Helt alkaliserade salter av svaga syror som trinatriumfosfat
  • Vissa koncentrerade svaga baser, såsom ammoniak när den är vattenfri eller i en koncentrerad lösning
• Dehydratiseringsmedel som koncentrerad svavelsyra , fosforpentoxid , kalciumoxid , vattenfri zinkklorid , även elementära alkalimetaller
• Starka oxidationsmedel som koncentrerad väteperoxid
• Elektrofila halogener : elementärt fluor , klor , brom och jod , och elektrofila salter såsom natriumhypoklorit eller N-klorföreningar såsom kloramin-T ; halogenidjoner är inte frätande, förutom fluor
• Organiska halogenider och organiska syrahalider såsom acetylklorid och bensylklorformiat
• Syraanhydrider _
• Alkyleringsmedel såsom dimetylsulfat
• Vissa organiska material som fenol ("karbolsyra")

Personlig skyddsutrustning

Användning av personlig skyddsutrustning , inklusive föremål som skyddshandskar, skyddsförkläden, syradräkter, skyddsglasögon, ansiktsskydd eller skyddsskor, rekommenderas normalt vid hantering av frätande ämnen. Användare bör konsultera ett säkerhetsdatablad för den specifika rekommendationen för det frätande ämnet av intresse. Konstruktionsmaterialet för den personliga skyddsutrustningen är också av avgörande betydelse. Till exempel, även om gummihandskar och gummiförkläden kan vara gjorda av en kemiskt resistent elastomer som nitrilgummi , neopren eller butylgummi , har vart och ett av dessa material olika motståndskraft mot olika frätande ämnen och de bör inte ersätta varandra.

Används

Vissa frätande kemikalier är värderade för olika användningsområden, varav den vanligaste är i hushållsrengöringsmedel . Till exempel innehåller de flesta avloppsrengörare antingen syror eller alkalier på grund av deras förmåga att lösa upp fetter , proteiner eller mineralavlagringar som kalkavlagringar inuti vattenledningar.

Vid kemisk användning är hög kemisk reaktivitet ofta önskvärd, eftersom hastigheten för kemiska reaktioner beror på aktiviteten ( effektiv koncentration) hos de reaktiva ämnena. Till exempel används katalytisk svavelsyra i alkyleringsprocessen i ett oljeraffinaderi: aktiviteten hos karbokatjoner, den reaktiva mellanprodukten , är högre med starkare surhet, och därför fortskrider reaktionen snabbare. När de har använts återvinns eller neutraliseras frätande medel oftast. Det har dock förekommit miljöproblem med orenat korrosivt avlopp eller oavsiktliga utsläpp.