Неорганическая кислота представляет собой соединение водорода с одним или несколькими элементами (за исключением углерода), которое при растворении в воде или других растворителях диссоциирует с образованием ионов водорода. Получившийся в результате раствор имеет характерные свойства: способность нейтрализовать основания, окрашивать лакмусовую бумагу в красный цвет и вызывать изменения цвета у других индикаторов. Неорганические кислоты часто называют еще минеральными кислотами. Их безводная форма может быть твердой или газообразной.
Неорганический ангидрид может соединяться с водой, образуя минеральную кислоту. Ангидрид может получаться в результате реакции синтеза, типа: , и далее преобразовываться в кислоту посредством присоединения молекулы воды (реакция гидратации), или отщепления воды от кислоты, например:
Применение Минеральные кислоты используются в различных отраслях промышленности: в металло- и деревообработке, текстильной, лакокрасочной, нефтегазовой и др. В металлообработке они часто используются в качестве очищающих агентов перед сваркой, металлизацией или окраской. Сульфаминовая кислота, серная кислота и соляная кислота применяется в гальваностегии.
Соляная , серная, хлорная и сульфаминовая кислоты нашли широкое применение в промышленности. Соляная кислота или водный раствор хлористого водорода, применяется для кислотной обработки, очищения руд олова и тантала, для производства патоки из крахмала, для удаления накипи с котлов и теплообменного оборудования. Она также используется в качестве дубильного вещества в кожевенной промышленности. Серная кислота применяется при производстве пергаментной бумаги, а также в процессах очистки нефти, рафинирования растительного масла, карбонизации шерстяных тканей, извлечения урана из уранита, а также в процессе травления железа и стали. Серная и хлорная кислоты применяются при производстве взрывчатых веществ. Сульфаминовая кислота используется в качестве огнезащитной пропитки в деревообрабатывающей и текстильной промышленности, отбеливающего и бактерицидного средства при производстве целлюлозы и бумаги.
Азотная кислота применяется при получении азотнокислого аммония, использующегося в качестве удобрения и в производстве взрывчатых веществ. Кроме того, она применяется в процессах органического синтеза, в металлургии, при флотации руды и для переработки отработанного ядерного топлива.
Опасности Ниже будут перечислены специфические опасности, которые свойственны важным в промышленном отношении неорганическим кислотам, однако следует отметить, что эти вещества обладают общими опасными свойствами. Растворы минеральных кислот сами по себе не горючи, но при соприкосновении с некоторыми химическими веществами они могут вызвать пожар или взрыв. Эти кислоты вступают в реакцию с некоторыми металлами с выделением свободного водорода, который в смеси с кислородом воздуха чрезвычайно огнеопасен и взрывоопасен. Они также могут действовать как окислители и оказывать разрушительное воздействие при контакте с органическими веществами.
Влияние на здоровье человека. Минеральные кислоты очень агрессивны, особенно в высоких концентрациях; они разрушают ткани тела и вызывают химические ожоги при контакте с кожей и слизистыми оболочками. Большую опасность они представляют для глаз. Пары или аэрозоли неорганических кислот раздражают дыхательные пути и слизистые оболочки, сила раздражения в значительной степени зависит от концентрации; у подверженных их воздействию работников может наблюдаться эрозия зубов. Неоднократный контакт кислот с кожей может привести к дерматитам. Случайное глотание концентрированных неорганических кислот вызывает серьезное повреждение горла и желудка, разрушение тканей внутренних органов, и если не принять немедленных мер, то возможно даже со смертельным исходом. Некоторые минеральные кислоты могут также действовать как системные яды.
Безопасность и охрана здоровья Везде, где это возможно, агрессивные кислоты должны заменяться другими, представляющими меньшую опасность; необходимо использовать минимально допустимую для процесса концентрацию. При применении минеральных кислот должны соблюдаться соответствующие меры безопасности при хранении, транспортировке, утилизации, а также обеспечиваться необходимая вентиляция, индивидуальные средства защиты и меры первой помощи.
Хранение. Помещения для хранения кислот должны быть изолированы от других, иметь хорошую вентиляцию и защиту от солнечного света и источников тепла; они должны иметь цементный пол и не содержать материалов, с которыми могла бы вступать в реакцию кислота. Большие склады должны быть окружены ограждениями для сбора кислоты в случае утечки и снабжены средствами нейтрализации. Вне помещения для хранения кислот должны располагаться пожарный гидрант и автономное дыхательное оборудование на случай чрезвычайной ситуации и необходимости проведения спасательных работ. Утечки должны быть немедленно ликвидированы путем промывания струей воды; в случае большой утечки персонал должен покинуть помещение, а затем нейтрализовать кислоту. Электрооборудование должно быть водонепроницаемым и быть стойким к воздействию кислот. Желательно использовать безопасное освещение.
Емкости необходимо хранить плотно закрытыми, они должны быть четко промаркированы, чтобы было известно их содержимое. Трубы, соединения, уплотнения и клапаны должны быть сделаны из стойких к кислотам материалов. Стеклянные или пластмассовые емкости должны быть надежно защищены от ударов; их необходимо приподнять над полом, чтобы облегчить промывку в случае утечки. Цилиндрические контейнеры должны храниться на стеллажах и быть закреплены. Баллоны с газообразными ангидридами должны храниться в вертикальном положении и иметь колпаки. Пустые и полные емкости предпочтительно хранить раздельно.
Транспортировка. Кислоты должны подаваться через герметичные системы, чтобы исключить возможность контакта с ними. При транспортировке контейнеров, необходимо использовать соответствующее оборудование, а работы выполняться квалифицированным персоналом. Декантирование должно проводиться только посредством специальных сифонов, насосов, устройств для наклона цилиндрических контейнеров или бутылей и т.д. Цилиндры с безводным ангидридом должны быть снабжены специальными сливными клапанами и штуцерами.
При смешивании кислот с другими химическими соединениями или водой, рабочие должны ясно представлять себе, что может произойти интенсивная реакция. Для того, чтобы избежать чрезмерного выделения тепла и бурной реакции, которая может вызвать брызги и попадание кислоты на кожу или в глаза, концентрированная кислота должна медленно добавляться в воду, а не наоборот.
Вентиляция. Там, где образуются аэрозоли или пары кислот, например при гальваностегии, должна быть обеспечена хорошая вентиляция.
Индивидуальная защита. Люди, сталкивающиеся с брызгами минеральных кислот, должны пользоваться кислотоустойчивыми средствами индивидуальной защиты: предохраняющими руки, глаза, лицо, применять фартуки, комбинезоны и защитные костюмы.
Когда рабочим для обслуживания или ремонта требуется проникнуть внутрь резервуара, где хранились кислоты, необходимо предварительно очистить резервуар и принять все меры предосторожности при работе в замкнутых пространствах, приведенные в других разделах данной Энциклопедии.
Обучение. Все рабочие, имеющие дело с кислотами, должны быть проинструктированы относительно их опасных свойств. Определенные виды работ, например, проводимые в замкнутых пространствах или те, в которых задействовано большое количество кислот, должны производиться двумя работниками, один из которых всегда готов в случае необходимости прийти на помощь другому.
Санитария. При контакте с неорганическими кислотами первостепенное значение имеет личная гигиена. Работникам требуется обеспечить соответствующие санитарные условия, и им необходимо тщательно мыться по окончании смены.
Неотложная помощь. При попадании кислот на кожу или в глаза следует немедленно и обильно промыть проточной водой. Поэтому в помещениях должны быть предусмотрены души, фонтанчики для промывки глаз, ванны или резервуары с водой. Необходимо снять загрязненную одежду и выполнить процедуру обработки кожи. Обычной процедурой является нейтрализация загрязненной кожи 2-3% раствором двууглекислого натрия , 5 % раствором углекислого натрия и 5 % раствором гипосульфита натрия, или 10 % раствором триэтаноламина.
Людей, вдохнувших пары кислот, необходимо немедленно удалить из загрязненной зоны, обеспечить покой и оказать медицинскую помощь. При случайном глотании кислоты необходимо дать нейтрализующее вещество и промыть желудок. Не следует искусственно вызывать рвоту.
Медицинское наблюдение. Рабочие должны проходить медицинское обследование перед приемом на работу и периодически в период работы. Медицинское обследование перед приемом на работу должно быть направлено, в основном, на выявление хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, кожи, глаз, дыхательной и нервной системы. Периодические проверки должны проводиться через короткие интервалы времени и включать в себя проверку состояния зубов.
Загрязнение воды. Загрязнение воды предотвращается тем, что стоки, содержащие отработанные кислоты, не спускаются в канализацию до тех пор, пока уровень кислотности в них не будет доведен до значений 5.5 - 8.5.
Соляная кислота Безводный хлористый водород неагрессивен, но его раствор в воде разъедает почти все металлы (исключениями являются ртуть, серебро, золото, платина и некоторые сплавы); при этом выделяется водород. Соляная кислота вступает в реакцию с сульфидами, в результате чего образуются хлориды и сероводород. Это очень устойчивые соединения, но при высоких температурах они расщепляется на водород и хлор.
Опасности. Специфические опасности соляной кислоты - ее разъедающее действие на кожу и слизистые оболочки, токсичность, а также выделение водорода при контакте с некоторыми металлами и металло- гидридами. Соляная кислота вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек, серьезность которых определяется концентрацией раствора; это может привести к образованию язв с последующими коллоидными и обезображивающими рубцами. Попадание соляной кислоты в глаза может привести к ухудшению зрения или слепоте. После ожогов лица остаются большие уродливые шрамы. От частого контакта с водными растворами соляной кислоты может развиться дерматит.
Пары соляной кислоты раздражают дыхательные пути, вызывают ларингиты, отек голосовых связок, бронхиты, отек легких и смерть. Часто встречаются болезни пищеварительного тракта, в частности молекулярный некроз зубов, когда они теряют блеск, желтеют, становятся мягкими, а затем ломаются.
Безопасность и охрана здоровья. В дополнение к общим мерам, описанным выше, кислоту не следует хранить в непосредственной близости от горючих веществ или окислителей, а также рядом с металлами и металло- гидридами, которые могут вступать в реакцию с кислотой с выделением водорода. Взрывоопасные концентрации водорода в воздухе составляют от 4 до 75 объемных процентов. Электрооборудование должно иметь взрывобезопасное исполнение и быть защищено от разъедающего действия паров кислоты.
Азотная кислота Азотная кислота чрезвычайно агрессивна и разъедает большое количество металлов. Реакции между азотной кислотой и различными органическими соединениями часто происходят с большим выделением тепла и приводят к взрывам, а в результате реакции ее с металлами могут образовываться токсичные газы. Азотная кислота вызывает ожоги кожи, а ее пары являются сильным раздражителем кожных покровов и слизистой оболочки; вдыхание значительного количества паров азотной кислоты приводит к острому отравлению.
Возгорание и взрыв. Азотная кислота воздействует на большинство веществ и все металлы, кроме благородных (золото, платина, иридий, торий, тантал) и некоторых сплавов. Скорость реакции меняется в зависимости от металла и концентрации кислоты; выделяющиеся при реакции газы включают в себя окислы азота, азот и аммиак, которые могут быть ядовиты или оказывать удушающее воздействие. При контакте с натрием или калием реакция протекает очень бурно, с выделением азота. Однако на некоторых металлах образуется защитная окисная пленка, которая предохраняет их от дальнейшего разрушения. Азотная кислота может вступать в бурную реакцию с сероводородом, Нитраты, полученные в результате взаимодействия азотной кислоты с различными основаниями, являются сильными окислителями.
Азотная кислота даже в слабой концентрации является сильным окислителем. Растворы с концентрацией выше 45% могут вызывать самовозгорание некоторых органических веществ, таких, как скипидар, дерево, солома и т.д.
Опасность для здоровья. Растворы азотной кислоты чрезвычайно агрессивны и вызывают повреждения кожи, глаз и слизистых оболочек, серьезность которых зависит от длительности контакта с кислотой и ее концентрации - от раздражения и ожогов до местного некроза в случае длительного контакта. Пары азотной кислоты также вызывают повреждение кожи, слизистых оболочек и зубной эмали.
В парах азотной кислоты всегда содержатся в определенной пропорции другие газообразные азотистые соединения (например, окислы азота) - в зависимости от концентрации кислоты и имеющей место реакции. Вдыхание их может вызвать острые отравления. Острое отравление обычно протекает в трех фазах: первая сопровождается раздражением верхних дыхательных путей (жжение в горле, кашель, ощущение удушья) и слезотечением; вторая фаза может ввести пострадавшего в заблуждение, поскольку в течение нескольких часов отсутствуют патологические признаки; в третьей фазе вновь появляются нарушения дыхания, которые могут быстро развиться в острый отек легких с тяжелыми последствиями.
Случайное глотание азотной кислоты приводит к серьезным повреждениям ротовой полости, глотки, пищевода и желудка и может иметь тяжелые последствия.
Безопасность и охрана здоровья. В зависимости от количества и концентрации азотную кислоту хранят в емкостях из нержавеющей стали, алюминия или стекла. Стеклянные бутыли или контейнеры должны быть защищены металлической оболочкой, предохраняющей их от ударов. Однако азотную кислоту, содержащую любые фтористые компоненты, не следует хранить в стеклянных емкостях. Органические материалы: дерево, солома, древесные опилки, - должны храниться как можно дальше от процессов с использованием азотной кислоты. Когда азотную кислоту требуется разбавить водой, следует лить кислоту в воду, чтобы избежать локального нагревания.
Серная кислота Серная кислота - сильная кислота, которая при температуре свыше выделяет пар, а при нагревании до - триоксид серы. В холодном состоянии она реагирует со всеми металлами, включая платину; при нагревании ее реакционная способность усиливается. Разбавленная серная кислота растворяет алюминий, хром, кобальт, медь, железо, марганец, никель и цинк, но не свинец или ртуть. Она имеет сильную способность поглощать воду из атмосферы и органических материалов. Серная кислота расщепляет соли всех других кислот, за исключением кремниевой.
Серная кислота в природе встречается в окрестностях вулканов, особенно в вулканических газах.
Опасности. Серная кислота действует на организм человека как разъедающее ткани вещество и общетоксическое средство. Попадание серной кислоты в тело человека в виде жидкости или пара вызывает сильное раздражение и химические ожоги слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного трата, а также зубов, глаз и кожи. При контакте с кожей серная кислота вызывает интенсивную дегидратацию, в результате чего выделяется значительное количество тепла, что приводит к ожогам первой, второй или третьей степени. Глубина поражения тканей зависит от концентрации кислоты и длительности контакта. При вдыхании паров серной кислоты появляются следующие симптомы: выделения из носа, чихание, жжение в горле - за которыми следует кашель, нарушения дыхания, иногда сопровождающиеся спазмом голосовых связок, а также жжение в глазах, слезотечение и воспаление слизистой оболочки глаз. Высокие концентрации соляной кислоты могут вызывать появление крови в мокроте и выделениях из носа, кровавую рвоту, гастрит и т.д. Часто встречаются повреждения зубов; кислота воздействует главным образом на резцы, что проявляется в виде появления коричневого оттенка, полос на эмали, кариеса, быстрого и безболезненного разрушения коронки зуба.
Профессиональное соприкосновение с парами сильных неорганических кислот, вроде серной, классифицируется Научно-исследовательским агентством по борьбе с раковыми заболеваниями, как канцерогенное.
У рабочих, имеющих дело с серной кислотой, чаще всего встречаются химические ожоги. Концентрированные растворы вызывают глубокие ожоги слизистой оболочки и кожи; сначала место контакта с кислотой обесцвечивается, потом становится коричневым, а затем образуется четко очерченная язва на бледно-красном фоне. Эти раны долго не заживают, и после них часто остаются обширные рубцы, что приводит к нарушению функций пораженных органов. Если ожог достаточно обширен, то результат может оказаться смертельным. Постоянный контакт кожи с низкими концентрациями серной кислоты приводит к высыханию эпидермиса, образованию язв и к хроническому гнойному воспалению вокруг ногтей (панариций). Попавшие в глаза брызги кислоты могут привести к серьезным последствиям: глубоким язвам на роговице и повреждениям с тяжелыми осложнениями.
Общее токсическое действие серной кислоты проявляется в щелочном истощении организма (т.е. ацидозе, который оказывает воздействие на нервную систему, вызывая возбуждение, неуверенную походку и общую слабость).
Безопасность и охрана здоровья. Наиболее эффективные меры - полная изоляция процессов с использованием серной кислоты, а также механизация транспортировки, чтобы исключить ее контакт с человеком. Особое внимание следует обратить на хранение кислоты, на ее транспортировку и использование, на вентиляцию и освещение рабочих мест, обслуживание и поддержание порядка, а также на индивидуальные средства защиты. В дополнение к общим мерам безопасности, указанным выше, серную кислоту не следует хранить рядом с хроматами, хлоратами и тому подобными веществами - во избежание пожара или взрыва.
Возгорание и взрыв. Серная кислота и олеум сами по себе не огнеопасны. Однако они энергично реагируют с большим количеством веществ, особенно с органическими материалами. В результате реакции выделяется достаточное количество тепла, чтобы вызвать пожар или взрыв. Кроме того, выделяющийся при реакциях с металлами водород образует с воздухом взрывоопасную смесь.
Катализаторы. Там, где в производственном процессе используется ванадиевый катализатор, рабочие должны быть защищены от воздействия ванадиевокислого аммония или пятиокиси ванадия, которые применяются для получения диатомита или силикагеля.
Для класса ООН (UN): 1.5 = вещества, которые представляют опасность массового взрыва; 2.1 = легковоспламеняющийся газ;2.3 = токсичный газ; 3 = легковоспламеняющаяся жидкость; 4.1 = легковоспламеняющееся твердое вещество; 4.2 = вещество подвержено самовозгоранию;4.3 = вещество, которое при контакте с водой испускает легковоспламеняющиеся газы; 5.1 = окислитель; 6.1 = токсичное вещество;7 = радиоактивно; 8 = коррозийное вещество.
Название вещества CAS-Номер
Физические свойства
Химические свойства
Класс или категория по Классификации ООН / Дополнительные риски
ХЛОРСУЛЬФУРОВАЯ КИСЛОТА 7790-94-5
8
ФТОРСУЛЬФУРОВАЯ КИСЛОТА 7789-21-1
8
СОЛЯНАЯ КИСЛОТА 7647-01-0
· Чистый HCL: газ - тяжелее воздуха
· Водный раствор - сильная кислота, бурно реагирует с основаниями. · Обладает коррозийной активностью · Растворяет многие металлы с выделением водорода
8
БОРФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА 16872-11-0
8
АЗОТНАЯ КИСЛОТА 7697-37-2
· Вещество распадается при нагревании с выделением окислов азота · Сильный окислитель, бурно реагирует с горючими и восстанавливающими материалами, например, скипидаром, древесным углем, спиртом · Реагирует с большинством металлов и с основаниями · Бурно взаимодействует с органическими химикатами (например, ацетоном, уксусной кислотой, уксусным ангидридом) с большим выделением тепла, что порождает опасность возгорания и взрыва · Разъедает некоторые пластические массы
8
ХЛОРНАЯ КИСЛОТА 7601-90-3
· Термически не устойчива
5.1/ 8
ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА 7664-38-2
· Вещество способствует полимеризации азо-соединений, эпоксидов и других полимеризируемых соединений · При воспламенении, образует токсичные пары (окиси фосфора) · Распадается при контакте с металлами, спиртами, альдегидами, цианидами, кетонами, фенолами, сложными эфирами, сульфидами, галоидированными органическими веществами, с образованием токсичных паров · Реагирует с большинством металлов. · Вещество - кислота средней концентрации
8
СУЛЬФАМИНОВАЯ КИСЛОТА 5329-14-6
8
СЕРНАЯ КИСЛОТА 7664-93-9
· Является сильной кислотой. · При нагревании выделяет токсичные пары и триоксид серы · Вступает в реакцию с наиболее распространенными металлами · Разлагает соли других кислот и органические материалы
бесцветные, прозрачные кристаллы или белые гранулы или порошок
300
169
61.84
1 г/18 мл
УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА 2582-30-1
63.03
растворима
ХЛОРСУЛЬФУРОВАЯ КИСЛОТА 7790-94-5
бесцветная или слегка желтая жидкость
151-152 @ 755 мм р.с.
-80
116.53
1.753
4.02
ФТОРСУЛЬФУРОВАЯ КИСЛОТА 7789-21-1
бесцветная жидкость; красно-коричневый цвет с ацетоном
163
-89
100.07
СОЛЯНАЯ КИСЛОТА 7647-01-0
бесцветная жидкость
-85
-114
36.46
82.3 г/100 мл
1.3
БОРФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА 16872-11-0
бесцветная жидкость
130
87.82
Смешиваема
1.84
АЗОТНАЯ КИСЛОТА 7697-37-2
прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость
83
-42
63.01
Растворима
2-3
6.4
ХЛОРНАЯ КИСЛОТА 7601-90-3
бесцветная маслянистая жидкость
19 @ 11 мм р.с.
-112
100.47
Смешиваема
ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА 7664-38-2
нестабильные орторомбические кристаллы или чистая густая жидкость; при 20 градусах C, при 50 и 75% концентрации является подвижной жидкостью, при 85% имеет густую консистенцию, в то время как при 100% - кислота в виде кристаллов; вязкая, бесцветная, жидкость без запаха
213
42.4
98.00
хорошо растворимо
3.4
4.0
КРЕМНЕВАЯ КИСЛОТА 7699-41-4
желеподобная фаза, при высушивании принимает форму белого аморфного порошка
, и далее преобразовываться в кислоту посредством присоединения молекулы воды (реакция гидратации), или отщепления воды от кислоты, например:
выделяет пар, а при нагревании до 
- триоксид серы. В холодном состоянии она реагирует со всеми металлами, включая платину; при нагревании ее реакционная способность усиливается. Разбавленная серная кислота растворяет алюминий, хром, кобальт, медь, железо, марганец, никель и цинк, но не свинец или ртуть. Она имеет сильную способность поглощать воду из атмосферы и органических материалов. Серная кислота расщепляет соли всех других кислот, за исключением кремниевой.
