F.William Sunderman, Jr.

Ocurrencia y usos

Los carbonilos metálicos tienen la fórmula general Me_x(CO)_y, y se forman por combinación del metal (Me) con monóxido de carbono (CO). Las propiedades físicas de algunos carbonilos metálicos se enumeran en la tabla 1. La mayoría son sólidos a temperaturas normales, pero el carbonilo de níquel, el pentacarbonilo de hierro y el pentacarbonilo de rutenio son líquidos, y el hidrocarbonilo de cobalto es un gas. Este artículo se centra en el carbonilo de níquel, que por su volatilidad, toxicidad excepcional e importancia industrial merece especial atención en lo que respecta a la toxicología laboral. Dado que el pentacarbonilo de hierro y el hidrocarbonilo de cobalto también tienen altas presiones de vapor y potencial de formación inadvertida, merecen una consideración seria como posibles tóxicos ocupacionales. La mayoría de los carbonilos metálicos reaccionan vigorosamente con el oxígeno y las sustancias oxidantes, y algunos se encienden espontáneamente. Tras la exposición al aire y la luz, el carbonilo de níquel se descompone en monóxido de carbono y partículas metálicas de níquel, el hidrocarbonilo de cobalto se descompone en octacarbonilo de cobalto e hidrógeno, y el pentacarbonilo de hierro se descompone en nonacarbonilo de hierro y monóxido de carbono.

Tabla 1. Propiedades físicas de algunos carbonilos metálicos

*La descomposición comienza a la temperatura que se muestra.

Fuente: Adaptado de Brief et al. 1971.

Los carbonilos metálicos se utilizan para aislar ciertos metales (p. ej., níquel) de minerales complejos, para producir acero al carbono y para metalizar por deposición de vapor. También se utilizan como catalizadores en reacciones orgánicas (p. ej., hidrocarburo de cobalto or carbonilo de níquel en la oxidación de olefinas; octacarbonilo de cobalto para la síntesis de aldehídos; carbonilo de níquel para la síntesis de ésteres acrílicos). Pentacarbonilo de hierro se utiliza como catalizador para diversas reacciones orgánicas y se descompone para producir hierro ultrapuro finamente pulverizado (llamado hierro carbonílico), que se utiliza en las industrias informática y electrónica. Metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo (MMT) (CH₃C₅H₄Manganeso(CO)₃) es un aditivo antidetonante para la gasolina y se analiza en el artículo “Manganeso”.

Peligros para la salud

La toxicidad de un carbonilo metálico dado depende de la toxicidad del monóxido de carbono y del metal del que se deriva, así como de la volatilidad e inestabilidad del carbonilo mismo. La vía principal de exposición es la inhalación, pero los carbonilos líquidos pueden absorber por la piel. La toxicidad aguda relativa (LD₅₀ para la rata) de carbonilo de níquel, hidrocarbonilo de cobalto y pentacarbonilo de hierro puede expresarse en la relación 1:0.52:0.33. La exposición por inhalación de animales de experimentación a estas sustancias induce neumonitis intersticial aguda, con edema pulmonar y daño capilar, así como lesiones en el cerebro, el hígado y los riñones.

A juzgar por la escasa literatura sobre su toxicidad, el hidrocarbonilo de cobalto y el pentacarbonilo de hierro rara vez presentan riesgos para la salud en la industria. Sin embargo, el pentacarbonilo de hierro puede formarse inadvertidamente cuando el monóxido de carbono, o una mezcla de gases que contiene monóxido de carbono, se almacena bajo presión en cilindros de acero o se alimenta a través de tuberías de acero, cuando se produce gas de alumbrado mediante reformado de petróleo o cuando se realiza soldadura con gas. fuera. La presencia de monóxido de carbono en las descargas de emisiones de altos hornos, hornos de arco eléctrico y hornos de cubilote durante la fabricación de acero también puede conducir a la formación de pentacarbonilo de hierro.

Medidas de Seguridad y Salud

Las precauciones especiales son obligatorias en el almacenamiento de carbonilos metálicos; su manipulación debe ser mecanizada al máximo, evitando en lo posible su trasiego. Los recipientes y las tuberías deben purgarse con un gas inerte (p. ej., nitrógeno, dióxido de carbono) antes de abrirlos, y los residuos de carbonilo deben quemarse o neutralizarse con agua bromo. Cuando exista un riesgo de inhalación, los trabajadores deben estar provistos de respiradores con línea de aire o aparatos de respiración autónomos. Los talleres deben estar equipados con ventilación de tiro descendente.

carbonilo de níquel

Carbonilo de níquel (Ni(CO)₄) se utiliza principalmente como producto intermedio en el proceso Mond para el refinado de níquel, pero también se utiliza para vaporización en las industrias metalúrgica y electrónica y como catalizador para la síntesis de monómeros acrílicos en la industria del plástico. La formación accidental de carbonilo de níquel puede ocurrir en procesos industriales que utilizan catalizadores de níquel, como la gasificación del carbón, el refinado de petróleo y las reacciones de hidrogenación, o durante la incineración de papeles recubiertos de níquel que se utilizan para formas comerciales sensibles a la presión.

Peligros

La exposición accidental aguda de los trabajadores a la inhalación de carbonilo de níquel suele producir síntomas inmediatos leves e inespecíficos, como náuseas, vértigo, dolor de cabeza, disnea y dolor torácico. Estos síntomas iniciales suelen desaparecer en unas pocas horas. Después de 12 a 36 horas, y ocasionalmente hasta 5 días después de la exposición, se desarrollan síntomas pulmonares severos, con tos, disnea, taquicardia, cianosis, debilidad profunda y, a menudo, síntomas gastrointestinales. Se han producido muertes humanas de 4 a 13 días después de la exposición al carbonilo de níquel; se han producido muertes por neumonitis intersticial difusa, hemorragia cerebral o edema cerebral. Además de las lesiones patológicas en los pulmones y el cerebro, se han encontrado lesiones en el hígado, los riñones, las glándulas suprarrenales y el bazo. En los pacientes que sobreviven a la intoxicación aguda por carbonilo de níquel, la insuficiencia pulmonar a menudo provoca una convalecencia prolongada. El carbonilo de níquel es cancerígeno y teratogénico en ratas; la Unión Europea ha clasificado el carbonilo de níquel como un teratógeno animal. Los procesos que usan carbonilo de níquel constituyen peligros de desastre, ya que pueden ocurrir incendios y explosiones cuando el carbonilo de níquel se expone al aire, calor, llamas u oxidantes. La descomposición del carbonilo de níquel conlleva peligros tóxicos adicionales por la inhalación de sus productos de descomposición, monóxido de carbono y níquel metálico en partículas finas.

Exposición crónica de los trabajadores a la inhalación de bajas concentraciones atmosféricas de carbonilo de níquel (0.007 a 0.52 mg/m³) puede causar síntomas neurológicos (p. ej., insomnio, dolor de cabeza, mareos, pérdida de memoria) y otras manifestaciones (p. ej., opresión en el pecho, sudoración excesiva, alopecia). Se han observado anomalías electroencefalográficas y actividad elevada de la monoaminooxidasa sérica en trabajadores con exposición crónica al carbonilo de níquel. En una evaluación citogenética de trabajadores con exposición crónica a carbonilo de níquel, se observó un efecto sinérgico del tabaquismo y la exposición al carbonilo de níquel sobre la frecuencia de los intercambios de cromátidas hermanas.

Medidas de Seguridad y Salud

Prevención de incendios y explosiones. Debido a su inflamabilidad y tendencia a explotar, el carbonilo de níquel debe almacenarse en recipientes bien cerrados en un área fresca y bien ventilada, lejos del calor y oxidantes como el ácido nítrico y el cloro. Deben prohibirse las llamas y las fuentes de ignición dondequiera que se manipule, utilice o almacene carbonilo de níquel. El carbonilo de níquel debe transportarse en cilindros de acero. Espuma, producto químico seco o CO₂ Se deben usar extintores de incendios para extinguir carbonilo de níquel en llamas, en lugar de una corriente de agua, que podría dispersar y propagar el fuego.

Proteccion de la salud. Además de las medidas de vigilancia médica recomendadas para todos los trabajadores expuestos al níquel, las personas expuestas en el lugar de trabajo al carbonilo de níquel deben someterse a un control biológico de la concentración de níquel en las muestras de orina de forma regular, por lo general una vez al mes. Las personas que ingresen a espacios confinados donde posiblemente estén expuestas al níquel carbonilo deben tener un aparato de respiración autónomo y un arnés adecuado con línea de vida atendido por otro empleado fuera del espacio. Los instrumentos analíticos para el monitoreo atmosférico continuo del carbonilo de níquel incluyen (a) espectroscopios de absorción infrarroja por transformada de Fourier, (b) cromatógrafos de plasma y (c) detectores quimioluminiscentes. Las muestras atmosféricas también se pueden analizar para carbonilo de níquel mediante (d) cromatografía de gases, (e) espectrofotometría de absorción atómica y (f) procedimientos colorimétricos.

Tratamiento Los trabajadores que se sospeche que hayan estado expuestos de forma aguda al carbonilo de níquel deben retirarse inmediatamente del sitio de exposición. Se debe quitar la ropa contaminada. Se debe administrar oxígeno y mantener al paciente en reposo hasta que lo vea un médico. Cada evacuación de orina se guarda para el análisis de níquel. La gravedad de la intoxicación aguda por carbonilo de níquel se correlaciona con las concentraciones de níquel en la orina durante los primeros 3 días después de la exposición. Las exposiciones se clasifican como "leve" si la muestra inicial de orina de 8 horas tiene una concentración de níquel inferior a 100 µg/l, "moderada" si la concentración de níquel es de 100 a 500 µg/l y "grave" si la concentración de níquel es menor de 500 µg/l. supera los XNUMX µg/l. El dietilditiocarbamato de sodio es el fármaco de elección para la terapia de quelación de la intoxicación aguda por carbonilo de níquel. Las medidas terapéuticas auxiliares incluyen reposo en cama, oxigenoterapia, corticosteroides y antibióticos profilácticos. El envenenamiento por monóxido de carbono puede ocurrir simultáneamente y requiere tratamiento.

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