Mardi, 02 Août 2011 23: 41

Acides inorganiques

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Un acide inorganique est un composé d'hydrogène et d'un ou plusieurs autres éléments (à l'exception du carbone) qui se dissocie ou se décompose pour produire des ions hydrogène lorsqu'il est dissous dans de l'eau ou d'autres solvants. La solution résultante présente certaines caractéristiques telles que la capacité de neutraliser les bases, de transformer le papier de tournesol en rouge et de produire des changements de couleur spécifiques avec certains autres indicateurs. Les acides inorganiques sont souvent appelés acides minéraux. La forme anhydre peut être gazeuse ou solide.

Un anhydride inorganique est un oxyde de métalloïde qui peut se combiner avec de l'eau pour former un acide inorganique. Il peut être produit par synthèse tel que : S + O2 → AINSI2, qui peut être transformé en acide par addition d'une molécule d'eau (hydratation) ; ou en éliminant l'eau d'un acide, tel que :

2HMnO4 → Mn2O7 + H2O

Les anhydrides inorganiques partagent en général les propriétés biologiques de leurs acides, puisque l'hydratation peut facilement se produire dans les milieux biologiques aqueux.

Les usages

Les acides inorganiques sont utilisés comme intermédiaires chimiques et catalyseurs dans les réactions chimiques. On les trouve dans une variété d'industries, y compris la métallurgie et le travail du bois, le textile, la teinture, le pétrole et la photographie. Dans le travail des métaux, ils sont souvent utilisés comme agents de nettoyage avant le soudage, le placage ou la peinture. Acide sulfamique, acide sulfurique et l'acide chlorhydrique sont utilisés dans la galvanoplastie, et acide perchlorique est utilisé dans le placage des métaux.

Acide chlorhydrique, acide sulfurique, acide perchlorique et l'acide sulfamique sont largement utilisés dans l'industrie. L'acide chlorhydrique, ou chlorure d'hydrogène en solution aqueuse, est utilisé pour l'acidification industrielle, le raffinage des minerais d'étain et de tantale, la conversion de la fécule de maïs en sirop et l'élimination du tartre des chaudières et des équipements d'échange de chaleur. C'est aussi un agent de tannage dans l'industrie du cuir. acide sulfurique est utilisé dans le papier parchemin et dans divers procédés, notamment la purification du pétrole, le raffinage de l'huile végétale, la carbonisation des tissus de laine, l'extraction de l'uranium de la pechblende et le décapage du fer et de l'acier. L'acide sulfurique et l'acide perchlorique sont utilisés dans l'industrie des explosifs. L'acide sulfamique est un retardateur de flamme dans les industries du bois et du textile et un agent de blanchiment et bactéricide dans l'industrie des pâtes et papiers. Il est également utilisé pour la stabilisation du chlore dans les piscines.

Acide nitrique est utilisé dans la fabrication de nitrate d'ammonium pour les engrais et les explosifs. De plus, il est utilisé dans la synthèse organique, la métallurgie, la flottation du minerai et pour le retraitement du combustible nucléaire usé.

Dangers

Les dangers spécifiques des acides inorganiques industriels importants seront trouvés ci-dessous; cependant, il convient de noter que tous ces acides ont en commun certaines propriétés dangereuses. Les solutions d'acides inorganiques ne sont pas inflammables en elles-mêmes ; cependant, lorsqu'ils entrent en contact avec certaines autres substances chimiques ou matières combustibles, un incendie ou une explosion peut en résulter. Ces acides réagissent avec certains métaux en libérant de l'hydrogène, qui est une substance hautement inflammable et explosive lorsqu'elle est mélangée à l'air ou à l'oxygène. Ils peuvent également agir comme agents oxydants et, lorsqu'ils sont en contact avec des matières organiques ou d'autres matières oxydables, peuvent réagir de manière destructive et violente.

Effets sur la santé. Les acides inorganiques sont corrosifs, surtout à fortes concentrations ; ils détruisent les tissus corporels et provoquent des brûlures chimiques au contact de la peau et des muqueuses. En particulier, le danger d'accidents oculaires est prononcé. Les vapeurs ou brouillards d'acides inorganiques sont des irritants des voies respiratoires et des muqueuses, bien que le degré d'irritation dépende dans une large mesure de la concentration ; une décoloration ou une érosion des dents peut également survenir chez les travailleurs exposés. Un contact répété avec la peau peut entraîner une dermatite. L'ingestion accidentelle d'acides inorganiques concentrés entraînera une grave irritation de la gorge et de l'estomac et la destruction des tissus des organes internes, pouvant entraîner la mort, si des mesures correctives immédiates ne sont pas prises. Certains acides inorganiques peuvent également agir comme des poisons systémiques.

Mesures de sécurité et de santé

Dans la mesure du possible, les acides hautement corrosifs doivent être remplacés par des acides qui présentent moins de danger ; il est essentiel de n'utiliser que la concentration minimale nécessaire au procédé. Partout où des acides inorganiques sont utilisés, des mesures appropriées doivent être instituées concernant le stockage, la manipulation, l'élimination des déchets, la ventilation, la protection individuelle et les premiers soins.

Stockage. Éviter tout contact avec d'autres acides et matières combustibles ou oxydables. Les installations électriques doivent également être du type résistant aux acides.

Les zones de stockage doivent être séparées des autres locaux, bien ventilées, à l'abri du soleil et des sources de chaleur ; ils doivent avoir un sol en ciment et ne contenir aucune substance avec laquelle un acide pourrait réagir. Les stocks importants doivent être entourés de bordures ou de seuils pour retenir l'acide en cas de fuite, et des dispositions de neutralisation doivent être prises. Une bouche d'incendie et une réserve d'équipements de protection respiratoire autonomes à des fins d'urgence ou de sauvetage doivent être prévues à l'extérieur des locaux de stockage. Les déversements doivent être traités immédiatement en arrosant; en cas de fuite importante, le personnel doit évacuer les lieux puis, après avoir enfilé les équipements de secours, revenir neutraliser l'acide avec de l'eau ou du sable calciné. L'équipement électrique doit être de type étanche et résistant aux attaques acides. Un éclairage de sécurité est souhaitable.

Les récipients doivent être maintenus hermétiquement fermés et doivent être clairement étiquetés pour indiquer le contenu. Des mesures de décompression doivent être prises si nécessaire. La tuyauterie, les raccords, les joints et les vannes doivent tous être fabriqués dans un matériau résistant à l'acide nitrique. Les récipients en verre ou en plastique doivent être convenablement protégés contre les chocs; ils doivent être éloignés du sol pour faciliter le rinçage en cas de fuite. Les fûts doivent être stockés sur des berceaux ou des racks et calés en position. Les bouteilles de gaz d'acide anhydre gazeux doivent être stockées debout avec le bouchon en place. Les conteneurs vides et pleins doivent de préférence être stockés à part. L'entretien et le bon ménage sont essentiels.

Maniabilité. Dans la mesure du possible, les acides doivent être pompés à travers des systèmes scellés pour éviter tout danger de contact. Partout où des conteneurs individuels doivent être transportés ou décantés, l'équipement approprié doit être utilisé et seules des personnes expérimentées sont autorisées à entreprendre le travail. La décantation doit être effectuée au moyen de siphons spéciaux, de pompes de transfert, de berceaux basculants pour fûts ou bonbonnes, etc. Les bouteilles de gaz acide anhydre nécessitent des vannes de décharge et des raccords spéciaux.

Lorsque des acides sont mélangés à d'autres produits chimiques ou à de l'eau, les travailleurs doivent être pleinement conscients de toute réaction violente ou dangereuse susceptible de se produire. Par exemple, un acide concentré doit être ajouté lentement à l'eau, plutôt que l'inverse, afin d'éviter la génération d'une chaleur excessive et de réactions violentes pouvant provoquer des éclaboussures et un contact avec la peau ou les yeux.

Arivée d'air . Lorsque les processus produisent des brouillards ou des vapeurs acides, comme dans la galvanoplastie, une ventilation par aspiration doit être installée.

Protection personnelle. Les personnes exposées à des projections dangereuses d'acides inorganiques devraient être tenues de porter un équipement de protection individuelle résistant aux acides, y compris une protection des mains et des bras, une protection des yeux et du visage et des tabliers, des combinaisons ou des manteaux. Si des procédures de travail sûres sont adoptées, l'utilisation d'un équipement de protection respiratoire ne devrait pas être nécessaire ; cependant, il doit être disponible pour une utilisation d'urgence en cas de fuite ou de déversement.

Lorsque des travailleurs sont tenus d'entrer dans un réservoir qui a contenu des acides inorganiques afin d'effectuer un entretien ou des réparations, les réservoirs doivent d'abord être purgés et toutes les précautions d'entrée dans des espaces clos, comme décrit ailleurs dans le Encyclopédie, Devrait être pris.

Formation. Tous les travailleurs appelés à manipuler des acides doivent être informés de leurs propriétés dangereuses. Certains travaux, comme ceux impliquant des espaces clos ou la manipulation de grandes quantités d'acides, doivent toujours être effectués par deux personnes, l'une étant prête à venir en aide à l'autre en cas de besoin.

Assainissement. L'hygiène personnelle est de la plus haute importance en cas de contact avec des acides inorganiques. Des installations sanitaires et de lavage adéquates devraient être fournies et les travailleurs encouragés à se laver soigneusement avant les repas et à la fin des quarts de travail.

Premiers secours. Le traitement essentiel de la contamination par les acides inorganiques de la peau ou des yeux est un rinçage immédiat et abondant à l'eau courante. Les douches d'urgence et les fontaines oculaires, les bains ou les bouteilles doivent être stratégiquement situés. Les éclaboussures dans les yeux doivent être traitées par une irrigation abondante avec de l'eau. Les vêtements contaminés doivent être retirés et d'autres procédures appropriées de traitement d'urgence de la peau doivent être mises en place et le personnel formé à leur administration. La neutralisation de l'acide dans la zone affectée avec une solution alcaline telle que 2 à 3% de bicarbonate de sodium, ou 5% de carbonate de sodium et 5% d'hyposulfite de sodium, ou 10% de triéthanolamine est une procédure standard.

Les personnes ayant inhalé des brouillards acides doivent être évacuées immédiatement de la zone contaminée et empêchées de faire tout effort. Ils doivent être confiés immédiatement aux soins d'un médecin. En cas d'ingestion accidentelle, la victime doit recevoir une substance neutralisante et un lavage gastrique doit être effectué. En général, les vomissements ne doivent pas être provoqués car cela peut étendre la blessure.

Supervision médicale. Les travailleurs devraient subir des examens médicaux préalables à l'embauche et périodiques. L'examen d'embauche doit être particulièrement orienté vers le dépistage des maladies chroniques respiratoires, gastro-intestinales ou nerveuses et de toute maladie des yeux et de la peau. Des examens périodiques doivent avoir lieu à intervalles fréquents et doivent inclure un contrôle de l'état des dents.

Pollution de l'eau. Cela devrait être évité en veillant à ce que les eaux usées contenant de l'acide usé ne soient pas déversées dans les cours d'eau ou les systèmes d'égouts tant que le pH (acidité) n'a pas été ramené à un niveau compris entre 5.5 et 8.5.

Acide chlorhydrique

Le chlorure d'hydrogène anhydre n'est pas corrosif ; cependant, les solutions aqueuses attaquent presque tous les métaux (le mercure, l'argent, l'or, le platine, le tantale et certains alliages sont des exceptions) avec dégagement d'hydrogène. L'acide chlorhydrique réagit avec les sulfures pour former des chlorures et du sulfure d'hydrogène. C'est un composé très stable, mais à des températures élevées, il se décompose en hydrogène et en chlore.

Dangers. Les dangers particuliers de l'acide chlorhydrique sont son action corrosive sur la peau et les muqueuses, la formation d'hydrogène au contact de certains métaux et hydrures métalliques et sa toxicité. L'acide chlorhydrique produira des brûlures de la peau et des muqueuses, la gravité étant déterminée par la concentration de la solution ; cela peut entraîner des ulcérations suivies de cicatrices chéloïdes et réticulaires. Le contact avec les yeux peut produire une vision réduite ou la cécité. Les brûlures au visage peuvent produire des cicatrices graves et défigurantes. Un contact fréquent avec des solutions aqueuses peut entraîner une dermatite.

Les vapeurs ont un effet irritant sur les voies respiratoires, provoquant une laryngite, un œdème glottique, une bronchite, un œdème pulmonaire et la mort. Les maladies digestives sont fréquentes et se caractérisent par une nécrose moléculaire dentaire dans laquelle les dents perdent leur éclat, jaunissent, deviennent molles et pointues, puis se cassent.

Mesures de sécurité et de santé. En plus des mesures générales décrites ci-dessus, l'acide ne doit pas être stocké à proximité de substances inflammables ou oxydantes, telles que l'acide nitrique ou les chlorates, ou à proximité de métaux et d'hydrures métalliques qui peuvent être attaqués par l'acide avec formation d'hydrogène. (Les limites d'explosivité de l'hydrogène sont de 4 à 75 % en volume dans l'air.) Le matériel électrique doit être antidéflagrant et protégé contre l'action corrosive des vapeurs.

Acide nitrique

L'acide nitrique est très corrosif et attaque un grand nombre de métaux. Les réactions entre l'acide nitrique et divers matériaux organiques sont souvent hautement exothermiques et explosives, et les réactions avec les métaux peuvent produire des gaz toxiques. L'acide nitrique provoque des brûlures cutanées et les vapeurs sont très irritantes pour la peau et les muqueuses. l'inhalation de quantités importantes produira une intoxication aiguë.

Feu et explosion. L'acide nitrique attaque la plupart des substances et tous les métaux sauf les métaux nobles (or, platine, iridium, thorium, tantale) et certains alliages. La vitesse de réaction varie en fonction du métal et de la concentration de l'acide ; les gaz produits lors de la réaction comprennent les oxydes d'azote, l'azote et l'ammoniac, qui peuvent avoir un effet toxique ou asphyxiant. Au contact du sodium ou du potassium, la réaction est violente et dangereuse et dégage de l'azote. Cependant, dans le cas de certains métaux, un film d'oxyde protecteur se forme qui empêche toute attaque ultérieure. L'acide nitrique peut réagir de manière explosive avec le sulfure d'hydrogène. Les nitrates obtenus par l'action de l'acide sur diverses bases sont de puissants agents oxydants.

Même à des concentrations diluées, l'acide nitrique est un matériau oxydant puissant. Les solutions d'une concentration supérieure à 45 % peuvent provoquer l'inflammation spontanée de matières organiques telles que la térébenthine, le bois, la paille, etc.

Dangers pour la santé. Les solutions d'acide nitrique sont très corrosives et produiront des lésions de la peau, des yeux et des muqueuses dont la sévérité dépendra de la durée du contact et de la concentration en acide ; les lésions vont de l'irritation aux brûlures et à la nécrose localisée suite à un contact prolongé. Les brouillards d'acide nitrique sont également corrosifs pour la peau, les muqueuses et l'émail dentaire.

Les vapeurs d'acide nitrique contiendront toujours une certaine proportion d'autres composés azotés gazeux (par exemple, des oxydes d'azote), selon la concentration de l'acide et le type d'opération. L'inhalation peut produire une intoxication aiguë et une intoxication suraiguë. L'intoxication suraiguë est rare et peut être mortelle. L'intoxication aiguë comprend généralement trois phases : la première consiste en une irritation des voies respiratoires supérieures (brûlure dans la gorge, toux, sensation d'étouffement) et des yeux avec larmoiement (larmoiement) ; la deuxième phase est trompeuse, car les signes pathologiques sont absents pendant une période pouvant aller jusqu'à plusieurs heures ; dans la troisième phase, les troubles respiratoires réapparaissent et peuvent évoluer rapidement vers un œdème pulmonaire aigu, souvent d'évolution grave.

Une ingestion accidentelle entraînera de graves dommages à la bouche, au pharynx, à l'œsophage et à l'estomac et peut avoir de graves séquelles.

Mesures de sécurité et de santé. Selon les quantités et les concentrations en cause, l'acide nitrique doit être stocké dans des récipients en acier inoxydable, en aluminium ou en verre. Les bonbonnes ou winchesters en verre doivent être protégés par une enveloppe métallique pour assurer la résistance aux chocs. Cependant, l'acide nitrique contenant des composés fluorés ne doit pas être stocké dans du verre. Les matériaux organiques tels que le bois, la paille, la sciure de bois, etc., doivent être tenus à l'écart des opérations impliquant de l'acide nitrique. Lorsque l'acide nitrique doit être dilué avec de l'eau, l'acide doit être versé dans l'eau et un chauffage localisé doit être évité.

acide sulfurique

L'acide sulfurique est un acide fort qui, lorsqu'il est chauffé au-dessus de 30 °C, dégage de la vapeur et, au-dessus de 200 °C, émet du trioxyde de soufre. A froid, il réagit avec tous les métaux dont le platine ; à chaud, la réactivité est intensifiée. L'acide sulfurique dilué dissout l'aluminium, le chrome, le cobalt, le cuivre, le fer, le manganèse, le nickel et le zinc, mais pas le plomb ni le mercure. Il a une grande affinité pour l'eau, absorbe l'humidité atmosphérique et extrait l'eau des matières organiques, provoquant une carbonisation. Il décompose les sels de tous les autres acides à l'exception de l'acide silicique.

L'acide sulfurique se trouve à l'état natif au voisinage des volcans, notamment dans les gaz volcaniques.

Dangers. L'action de l'acide sulfurique sur l'organisme est celle d'un puissant caustique et toxique général. Introduit dans l'organisme sous forme liquide ou vapeur, il provoque des irritations intenses et des brûlures chimiques des muqueuses des voies respiratoires et digestives, des dents, des yeux et de la peau. Au contact de la peau, l'acide sulfurique provoque une déshydratation violente. Il libère de la chaleur en quantités suffisantes pour produire des brûlures qui sont similaires aux brûlures thermiques et peuvent être classées en conséquence comme premier, deuxième ou troisième degré. La profondeur des lésions dépend de la concentration de l'acide et de la durée du contact. L'inhalation de vapeurs produit les symptômes suivants : sécrétions nasales, éternuements, sensation de brûlure dans la gorge et la région rétrosternale ; elles sont suivies d'une toux, d'une détresse respiratoire, parfois accompagnée de spasmes des cordes vocales, et d'une sensation de brûlure dans les yeux avec larmoiement et congestion conjonctivale. Des concentrations élevées peuvent provoquer des sécrétions nasales sanglantes et des expectorations, une hématémèse, une gastrite, etc. Les lésions dentaires sont fréquentes ; elles affectent principalement les incisives et se présentent sous la forme de taches brunes, de stries de l'émail, de caries et d'une destruction rapide et indolore de la couronne dentaire.

Les expositions professionnelles à des brouillards d'acides inorganiques puissants, tels que les brouillards d'acide sulfurique, ont été classées par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) comme étant cancérogènes pour l'homme.

Les brûlures chimiques sont les blessures les plus fréquemment rencontrées chez les travailleurs de la production d'acide sulfurique. Les solutions concentrées provoquent des brûlures profondes des muqueuses et de la peau ; initialement la zone de contact avec l'acide est blanchie et vire au brun avant la formation d'un ulcère bien délimité sur fond rouge clair. Ces plaies sont longues à cicatriser et peuvent souvent provoquer des cicatrices étendues qui entraînent une inhibition fonctionnelle. Si la brûlure est suffisamment étendue, l'issue peut s'avérer fatale. Le contact répété de la peau avec de faibles concentrations d'acide provoque un dessèchement de la peau et une ulcération des mains, ainsi qu'un panaris ou une inflammation purulente chronique autour des ongles. Les projections d'acide dans les yeux peuvent avoir des conséquences particulièrement graves : ulcération profonde de la cornée, kérato-conjonctivite et lésions palpébrales aux séquelles sévères.

L'action toxique générale de l'acide sulfurique provoque une déplétion alcaline de l'organisme (c'est-à-dire une acidose qui affecte le système nerveux et produit de l'agitation, une démarche hésitante et une faiblesse généralisée).

Mesures de sécurité et de santé. Les mesures les plus efficaces sont l'enfermement total des procédés et la mécanisation des procédures de manutention pour éviter tout contact personnel avec l'acide sulfurique. Une attention particulière doit être accordée au stockage de l'acide, aux procédures de manipulation et d'application, à la ventilation et à l'éclairage des lieux de travail, à l'entretien et à la bonne tenue des locaux, ainsi qu'aux équipements de protection individuelle. En plus des précautions générales indiquées ci-dessus, l'acide sulfurique ne doit pas être stocké à proximité de chromates, de chlorates ou de substances similaires en raison des risques d'incendie et d'explosion impliqués.

Feu et explosion. L'acide sulfurique et l'oléum ne sont pas inflammables en soi. Cependant, ils réagissent vigoureusement avec de nombreuses substances, en particulier les matières organiques, en dégageant une chaleur suffisante pour produire un incendie ou une explosion ; de plus, l'hydrogène libéré lors de la réaction avec les métaux peut former un mélange explosif dans l'air.

Catalyseurs. Lorsqu'un catalyseur au vanadium est utilisé dans le processus de contact, les travailleurs doivent être protégés contre l'exposition aux émissions de vanadate d'ammonium ou de pentoxyde de vanadium, qui sont utilisés sur un support de diatomite ou de gel de silice.

Acides inorganiques, tableaux

Tableau 1 - Informations chimiques.

Tableau 2 - Dangers pour la santé.

Tableau 3 - Dangers physiques et chimiques.

Tableau 4 - Proprietes physiques et chimiques.

 

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