Un acido inorganico è un composto di idrogeno e uno o più altri elementi (ad eccezione del carbonio) che si dissocia o si decompone per produrre ioni idrogeno quando dissolto in acqua o altri solventi. La soluzione risultante ha determinate caratteristiche come la capacità di neutralizzare le basi, far diventare rossa la cartina di tornasole e produrre cambiamenti di colore specifici con alcuni altri indicatori. Gli acidi inorganici sono spesso definiti acidi minerali. La forma anidra può essere gassosa o solida.
Un'anidride inorganica è un ossido di metalloide che può combinarsi con l'acqua per formare un acido inorganico. Può essere prodotto per sintesi come: S + O2 → COSÌ2, che può essere trasformato in un acido mediante l'aggiunta di una molecola d'acqua (idratazione); o eliminando l'acqua da un acido, come:
2HMnO4 → Mn2O7 + H2O
Le anidridi inorganiche condividono in generale le proprietà biologiche dei loro acidi, poiché l'idratazione può facilmente avvenire in mezzi biologici acquosi.
si utilizza
Gli acidi inorganici sono usati come intermedi chimici e catalizzatori nelle reazioni chimiche. Si trovano in una varietà di industrie, tra cui la lavorazione dei metalli e del legno, il tessile, i coloranti, il petrolio e la fotografia. Nella lavorazione dei metalli sono spesso usati come detergenti prima della saldatura, placcatura o verniciatura. Acido solfammico, acido solforico e l'acido cloridrico sono usati nella galvanica, e acido perclorico è utilizzato nella placcatura dei metalli.
Acido cloridrico, acido solforico, acido perclorico e l'acido sulfammico sono ampiamente utilizzati nell'industria. L'acido cloridrico, o acido cloridrico in soluzione acquosa, viene utilizzato per l'acidificazione industriale, per la raffinazione di minerali di stagno e tantalio, per convertire l'amido di mais in sciroppo e per rimuovere le incrostazioni dalle caldaie e dalle apparecchiature di scambio termico. È anche un agente conciante nell'industria della pelle. acido solforico viene utilizzato nella carta pergamena e in vari processi tra cui la purificazione del petrolio, la raffinazione dell'olio vegetale, la carbonizzazione dei tessuti di lana, l'estrazione dell'uranio dalla pechblenda e il decapaggio del ferro e dell'acciaio. L'acido solforico e l'acido perclorico sono utilizzati nell'industria degli esplosivi. L'acido solfammico è un ritardante di fiamma nell'industria del legno e tessile e un agente sbiancante e battericida nell'industria della cellulosa e della carta. Viene utilizzato anche per la stabilizzazione del cloro nelle piscine.
L'acido nitrico viene utilizzato nella produzione di nitrato di ammonio per fertilizzanti ed esplosivi. Inoltre, viene utilizzato nella sintesi organica, nella metallurgia, nella flottazione dei minerali e per il ritrattamento del combustibile nucleare esaurito.
Pericoli
Di seguito sono riportati i pericoli specifici degli acidi inorganici importanti dal punto di vista industriale; tuttavia, va notato che tutti questi acidi hanno in comune alcune proprietà pericolose. Le soluzioni di acidi inorganici non sono di per sé infiammabili; tuttavia, quando vengono a contatto con alcune altre sostanze chimiche o materiali combustibili, possono verificarsi incendi o esplosioni. Questi acidi reagiscono con alcuni metalli con la liberazione di idrogeno, che è una sostanza altamente infiammabile ed esplosiva se miscelata con aria o ossigeno. Possono anche agire come agenti ossidanti e, a contatto con materiali organici o altri materiali ossidabili, possono reagire in modo distruttivo e violento.
Effetti sulla salute. Gli acidi inorganici sono corrosivi, soprattutto ad alte concentrazioni; distruggeranno il tessuto corporeo e causeranno ustioni chimiche a contatto con la pelle e le mucose. In particolare, è pronunciato il pericolo di incidenti oculari. I vapori o le nebbie di acidi inorganici sono irritanti per le vie respiratorie e le mucose, sebbene il grado di irritazione dipenda in larga misura dalla concentrazione; lo scolorimento o l'erosione dei denti possono verificarsi anche nei lavoratori esposti. Il contatto ripetuto con la pelle può causare dermatiti. L'ingestione accidentale di acidi inorganici concentrati provocherà una grave irritazione della gola e dello stomaco e la distruzione del tessuto degli organi interni, forse con esito fatale, se non viene intrapresa un'immediata azione correttiva. Alcuni acidi inorganici possono anche agire come veleni sistemici.
Misure di sicurezza e salute
Ove possibile, gli acidi altamente corrosivi dovrebbero essere sostituiti da acidi meno pericolosi; è essenziale utilizzare solo la concentrazione minima necessaria per il processo. Ovunque vengano utilizzati acidi inorganici, devono essere istituite misure adeguate per lo stoccaggio, la manipolazione, lo smaltimento dei rifiuti, la ventilazione, la protezione personale e il primo soccorso.
Archiviazione. Evitare il contatto con altri acidi e materiali combustibili o ossidabili. Anche gli impianti elettrici dovrebbero essere del tipo resistente agli acidi.
I locali di stoccaggio devono essere separati da altri locali, ben aerati, al riparo dalla luce solare e da fonti di calore; dovrebbero avere un pavimento in cemento e non contenere sostanze con cui un acido potrebbe reagire. I grandi stock dovrebbero essere circondati da cordoli o davanzali per trattenere l'acido in caso di perdite e dovrebbero essere presi provvedimenti per la neutralizzazione. Un idrante antincendio e una fornitura di dispositivi di protezione respiratoria autonomi per scopi di emergenza o di salvataggio devono essere forniti all'esterno dei locali di stoccaggio. Le fuoriuscite devono essere trattate immediatamente con un getto d'acqua; in caso di perdita importante, il personale deve liberare i locali e poi, indossati i dispositivi di emergenza, tornare a neutralizzare l'acido con acqua o sabbia calcinata. Le apparecchiature elettriche devono essere di tipo impermeabile e resistenti all'attacco degli acidi. L'illuminazione di sicurezza è auspicabile.
I contenitori devono essere tenuti ben chiusi e devono essere chiaramente etichettati per indicare il contenuto. Se necessario, dovrebbero essere prese misure di decompressione. Tubazioni, raccordi, guarnizioni e valvole devono essere tutti realizzati in materiale resistente all'acido nitrico. I contenitori in vetro o plastica devono essere adeguatamente protetti dagli urti; devono essere tenuti sollevati dal pavimento per facilitare il lavaggio in caso di perdite. I tamburi devono essere conservati su supporti o rastrelliere e bloccati in posizione. Le bombole di gas di acido anidro gassoso devono essere conservate in posizione verticale con il tappo in posizione. I contenitori vuoti e pieni dovrebbero preferibilmente essere conservati separatamente. La manutenzione e una buona pulizia sono essenziali.
Manovrabilità . Ovunque possibile, gli acidi dovrebbero essere pompati attraverso sistemi sigillati per prevenire ogni pericolo di contatto. Ovunque debbano essere trasportati o travasati singoli container, devono essere impiegate le attrezzature adeguate e solo persone esperte devono essere autorizzate a svolgere il lavoro. La decantazione deve essere effettuata mediante appositi sifoni, pompe di travaso, culle ribaltabili per fusti o damigiane e così via. Le bombole di gas acido anidro richiedono valvole di scarico e raccordi speciali.
Se gli acidi vengono miscelati con altri prodotti chimici o acqua, i lavoratori devono essere pienamente consapevoli di qualsiasi reazione violenta o pericolosa che potrebbe verificarsi. Ad esempio, un acido concentrato dovrebbe essere aggiunto lentamente all'acqua, piuttosto che viceversa, per evitare la generazione di calore eccessivo e reazioni violente che possono causare schizzi e contatto con la pelle o con gli occhi.
ventilazione. Laddove i processi producono nebbie o vapori acidi, come nella galvanica, dovrebbe essere installata una ventilazione di scarico.
Protezione personale. Le persone esposte a pericolosi spruzzi di acidi inorganici dovrebbero essere obbligate a indossare dispositivi di protezione individuale resistenti agli acidi, tra cui protezione per mani e braccia, protezione per occhi e viso e grembiuli, tute o cappotti. A condizione che vengano adottate procedure di lavoro sicure, non dovrebbe essere necessario l'uso di dispositivi di protezione respiratoria; tuttavia, dovrebbe essere disponibile per l'uso di emergenza in caso di perdite o fuoriuscite.
Quando ai lavoratori è richiesto di entrare in un serbatoio che ha contenuto acidi inorganici per eseguire lavori di manutenzione o riparazione, i serbatoi devono prima essere spurgati e tutte le precauzioni per l'ingresso in spazi chiusi, come descritto altrove nel Enciclopedia, dovrebbe essere preso.
Formazione. Tutti i lavoratori che devono maneggiare gli acidi devono essere istruiti sulle loro proprietà pericolose. Certe attività lavorative, come quelle che prevedono spazi chiusi o la manipolazione di grandi quantità di acidi, dovrebbero sempre essere svolte da due persone, una pronta a soccorrere l'altra in caso di necessità.
Igiene. L'igiene personale è della massima importanza in caso di contatto con acidi inorganici. Dovrebbero essere forniti adeguati servizi igienici e di lavaggio e i lavoratori dovrebbero essere incoraggiati a lavarsi accuratamente prima dei pasti e alla fine dei turni.
Primo soccorso. Il trattamento essenziale per la contaminazione da acido inorganico della pelle o degli occhi è l'immediato e abbondante lavaggio con acqua corrente. Le docce di emergenza e le fontanelle per il lavaggio degli occhi, i bagni o le bottiglie dovrebbero essere posizionati strategicamente. Gli schizzi negli occhi devono essere trattati con un'abbondante irrigazione con acqua. Gli indumenti contaminati devono essere rimossi e devono essere messe in atto altre appropriate procedure di trattamento della pelle di emergenza e il personale deve essere addestrato alla loro somministrazione. La neutralizzazione dell'acido nell'area interessata con una soluzione alcalina come bicarbonato di sodio al 2-3%, o carbonato di sodio al 5% e iposolfito di sodio al 5%, o trietanolamina al 10% è una procedura standard.
Le persone che hanno inalato nebbie acide devono essere allontanate immediatamente dalla zona contaminata e impedite loro di compiere qualsiasi sforzo. Dovrebbero essere affidati immediatamente alle cure di un medico. In caso di ingestione accidentale, alla vittima deve essere somministrata una sostanza neutralizzante e deve essere effettuata una lavanda gastrica. In generale, il vomito non dovrebbe essere indotto poiché ciò potrebbe rendere la lesione più diffusa.
Supervisione medica. I lavoratori dovrebbero sottoporsi a visite mediche preliminari all'assunzione e periodiche. L'esame preliminare all'assunzione dovrebbe essere particolarmente diretto all'individuazione di malattie respiratorie croniche, gastro-intestinali o nervose e di eventuali malattie degli occhi e della pelle. Gli esami periodici dovrebbero avvenire a intervalli frequenti e dovrebbero includere un controllo delle condizioni dei denti.
Inquinamento dell'acqua. Ciò dovrebbe essere evitato garantendo che le acque reflue contenenti acido esausto non vengano scaricate nei corsi d'acqua o nei sistemi fognari fino a quando il pH (acidità) non è stato portato a un livello compreso tra 5.5 e 8.5.
Acido cloridrico
L'acido cloridrico anidro non è corrosivo; tuttavia, le soluzioni acquose attaccano quasi tutti i metalli (mercurio, argento, oro, platino, tantalio e alcune leghe sono eccezioni) con rilascio di idrogeno. L'acido cloridrico reagisce con i solfuri formando cloruri e idrogeno solforato. È un composto molto stabile, ma ad alte temperature si decompone in idrogeno e cloro.
Pericoli. I pericoli speciali dell'acido cloridrico sono la sua azione corrosiva sulla pelle e sulle mucose, la formazione di idrogeno quando viene a contatto con alcuni metalli e idruri metallici e la sua tossicità. L'acido cloridrico produrrà ustioni della pelle e delle mucose, la cui gravità è determinata dalla concentrazione della soluzione; questo può portare a ulcerazioni seguite da cicatrici cheloidee e retattili. Il contatto con gli occhi può ridurre la vista o cecità. Le ustioni sul viso possono produrre cicatrici gravi e deturpanti. Il contatto frequente con soluzioni acquose può causare dermatiti.
I vapori hanno un effetto irritante sulle vie respiratorie, causando laringite, edema della glottide, bronchite, edema polmonare e morte. Le malattie digestive sono frequenti e sono caratterizzate da necrosi molecolare dentale in cui i denti perdono lucentezza, ingialliscono, diventano molli e appuntiti, per poi staccarsi.
Misure di sicurezza e salute. Oltre alle misure generali sopra descritte, l'acido non deve essere stoccato in prossimità di sostanze infiammabili o ossidanti, come acido nitrico o clorati, o vicino a metalli e idruri metallici che possono essere attaccati dall'acido con formazione di idrogeno. (I limiti di esplosività dell'idrogeno sono dal 4 al 75% in volume in aria.) Le apparecchiature elettriche devono essere ignifughe e protette dall'azione corrosiva dei vapori.
L'acido nitrico
L'acido nitrico è altamente corrosivo e attacca un gran numero di metalli. Le reazioni tra acido nitrico e vari materiali organici sono spesso altamente esotermiche ed esplosive e le reazioni con i metalli possono produrre gas tossici. L'acido nitrico provoca ustioni alla pelle e i vapori sono altamente irritanti per la pelle e le mucose; l'inalazione di quantità significative produrrà intossicazione acuta.
Incendio ed esplosione. L'acido nitrico attacca la maggior parte delle sostanze e tutti i metalli tranne i metalli nobili (oro, platino, iridio, torio, tantalio) e alcune leghe. La velocità di reazione varia a seconda del metallo e della concentrazione dell'acido; i gas prodotti durante la reazione comprendono gli ossidi di azoto, l'azoto e l'ammoniaca, che possono avere effetto tossico o asfissiante. A contatto con sodio o potassio, la reazione è violenta e pericolosa e si libera azoto. Tuttavia, nel caso di alcuni metalli, si forma una pellicola protettiva di ossido che impedisce ulteriori attacchi. L'acido nitrico può reagire in modo esplosivo con l'idrogeno solforato. I nitrati ottenuti dall'azione dell'acido su varie basi sono potenti agenti ossidanti.
Anche in concentrazioni diluite, l'acido nitrico è un potente materiale ossidante. Soluzioni con una concentrazione superiore al 45% possono causare l'accensione spontanea di materiali organici come trementina, legno, paglia e così via.
Rischi per la salute. Le soluzioni di acido nitrico sono altamente corrosive e produrranno lesioni della pelle, degli occhi e delle mucose, la cui gravità dipenderà dalla durata del contatto e dalla concentrazione dell'acido; le lesioni vanno dall'irritazione alle ustioni e alla necrosi localizzata in seguito a contatto prolungato. Le nebbie di acido nitrico sono anche corrosive per la pelle, le mucose e lo smalto dei denti.
I vapori di acido nitrico conterranno sempre una certa proporzione di altri composti azotati gassosi (es. ossidi di azoto), a seconda della concentrazione dell'acido e del tipo di operazione. L'inalazione può produrre avvelenamento acuto e avvelenamento peracuto. L'avvelenamento peracuto è raro e può essere fatale. L'intossicazione acuta comprende generalmente tre fasi: la prima consiste nell'irritazione delle prime vie respiratorie (bruciore alla gola, tosse, senso di soffocamento) e degli occhi con lacrimazione (lacrimazione); la seconda fase è fuorviante, poiché i segni patologici sono assenti per un periodo fino a diverse ore; nella terza fase i disturbi respiratori ricompaiono e possono evolvere rapidamente in edema polmonare acuto, spesso con esiti gravi.
L'ingestione accidentale produrrà gravi danni alla bocca, alla faringe, all'esofago e allo stomaco e potrebbe avere gravi sequele.
Misure di sicurezza e salute. A seconda delle quantità e delle concentrazioni coinvolte, l'acido nitrico deve essere conservato in contenitori di acciaio inossidabile, alluminio o vetro. Le damigiane o i winchester di vetro devono essere protetti da un involucro metallico per fornire resistenza agli urti. Tuttavia, l'acido nitrico contenente composti fluorurati non deve essere conservato in vetro. I materiali organici come legno, paglia, segatura e così via, dovrebbero essere tenuti lontani dalle operazioni che coinvolgono l'acido nitrico. Quando l'acido nitrico deve essere diluito con acqua, l'acido dovrebbe essere versato nell'acqua e dovrebbe essere evitato il riscaldamento localizzato.
acido solforico
L'acido solforico è un acido forte che, riscaldato a una temperatura superiore a 30 °C, emette vapore e, a una temperatura superiore a 200 °C, emette anidride solforica. A freddo reagisce con tutti i metalli compreso il platino; a caldo, la reattività è intensificata. L'acido solforico diluito dissolve alluminio, cromo, cobalto, rame, ferro, manganese, nichel e zinco, ma non piombo o mercurio. Ha una grande affinità per l'acqua, assorbe l'umidità atmosferica ed estrae l'acqua dai materiali organici, provocando la carbonizzazione. Decompone i sali di tutti gli altri acidi tranne l'acido silicico.
L'acido solforico si trova allo stato nativo in prossimità dei vulcani, in particolare nei gas vulcanici.
Pericoli. L'azione dell'acido solforico sull'organismo è quella di un potente agente caustico e tossico generale. Introdotto nell'organismo sotto forma liquida o di vapore, provoca intense irritazioni e ustioni chimiche delle mucose dell'apparato respiratorio e digerente, dei denti, degli occhi e della pelle. A contatto con la pelle, l'acido solforico provoca una violenta disidratazione. Rilascia calore in quantità sufficiente a produrre ustioni simili alle ustioni termiche e può essere classificata di conseguenza come primo, secondo o terzo grado. La profondità delle lesioni dipende dalla concentrazione dell'acido e dalla durata del contatto. L'inalazione dei vapori produce i seguenti sintomi: secrezione nasale, starnuti, sensazione di bruciore alla gola e alla regione retrosternale; questi sono seguiti da tosse, distress respiratorio, talvolta accompagnato da spasmo delle corde vocali, e sensazione di bruciore agli occhi con lacrimazione e congestione congiuntivale. Alte concentrazioni possono causare secrezione nasale sanguinante ed espettorato, ematemesi, gastrite e così via. Le lesioni dentali sono comuni; colpiscono principalmente gli incisivi e si presentano come macchie marroni, striature dello smalto, carie e distruzione rapida e indolore della corona del dente.
Le esposizioni professionali a forti nebbie di acidi inorganici, come le nebbie di acido solforico, sono state classificate dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) come cancerogene per l'uomo.
Le ustioni chimiche sono le lesioni più comunemente riscontrate nei lavoratori della produzione di acido solforico. Le soluzioni concentrate provocano ustioni profonde delle mucose e della pelle; inizialmente la zona di contatto con l'acido è sbiancata e vira al marrone prima della formazione di un'ulcera ben definita su fondo rosso chiaro. Queste ferite guariscono a lungo e possono spesso causare cicatrici estese che si traducono in inibizione funzionale. Se la combustione è sufficientemente estesa, l'esito può rivelarsi fatale. Il contatto ripetuto della pelle con basse concentrazioni di acido provoca disseccamento della pelle e ulcerazione delle mani e panaris o infiammazione purulenta cronica intorno alle unghie. Spruzzi di acido negli occhi possono avere conseguenze particolarmente gravi: ulcerazione corneale profonda, cheratocongiuntivite e lesioni palpebrali con gravi sequele.
L'azione tossica generale dell'acido solforico provoca l'esaurimento alcalino del corpo (cioè un'acidosi che colpisce il sistema nervoso e produce agitazione, andatura esitante e debolezza generalizzata).
Misure di sicurezza e salute. Le misure più efficaci sono la chiusura totale dei processi e la meccanizzazione delle procedure di manipolazione per evitare ogni contatto personale con l'acido solforico. Particolare attenzione dovrebbe essere dedicata allo stoccaggio dell'acido, alle procedure di manipolazione e applicazione, alla ventilazione e all'illuminazione dei luoghi di lavoro, alla manutenzione e alla buona pulizia e ai dispositivi di protezione individuale. Oltre alle precauzioni generali di cui sopra, l'acido solforico non deve essere immagazzinato in prossimità di cromati, clorati o sostanze simili in considerazione del rischio di incendio ed esplosione che comporta.
Incendio ed esplosione. L'acido solforico e l'oleum non sono infiammabili di per sé. Reagiscono però vigorosamente con numerose sostanze, soprattutto organiche, con rilascio di calore sufficiente a produrre un incendio o un'esplosione; inoltre, l'idrogeno rilasciato durante la reazione con i metalli può formare una miscela esplosiva nell'aria.
catalizzatori. Se nel processo di contatto viene utilizzato un catalizzatore al vanadio, i lavoratori dovrebbero essere protetti dall'esposizione alle emissioni di vanadato di ammonio o pentossido di vanadio, che vengono impiegati su un supporto di diatomite o gel di silice.
Acidi inorganici, tabelle
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.