Questo articolo discute ammoniaca, sodio, potassio, calcio e litio e i loro composti. Ad eccezione dell'ammoniaca, questi sono i metalli alcalini e alcalino terrosi più comuni.

si utilizza

Ammoniaca è una fonte importante di vari composti contenenti azoto. Un'enorme quantità di ammoniaca viene utilizzata nella produzione di solfato di ammonio ed nitrato di ammonio, che vengono utilizzati come fertilizzanti. L'ammoniaca viene inoltre utilizzata per l'ossidazione in acido nitrico, per la produzione di urea sintetica e soda e per la preparazione di soluzioni acquose utilizzate nell'industria chimica e farmaceutica. Trova impiego nell'industria degli esplosivi, in medicina e in agricoltura. Nella refrigerazione, l'ammoniaca viene utilizzata per abbassare le temperature al di sotto del punto di congelamento e per la produzione di ghiaccio sintetico.

Idrossido d'ammonio trova impiego nell'industria tessile, della gomma, farmaceutica, ceramica, fotografica, dei detersivi e alimentare. Viene anche utilizzato per estrarre metalli come rame, nichel e molibdeno dai loro minerali. L'idrossido di ammonio è utile per rimuovere le macchie e sbiancare. È un detergente per la casa e un solvente per la caseina nell'industria della pasta di legno e della carta. Fosfato diammonico viene utilizzato per ignifugare tessuti, carta e prodotti in legno. Si trova nei fertilizzanti e nel fondente per saldare i metalli. Cloruro d'ammonio viene utilizzato in disossidante per rivestire lamiere di ferro con zinco, in esplosivi di sicurezza, medicinali e nel cemento per tubi di ferro. Inoltre, viene utilizzato in stagnatura, tintura, galvanica e concia.

Calcio è il quinto elemento più abbondante e il terzo metallo più abbondante; è diffuso in natura come carbonato di calcio (calcare e marmo), solfato di calcio (gesso), fluoruro di calcio (fluorite) e fosfato di calcio (apatite). I minerali di calcio vengono estratti o estratti; il calcio metallico si ottiene per elettrolisi di cloruro o fluoruro di calcio fuso. Il calcio metallico è utilizzato nella produzione di uranio e torio e nell'industria elettronica. Serve come disossidante per rame, berillio e acciaio e come indurente per cuscinetti di piombo. Inoltre, il calcio è un catalizzatore industriale per le fibre di poliestere.

Cloruro di calcio si ottiene come prodotto di scarto nel processo Solvay ammoniaca-soda. Viene utilizzato come antighiaccio per pavimenti, refrigerante e come agente essiccante nei sistemi di condizionamento dell'aria. Il cloruro di calcio è utilizzato nella produzione di cloruro di bario, calcio metallico e vari coloranti. Viene anche utilizzato per prevenire la formazione di polvere durante la costruzione di strade, per accelerare i tempi di maturazione del calcestruzzo e per inibire la combustione spontanea del carbone nelle miniere di carbone. Nitrato di calcio viene utilizzato in agricoltura come fertilizzante e nella fabbricazione di fiammiferi come agente ossidante. Si trova anche nelle industrie degli esplosivi e pirotecnici. Il solfito di calcio è utilizzato come agente riducente nella produzione di cellulosa. Carburo di Calcio viene utilizzato per la produzione industriale di acetilene e nella fabbricazione di calciocianamide. Trova impiego nell'industria pirotecnica e nei generatori di acetilene per lampade ad acetilene. Il carburo di calcio è utilizzato anche per la saldatura e il taglio ossiacetilenici.

Lime è un termine generale per i prodotti di calcare calcinato, ad esempio, ossido di calcio ed idrossido di calcio. Ossido di calcio viene utilizzato come materiale refrattario, come fondente nella siderurgia, come legante nell'edilizia e come materia prima per la polvere sbiancante di calce clorurata. Viene impiegato nell'industria della cellulosa e della carta, nella raffinazione dello zucchero, nell'agricoltura e nella concia delle pelli. Idrossido di calcio viene utilizzato in edilizia e ingegneria civile per malte, intonaci e cementi. Viene utilizzato per il trattamento del terreno, la depilazione delle pelli e l'ignifugazione. L'idrossido di calcio trova impiego anche nei lubrificanti e nell'industria della cellulosa e della carta.

Litio viene utilizzato come "getter" nei tubi sottovuoto, un costituente di leghe per saldatura e brasatura, refrigerante o scambiatore di calore nei reattori e come catalizzatore nella produzione di gomma sintetica e lubrificanti. Trova impiego nella produzione di catalizzatori per plastiche poliolefiniche e nell'industria dei metalli e della ceramica. Il litio è utilizzato anche in vetri speciali e nei carburanti per aerei e missili. Cloruro di litio viene utilizzato nella produzione di acque minerali e per la saldatura dell'alluminio. Viene impiegato nell'industria pirotecnica e in medicina come antidepressivo. Carbonato di litio viene utilizzato nella produzione di smalti su porcellana ceramica ed elettrica e per il rivestimento di elettrodi per saldatura ad arco. Si trova in vernici, vernici e coloranti luminescenti. Il carbonato di litio è anche usato in medicina come farmaco stabilizzante dell'umore e antidepressivo. L'idruro di litio è una fonte di idrogeno e un materiale di schermatura nucleare.

Potassio è utilizzato nella sintesi di composti inorganici di potassio. Si trova in agricoltura come componente dei fertilizzanti. Il potassio è anche impiegato nella lega sodio-potassio per il trasferimento di calore nei sistemi di reattori nucleari e nei termometri ad alta lettura.

Idrossido di potassio viene utilizzato per la fabbricazione di sapone liquido, per assorbire anidride carbonica, mercerizzare il cotone e per la produzione di altri composti di potassio. Trova impiego nella galvanica, nella litografia e come mordente per il legno. L'idrossido di potassio è utilizzato anche negli sverniciatori e negli inchiostri da stampa.

Altri composti di potassio includono bromato di potassio, clorato di potassio, nitrato di potassio, perclorato di potassio ed Permanganato di Potassio. Sono utilizzati nell'industria pirotecnica, alimentare ed esplosiva e fungono da agenti ossidanti. Il clorato di potassio è un componente delle punte dei fiammiferi, un agente sbiancante e un agente colorante per pellicce, cotone e lana. Viene anche utilizzato nelle industrie dei coloranti e della pasta di cellulosa e della carta. Il clorato di potassio è utilizzato nella fabbricazione di esplosivi, fiammiferi, articoli pirotecnici e coloranti.

Il bromato di potassio è un balsamo per impasti, un additivo alimentare, un agente ossidante e un composto ad onda permanente. Il nitrato di potassio è utilizzato in fuochi d'artificio, fondenti, polvere da sparo e nell'industria del vetro, dei fiammiferi, del tabacco e della ceramica. Viene utilizzato anche per marinare le carni e per impregnare gli stoppini delle candele. Il nitrato di potassio agisce come fertilizzante in agricoltura e come ossidante nei propellenti solidi per razzi. Il perclorato di potassio è utilizzato nelle industrie degli esplosivi, pirotecnici e fotografici. Serve come agente di gonfiaggio negli airbag di sicurezza delle automobili. Il permanganato di potassio è utilizzato come agente ossidante, disinfettante e agente sbiancante nell'industria del cuoio, dei metalli e dei tessuti. Viene anche impiegato nella pulizia, separazione e purificazione dei metalli nelle miniere. Inoltre, il permanganato di potassio è un agente abbronzante nell'industria della pelle.

Sodio è utilizzato nella produzione di composti di sodio e nelle sintesi organiche. Serve come agente riducente per i metalli e come refrigerante nei reattori nucleari. Il sodio si trova anche nelle lampade al sodio e nei cavi elettrici. Clorato di sodio è un agente ossidante nell'industria dei coloranti e un agente ossidante e sbiancante nell'industria della cellulosa e della carta. Viene utilizzato per la tintura e la stampa di tessuti, la concia e la finitura della pelle e la lavorazione dell'uranio. È anche impiegato come erbicida e ossidante del carburante per missili. Il clorato di sodio trova ulteriori usi nell'industria degli esplosivi, dei fiammiferi e farmaceutica.

Idrossido di sodio è utilizzato nell'industria del rayon, del cotone mercerizzato, del sapone, della carta, degli esplosivi, dei coloranti e dell'industria chimica. Viene anche utilizzato nella pulizia dei metalli, nell'estrazione elettrolitica dello zinco, nella stagnatura, nel lavaggio e nello sbiancamento. Fosfato di sodio trova impiego negli sviluppatori fotografici, nelle miscele detergenti e nell'industria della carta. Utilizzato per chiarificare lo zucchero, rimuovere le incrostazioni della caldaia, addolcire l'acqua, lavare e per conciare la pelle. Il fosfato trisodico è anche un agente di trattamento dell'acqua e un emulsionante nel formaggio fuso. Fosfato disodico è utilizzato in fertilizzanti, prodotti farmaceutici, ceramiche e detergenti. Viene utilizzato per la pesatura della seta, la tintura e la stampa nell'industria tessile e per l'ignifugazione del legno e della carta. Il fosfato disodico è anche un additivo alimentare e un agente abbronzante. Ipoclorito di sodio è un agente sbiancante per la casa e il bucato e un agente sbiancante nell'industria della carta, della cellulosa e tessile. Viene impiegato come disinfettante per vetro, ceramica e acqua oltre che come igienizzante nelle piscine. Cloruro di sodio viene utilizzato per la lavorazione dei metalli, la cura delle pelli, lo sbrinamento delle autostrade e la conservazione degli alimenti. Trova impiego anche nell'industria della fotografia, chimica, della ceramica e del sapone e nei reattori nucleari.

I sali dell'acido carbonico (H₂CO₃), o carbonati, sono diffusi in natura come minerali. Sono utilizzati nell'edilizia, nel vetro, nella ceramica, nell'agricoltura e nell'industria chimica. Bicarbonato di ammonio viene utilizzato nell'industria della plastica, della ceramica, dei coloranti e del tessile. Trova impiego come agente espandente per gommapiuma e come agente lievitante nella produzione di prodotti da forno. Il bicarbonato di ammonio è utilizzato anche nei fertilizzanti e negli estintori. Carbonato di calcio è utilizzato principalmente come pigmento ed è impiegato nell'industria delle vernici, della gomma, della plastica, della carta, dei cosmetici, dei fiammiferi e delle matite. Il carbonato di calcio trova impiego anche nella produzione di cemento Portland, alimenti, lucidi, ceramiche, inchiostri e insetticidi. Carbonato di sodio trova largo impiego nella lavorazione del vetro, della soda caustica, del bicarbonato di sodio, dell'alluminio, dei detergenti, dei sali e delle vernici. Viene utilizzato per la desolforazione della ghisa e per la purificazione del petrolio. Bicarbonato di sodio viene utilizzato nell'industria dolciaria, farmaceutica, delle bevande analcoliche, del cuoio e della gomma e per la produzione di estintori e acque minerali. Carbonato di potassio è ampiamente utilizzato nei fertilizzanti potassici e nell'industria tessile per la tintura della lana. Trova impiego anche nell'industria del vetro, del sapone e farmaceutica.

alcali

Gli alcali sono sostanze caustiche che si dissolvono in acqua per formare una soluzione con un pH sostanzialmente superiore a 7. Questi includono ammoniaca; Idrossido d'ammonio; idrossido e ossido di calcio; potassio; idrossido e carbonato di potassio; sodio; carbonato, idrossido, perossido e silicati di sodio; e fosfato trisodico.

Rischi per la salute

In generale, gli alcali, sia in forma solida che in soluzione liquida concentrata, sono più distruttivi per i tessuti rispetto alla maggior parte degli acidi. Le polveri caustiche libere, le nebbie e gli spray possono causare irritazione degli occhi e delle vie respiratorie e lesioni del setto nasale. Gli alcali forti si combinano con i tessuti per formare gli albuminati e con i grassi naturali per formare i saponi. Gelificano il tessuto per formare composti solubili che possono provocare una distruzione profonda e dolorosa. Il potassio e l'idrossido di sodio sono i materiali più attivi in ​​questo gruppo. Anche le soluzioni diluite degli alcali più forti tendono ad ammorbidire l'epidermide ed emulsionare o dissolvere i grassi della pelle. Le prime esposizioni ad atmosfere leggermente contaminate da alcali possono essere irritanti, ma questa irritazione diventa presto meno evidente. I lavoratori spesso lavorano in tali atmosfere senza mostrare alcun effetto, mentre questa esposizione provocherà tosse e irritazioni dolorose alla gola e al naso in persone non abituate. Il pericolo maggiore associato a questi materiali è rappresentato dagli schizzi o dagli schizzi di particelle o soluzioni degli alcali più forti negli occhi.

Idrossido di potassio e idrossido di sodio. Questi composti sono molto pericolosi per gli occhi, sia in forma liquida che solida. In quanto alcali forti, distruggono i tessuti e provocano gravi ustioni chimiche. L'inalazione di polveri o nebbie di questi materiali può causare gravi lesioni a tutto il tratto respiratorio e l'ingestione può danneggiare gravemente l'apparato digerente. Anche se non sono infiammabili e non supportano la combustione, si sviluppa molto calore quando il materiale solido si dissolve in acqua. Pertanto, l'acqua fredda deve essere utilizzata per questo scopo; altrimenti la soluzione potrebbe bollire e schizzare liquido corrosivo su un'ampia area.

Carbonati e bicarbonati. I principali carbonati sono: carbonato di calcio (CaCO₃), magnesite (MgCO₃), carbonato di sodio (NaCO₃), bicarbonato di sodio (NaHCO₃) e potassa (K₂CO₃). I normali carbonati (con l'anione CO₃) e l'acido o bicarbonati (con l'anione HCO₃) sono i composti più importanti. Tutti i bicarbonati sono solubili in acqua; dei normali carbonati sono solubili solo i sali dei metalli alcalini. I carbonati anidri si decompongono quando vengono riscaldati prima di raggiungere il punto di fusione. Le soluzioni di carbonato danno luogo a reazioni alcaline a causa della notevole idrolisi coinvolta. I bicarbonati vengono convertiti in carbonati normali mediante riscaldamento:

2NaHCO₃ = On₂CO₃ + H₂O + CO₂

I carbonati normali sono decomposti da acidi forti (H₂SO₄, HCl) e libera CO₂.

I carbonati di sodio si presentano nelle seguenti forme: carbonato di sodio anidro (Na₂CO₃); soda cristallizzata— bicarbonato di sodio (NaHCO₃); e carbonato di sodio decaidrato (Na₂CO₃·10 h₂O).

I carbonati alcalini possono causare irritazioni dannose della pelle, delle congiuntive e delle prime vie aeree durante varie operazioni industriali (manipolazione e stoccaggio, lavorazione). I lavoratori che caricano e scaricano i carbonati in sacchi possono presentare porzioni di pelle necrotica delle dimensioni di una ciliegia sulle braccia e sulle spalle. A volte si osserva una vaiolatura ulcerata piuttosto profonda dopo che le croste bruno-nere sono cadute. Il contatto prolungato con soluzioni di soda può causare eczemi, dermatiti e ulcerazioni.

Calcio e composti. Il calcio è un noto costituente essenziale del corpo umano e il suo metabolismo, da solo o in associazione con il fosforo, è stato ampiamente studiato con particolare riferimento all'apparato muscolo-scheletrico e alle membrane cellulari. Diverse condizioni possono portare a perdite di calcio come immobilizzazione, disturbi gastrointestinali, bassa temperatura, assenza di gravità nei voli spaziali e così via. L'assorbimento di calcio dall'ambiente di lavoro per inalazione di polvere di composti di calcio non aumenta in modo significativo l'assunzione giornaliera di calcio da verdure e altri alimenti (di solito 0.5 g). D'altra parte, il calcio metallico ha proprietà alcaline e reagisce con l'umidità, provocando ustioni agli occhi e alla pelle. Esposto all'aria può presentare un pericolo di esplosione.

Carburo di Calcio. Il carburo di calcio esercita un marcato effetto irritante dovuto alla formazione di idrossido di calcio in caso di reazione con aria umida o sudore. Il carburo secco a contatto con la pelle può causare dermatiti. Il contatto con la pelle umida e le mucose porta a ulcerazioni e cicatrici. Il carburo di calcio è particolarmente pericoloso per gli occhi. Si osserva spesso un tipo peculiare di melanoderma con forte iperpigmentazione e numerose teleangectasie. Le ustioni causate dal carburo di calcio caldo sono comuni. I tessuti sono generalmente danneggiati in profondità da 1 a 5 mm; le ustioni evolvono molto lentamente, sono difficili da trattare e spesso richiedono l'escissione. I lavoratori infortunati possono riprendere il lavoro solo dopo che la superficie della pelle ustionata è completamente cicatrizzata. Le persone esposte al carburo di calcio soffrono frequentemente di cheilite caratterizzata da secchezza, tumefazione e iperemia delle labbra, intensa desquamazione e profonde ragadi radiali; negli angoli della bocca si possono osservare lesioni erosive con tendenza alla suppurazione. I lavoratori con una lunga storia professionale spesso soffrono di lesioni alle unghie, cioè onichia professionale e paronichia. Si osservano anche lesioni oculari con marcata iperemia delle palpebre e della congiuntiva, spesso accompagnate da secrezioni mucopurulente. Nei casi gravi la sensibilità della congiuntiva e della cornea è fortemente ridotta. Mentre la cheratite e la cheratocongiuntivite si evolvono prima senza sintomi, possono successivamente degenerare in opacità corneali.

Nella produzione di carburo di calcio, le impurità possono produrre ulteriori pericoli. Il carburo di calcio contaminato con fosfato di calcio o arseniato di calcio può, se inumidito, emettere fosfina o arsina, entrambi estremamente tossici. Lo stesso carburo di calcio, se esposto all'aria umida, emette acetilene, che è un moderato anestetico e asfissiante e un notevole rischio di incendio ed esplosione.

Cloruro di calcio ha una potente azione irritante sulla pelle e sulle mucose, e sono stati segnalati casi, tra i lavoratori che confezionano cloruro di calcio secco, di irritazione accompagnata da eritema e desquamazione della pelle del viso, lacrimazione, secrezione oculare, sensazione di bruciore e dolore nelle cavità nasali, sanguinamento dal naso occasionale e solletico alla gola. Sono stati segnalati anche casi di perforazione del setto nasale.

Nitrato di calcio ha un'azione irritante e cauterizzante sulla pelle e sulle mucose. È un potente agente ossidante e presenta un pericoloso pericolo di incendio ed esplosione.

Solfito di calcio. Non sembrano essere stati segnalati casi di avvelenamento professionale da solfito di calcio. L'ingestione accidentale di pochi grammi può provocare vomito ripetuto, diarrea violenta, disturbi circolatori e metaemoglobinemia.

Ammoniaca

L'ammoniaca è presente in piccole quantità nell'aria, nell'acqua, nel terreno e in particolare nella materia organica in decomposizione. È il prodotto del normale metabolismo umano, animale e vegetale. Lo sforzo muscolare e l'eccitazione del sistema nervoso provocano la formazione di una maggiore quantità di ammoniaca, il cui accumulo nei tessuti provocherebbe un avvelenamento. La formazione endogena di ammoniaca aumenta anche nel corso di molte malattie. Attraverso processi vitali viene combinato ed espulso dall'organismo, principalmente attraverso l'urina e il sudore, sotto forma di solfato di ammonio e urea. L'ammoniaca è anche di primaria importanza nel metabolismo dell'azoto delle piante.

L'ammoniaca è leggermente reattiva, soggetta facilmente a ossidazione, sostituzione (di atomi di idrogeno) e reazioni aggiuntive. Brucia in aria o in idrogeno per formare azoto. Un esempio di sostituzione sarebbe la formazione di ammidi di metalli alcalini e alcalino-terrosi. Come risultato dell'addizione forma ammoniati (es. CaCl₂·8NH₃, AgCl₃NH₃) e altri composti. Quando l'ammoniaca si dissolve in acqua, forma idrossido di ammonio (NH₄OH), che è una base debole e si dissocia come segue:

NH₄OH → NH₄⁺ + OH^-

Il radicale NH₄⁺ non esiste in forma libera poiché si decompone in ammoniaca e idrogeno quando si tenta di isolarlo.

L'avvelenamento da ammoniaca può verificarsi nella produzione di ammoniaca e nella fabbricazione di acido nitrico, nitrato e solfato di ammonio, fertilizzanti liquidi (ammoniati), urea e soda, nella refrigerazione, fabbriche di ghiaccio sintetico, cotonifici, tintura di fibre, processi galvanici, prodotti organici sintesi, trattamento termico dei metalli (nitrurazione), laboratori chimici e in una serie di altri processi. Si forma ed emette nell'aria durante la lavorazione del guano, nella depurazione dei rifiuti, negli zuccherifici e nelle concerie, ed è presente nell'acetilene non depurato.

L'avvelenamento industriale è solitamente acuto, mentre l'avvelenamento cronico, sebbene possibile, è meno comune. L'effetto irritante dell'ammoniaca si fa sentire soprattutto nelle prime vie respiratorie, e in grandi concentrazioni colpisce il sistema nervoso centrale, provocando spasmi. L'irritazione del tratto respiratorio superiore si verifica a concentrazioni superiori a 100 mg/m³, mentre la concentrazione massima tollerabile in 1 ora è compresa tra 210 e 350 mg/m³. Gli schizzi di acqua ammoniacale negli occhi sono particolarmente pericolosi. La rapida penetrazione dell'ammoniaca nel tessuto oculare può provocare la perforazione della cornea e persino la morte del bulbo oculare. Esistono particolari rischi per la salute in ogni sezione di un impianto di ammoniaca. Nelle sezioni in cui il gas viene generato, convertito (ossidazione di CO a CO₂), compresso e purificato, il problema principale è l'emissione di monossido di carbonio e idrogeno solforato. Notevoli quantità di ammoniaca possono fuoriuscire durante la sua sintesi. L'ammoniaca che fuoriesce nell'atmosfera può raggiungere limiti di esplosività.

Clorati e perclorati

Clorati e perclorati sono i sali dell'acido clorico (HClO₃) e acido perclorico (HClO₄ ). Sono forti sostenitori della combustione e il loro principale pericolo è associato a questa proprietà. I sali di potassio e di sodio sono tipici del gruppo e sono quelli più comunemente usati nell'industria.

Rischi di incendio ed esplosione. I clorati sono potenti agenti ossidanti ei principali pericoli sono quelli di incendio ed esplosione. Non sono di per sé esplosivi ma formano miscele infiammabili o esplosive con materia organica, zolfo, solfuri, metalli in polvere e composti di ammonio. Stoffa, cuoio, legno e carta sono estremamente infiammabili se impregnati di questi clorati.

I perclorati sono anche agenti ossidanti molto forti. I sali di metalli pesanti dell'acido perclorico sono esplosivi.

Rischi per la salute. I clorati sono nocivi se assorbiti per ingestione o per inalazione della polvere, che può provocare mal di gola, tosse, metaemoglobinemia con pelle bluastra, vertigini e svenimento, anemia. In caso di elevato assorbimento di clorato di sodio si vedrà un aumento del contenuto di sodio nel siero.

I perclorati possono entrare nel corpo per inalazione come polvere o per ingestione. Sono irritanti per la pelle, gli occhi e le mucose. Provocano anemia emolitica con metaemoglobinemia, corpi di Heinz nei globuli rossi e danni al fegato e ai reni.

Tabelle dei materiali alcalini

Tabella 1 - Informazioni chimiche.

Tabella 2 - Rischi per la salute.

Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.

Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.

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