اسید ها | بررسی انواع اسید و کاربردهای آن (بخش دوم)
اسید ها (بخش دوم)
خوردگی چیست؟
در یک تعریف ساده، خوردگی ناشی از دو واکنش کاهش و اکسایش است. که در طی فرایند تجزیه در قسمت آند (منفی) یون های فلزی که در محلول وجود دارند، باعث ایجاد ترکیبی جامد بر روی سطح فلز میشود؛ که گاهی خوردگی محدود به سطح شده و گاهی وسیع خواهد شد.
اگر بخواهیم ساده تر بیان کنیم، در صورت اکسید شدن تمام اتم های موجود در سطح یک فلز و آسیب به تمام سطح جسم، خوردگی رخ خواهد داد. این نوع خوردگی به خوردگی الکتروشیمیایی شناخته میشود. اگر بخواهیم این پدیده را در ارتباط با فلزات بیان کنیم، از واژه «زنگ آهن» استفاده خواهیم کرد.
از مطلب فوق نتیجه خواهیم گرفت که این پدیده در انواع مختلفی رخ خواهد داد.
انواع خوردگی
خوردگی یکنواخت
این نوع خوردگی در سطح مواد اتفاق میافتد و بسیار رایج و متداول است. این پدیده در سطح وسیعی از جسم رخ میدهد. به عنوان مثال میشود از «زنگ آهن» نام برد. در این حالت فلز رفته رفته نازک شده و در نهایت تخریب میشود.
خوردگی حفره ای
در ثر یک شکستگی موضعی و یا آسیب پوشش محافظ، یک خوردگی کوچک با یک سطح معمول ایجاد میشود. توسعه و پیشوری این نوع خوردگی غیر قابل پیش بینی میباشد، اما در نهایت تبدیل به سوراخ یا حفره خواهد شد. از اینرو بسیار مخرب است.
همچنین خوردگی فرسایشی، سایشی، غلظتی، گالوانیکی، تنشی، بین دانه ای، شکافی و روی زدایی از انواع دیگر این خوردگی در سطح فلزات میباشند.
اما چه عواملی بر خوردگی فلزات موثر میباشند؟ عواملی چون حرارت (با افزایش دما، سرعت واکنش افزایش میابد)، اختلاف پتانسیل (با افزایش جریان تولیدی)، در معرض اشعه رادیواکتیو بودن، محیط، زمان، فشار و… بر افزایش و یا کاهش پدیده خوردگی موثر میباشند.
در بخش عوامل خوردگی به «محیط» اشاره کرده ایم. کمی بیشتر در این جهت پیشروی کنیم.
محیط های موثر بر خوردگی
در این بخش میخواهیم به مواردی اشاره کنیم که در صورت قرار گرفتن جسم در آن محیط، سرعت خوردگی آن افزایش پیدا خواهد کرد. از جمله این محیط ها قرار گرفتن در معرض آب، اسید و… میباشد. در ادامه کمی بیشتر در رابطه با چگونگی تاثیر این محیط ها بر سرعت خوردگی صحبت خواهیم کرد.
· محیط های آبی
میتوانیم از آب به عنوان یک عامل اصلی برای خوردگی نام ببریم، اما چرا؟
اگر یک فلز در یک محیط آبی قرار بدهیم، بین آب و کربن دی اکسید موجود در هوا واکنش رخ خواهد داد و در نتیجه اسید تولید میشود. درست است ماده تولید شده (اسید کربنیک) قدرت بالایی ندارد اما سرعت روند خوردگی را به نسبت آب، بیشتر خواهد کرد.
· محیط های اسیدی
اسیدها در گروه خورنده ها دسته بندی میشوند. از طرفی اگر سطح فلز با یک خورنده در حالت های جامد، مایع و یا گاز ناخالص قرار بگیرد، خوردگی ایجاد خواهد کرد. «هیدروژن سولفید» «اسید هیدروکلریدریک» دو نمونه برای این گروه خورنده میباشند.
به طور مثال فلز روی را در نظر بگیرید که در ارتباط با اسید کلریدریک، ترکیبی را روی سطح فلز ایجاد خواهد کرد که رفته رفته موجب خوردگی جسم خواهد شد.
قطعا پدیده فوق برای ما مطلوب نخواهد بود؛ همچنین نمیتوان جسم را از در معرض محیط های تهاجمی قرار گرفتن، حفظ کرد؛ چراکه گاهی حتی در صورت پایدار بودن شرایط و خشکی محیط هم باز این روند طی خواهد شد؛ اما میتوان از طریق برخی اقدامات مثل استفاده از روکش یا پوشش و… از رخ دادن این پدیده جلوگیری شود.
از دیگر ویژگی اسیدها، ایجاد آسیب های پوستی شدید میباشد، که در ادامه در ارتباط با علت و نحوه ایجاد آسیب و همچنین کمک های درمانی آن، بیشتر آشنا خواهیم شد.
آسیب ها
احتمالا افراد بسیاری اسید ها را به خاطر آسیب هایی که میتوانند بوجود آورند، خواهند شناخت. این آسیب ها میتوانند تمامی اجسام، و یا بخش های مختلف بدن بشود مانند: پوست، چشم، پارچه و… . نکته قابل توجه این است که نه تنها اسیدها بلکه بازها هم از طریق تخریب کلاژن و پذوتئین میتوانند باعث ایجاد آسیب های پوستی شوند.
اسیدها پوشش کراتینی پوست را خراب کرده سپس سلول ها و بافت زیرین را نکروز میکنند (یعنی باعث آسیب و مرگ سلول خواهند شد)، برای نمونه اسید نیتریک در ارتباط با پوست، یک زخم زرد؛ و سولفوریک اسید در ارتباط با پوست، یک زخم تقریبا مشکی متمایل به قهوه ای، ایجاد میکند.
در این بین، برخی مواد بیشتر و رایج تر، باعث سوختگی خواهند شد. موادی چون: اسید فرمیک، اسید نیتریک، هیدروکلریک، اسید سولفوریک و…
حتما تا به حال اثرات اسیدها را روی پوست دیده اید، همچنین ورود این اسیدها به چشم و یا استنشاق آنها میتواند باعث عارضه های گوناگون بشود. اما برای کاهش اثرات آنها میتوان در همان لحظه سوختگی اعمالی را انجام داد که آسیب های حاصله را بسیار کاهش بدهد. در ادامه ابتدا این اقدامات اولیه را به طور کلی و سپس به به طور دقیق تر، روی دو نمونه بررسی خواهیم کرد.
بسیاری از افراد از نحوه کمک های اولیه در ارتباط با زمان تماس اسید با هر نقطه از بدن را ندارند؛ در نتیجه ممکن است برای بهبود شرایط اقداماتی را انجام دهند که باعث تشدید صدمات این حادثه بشود. اما سوال اصلی اینجاست که در زمان وقوع اینگونه حوادث چه باید کرد؟
- پیش از هرچیز آمبولانس و نیزو امداد خبر کنید
- قسمتی را که ماده روی آن ریخته شده است مداوم با آب ولرم تا خنک شستشو دهید.(توصیه میشود همزمان با شستشو از طریق آب، قسمت آسیب دیده را توسط محلول نرمال سالین هم شستشو دهید)
- لباس، اکسسوری و هر چیز که به عنوان یک حائل برای شستشو میباشد را خارج کنید. (توجه داشته باشید در صورت چسبیدن لباس به محل آسیب دیده از جدا کردن آن خودداری کنید)
- در صورت ریختن ماده اسیدی روی چشم، در تمام مدت شستشو، پلک را باز نگه دارید
- در صورت ایجاد تاول، از ترکاندن آن خودداری کنید
- قسمت های آسیب دیده را به نحوی شستشو دهید که آب با قسمت های سالم برخورد نداشته باشد
- از حوله، پارچه پرز دار و… استفاده نکنید
- تا هنگام رسیدن نیروهای امدادی به غیر از آب، از هیچ ماده دیگری من جمله کرم، روغن، یخ و… استفاده نکنید.
هشدار!
پیش تر گفته شد که اسید ها و باز ها در واکنش، یکدیگر را خنثی میکنند. اما در صورت ایجاد آسیب اسیدی یا بازی، هرگز نباید از دسته مقابل برای خنثی کردن اثر دیگری استفاده کرد.
حال برای درک عمیق تر به بررسی دو نمونه از این مواد خواهیم پرداخت.
نیتریک اسید
از جمله موادی میباشد که میتواند منجر به آسیب های جدی شود. در نتیجه نیاز است که بدانیم در درجات اول، کدام یک از اقدامات اولیه میبایست انجام شود تا از میزان آسیب های وارده بکاهد؟ برای پاسخ به این پرسش ابتدا باید نقطه ای را که مورد آسیب قرار گرفته و روش برخورد مرتبط را بدانیم.
توجه!
تمامی اقداماتی که به آن اشاره خواهد شد، تا قبل از رفتن به پزشک میبایست انجام شود و در هر حدی از آسیب باید فورا به پزشک مراجعه کند.
پوست
- لباس یا کفش آلوده را خارج کرده
- قسمت مرتبط را برای 15 دقیقه با آب سرد بشورید
چشم
- چشم ها را به مدت 15 دقیقه با مقدار زیادی آب خنک بشورید
- اگر لنز داخل چشم هست فورا باید خارج شود و سپس شستشو انجام شود
بلعیدن
در صورتی که فرد این دسته از مواد را بلعیده باشد و بهوش باشد، ابتدا باید:
- اقدام با بالا آوردن مواد نکند مگر با تجویز پزشک
اگر بیهوش باشد:
- لباس تنگ و اکسسوری و… را خارج کرده
- از خوراندن هرچیز به او، اجتناب کنید
استشمام
در این شرایط فرد در تنفس به مشکل بر خواهد خورد پس:
- لباس تنگ و اکسسوری های شخص را در آوردید
- به او اکسیژن کافی برای تنفس بدهید
توجه!
- فرد دچار درگیری، به علت مسمومیت در ناحیه تنفسی میباشد؛ لذا در صورت دادن تنفس دهان به دهان امکان انتقال این عفونت ها وجود دارد.
اسید کلریدریک
بر طبق آزمایشات این ماده میتواند در حالت استشمام، سمیت ضعیف تا متوسط و در حالت بلع، سمیت حاد داشته باشد. ابتدا نگاهی بیاندازیم به خطراتی که این ماده میتواند ایجاد کند؛ مانند:
- سرفه
- زخم در مجاری تنفسی
- درد قفسه سینه
- التهاب
- سوختگی پوستی
- خوردگی غشائ مخاطی در معده و مری
- فرسایش و تغییر رنگ دندان
- تحریک ریه و…
در صورت ایجاد عارضه، اقدامات اولیه همانند آنچیزی است که در ارتباط با نیتریت اسید گفته ایم.
آنچه تا به الان درباره آن صحبت کرده ایم مرتبط با شرایط غیر آزمایشگاهی بوده است؛ اما اگر این دسته از حوادث در آزمایشگاه رخ بدهد، روند تا کمی متفاوت خواهد بود.
نگاهی به بروز آسیب در شرایط آزمایشگاهی
سوختگی
- سوختگی حاصل از اسیدها
ابندا بخش آسیب دیده را توسط حجم زیادی آب بشورید
برای ادامه شستشو از محلول بی کربنات 5% (رقیق) استفاده کنید
بخش آسیب دیده میبایست توسط کرم MGO یا پارافین در گلیسیرین، چرب شود
- سوختگی حاصل از باز
شستشو با حجم زیادی آب
ادامه شستشو توسط یکی از موارد، محلول های آمونیوم کلرید(5/0%) یا اسید استیک(2/0%)
استشمام گاز ها
در صورت استشمام گاز سمی در آزمایشگاه، احتمالا پس از مدتی به علت تحریک شدن راه تنفسی فوقانی (گلو و …) دچار سرفه و در ادامه سر درد میشوید، در این حالت دچار مسمومیت شده اید، موادی که باعث ایجاد این حالت میشوند زیاد هستند پس میتوان نتیجه گرفت که اتفاق افتادن این امر، رایج است.
اما در صورت وقوع، چه اقداماتی را میبایست در ابتدا انجام داد؟
- در ابتدایی ترین اقدام، فرد را به فضای آزاد انتقال داده و هر آنچه مانع از تنفس راحت فرد میشود را خارج کنید
- سدیم بیکربنات رقیق غرغره کرده
- نوشیدنی داغ به فرد بنوشانید
این اقدامات برای موادی جون استیک اسید رقیق، کلریدریک، نیتریک اسید و… موثر میباشد
ورود ماده به چشم
- به سرعت چشم هارا توسط چشم شوی بشورید
- سپس در ادامه از محلول شوینده چشم استفاده کنید. (اگر ماده اسیدی باشد متیوان از محلول بیکربنات سدیم 1%، و اگر محلول بازی باشد میتوان از محلول بوریک اسید 1% استفاده شود)
ورود مواد سمی به دهان
- در صورتی که به طور ناگهانی مواد شیمیایی به دهان فرد وارد شود میبایست:
- ابتدا ماده را سریعا از دهان خارج کرده
- محل را به مقدار بسیار زیادی آب شستشو دهید
- در صورت بازی و یا اسیدی بودن ماده میتوانید به ترتیب از آب لیمو و مخلوط MGO به همراه آب، استفاده کنید
- توجه داشته باشید که در طول مدت از خوردن هرگونه دارو یا ماده تهوع آروی خودداری کنید
جابجایی حمل و نقل
- استفاده از پوشش کامل محافظ
- عدم تاچ مواد در صورت ریخته شدن
- ظروف مناسب و دو جداره برای جلوگیری از خطر نشت
- جلوگیری از ورود مواد اسیدی به آبراه ها در هنگام جابجایی
- در صورت ایجاد بخار مواد، میتوان از اسپری آب استفاده کرد
- در صورت جاری شدن مواد اسیدی از آب استفاده نشود
نگهداری
استاندارد ASME برای نگهداری از اسیدها تحت عنوان یک ماده خورنده، به چند نکته اشاره داشته است.
- مخازن حاوی مواد اسیدی باید بالاتر از سطح زمین قرار گرفته باشد
- مخازن محتوی دارای دسترسی سریع برای تخلیه مواد اسیدی است
- مخازن محتوی از نظر اندازه مواد باید سازی 50 برابر انچه که در ظرف ریخته شده است باشد
- جنس مخازن از فلز ویا پلاستیک محکم شده با فیبر(مورد استفاده برای خفظ مواد اسیدی کم حجم و برای مدت کوتاه) باشد. مخازن پلاستیکی دارای صرفه اقتصادی بیشتر نسبت به نوع فلزی، میباشند. اما در مقابل نوع فلزی در برابر فشار و ضربه محکم تر میباشد.
- در نگهداری مواد باید به سازگاری آنها با یکدیگر پی برد تا از ایجاد واکنش و بخار سمی جلوگیری کند.
- دمای محیط خنک باشد چراکه دمای خیلی پایین باعث یخ زدگی و دمای بالا باعث افزایش خورندگی خواهد شد.
- اگرکه دمای محیط پایین است بهتر است از تجهیزات گرمایی استفاده شود
- برای جلوگیری از تابش مستقیم آفتاب، دیواره مخزن را از رنگ سفید که ضد تابش است استفاده کنید.
- چنانچه فشار بقخر بیش از فشار اتمسفر باشد بهتر است که از مخازن فشرده استفاده شود
- از مخازن دوجداره استفاده شود
- یک بخش برای خنثی سازی درون مخازن در مواقع ضروری میبایست تعبیه شود
در ارتباط با شرایط نگهداری یک ماده اسیدی صحبت کرده ایم، اما نگاهی جامع تر به استاندارد های مربوط به ظروف نگهداری مواد شیمیایی بیاندازیم.
- ظروف محتوی اسید در مجاورت فلزات فعال قرار نگیرند
- استفاده از ظروف دوجداره. (ابتدا درون دیک ظرف شیشه ای و سپس به همراه ظرف شیشه ای در داخل یک ظرف دیگر قرار گرفته شود.
- مواد و اسیدهای اکسید کننده در کنار مواد اشتعال زا یا اسیدهای آلی قرار نگیرند
- محل ظروف دارای تهویه مناسب باشد
- در هنگام چینش محصولات به جایگاه موادی که با یکدیگر واکنش میدهند دقت شود. بطور مثال اگر دو ماده در مجاورت هم تولید گاز سمی میکنند در کنار هم قرار نگیرند و یا اگر یک ماده با آب واکنش میدهد، در جایی که آب به میزان زیاد وجود دارد قرار نگیرد.
- محل نگهداری خشک و خنک باشد .
