Синильная кислота
Кремниевая кислота
Синильная кислота
Синильная кислота HCN (её называю ещё цианистоводородная кислота) — бесцветная легколетучая жидкость (t кип.=26 °С) с запахом горького миндаля, смешивается с водой. Синильная кислота определяется в воздухе уже при концентрации 2—5 мг/м 3 . В природе она встречается в косточках некоторых фруктов в виде амигдалина — производного (гликозида) углевода генциобиозы (С12Н22О11) и бензальдегида. В миндале содержится 5—8% амигдалина, в косточках персиков, сливы и абрикосов от 4 до 6 %. При гидролизе амигдалина (под действием кислот или ферментов) синильная кислота выделяется в свободном виде. В небольших количествах синильная кислота содержится в коксовом газе и в табачном дыме.
Синильная кислота и её соли (цианиды) являются сильнодействующими ядовитыми веществами. Концентрация цианистого водорода HCN в воздухе около 100 мг/м 3 — уже опасно для жизни! Смертельная доза цианида калия составляет 0,12 г. Синильная кислота вызывает быстрое удушение из-за блокирования дыхательных ферментов и ферментов, катализирующих энергетические процессы в нервных клетках. Цианиды подавляют способность крови переносить кислород, образуя устойчивое соединение с гемоглобином. Тем не менее синильная кислота широко применяется в химической промышленности, как исходное вещество для синтеза некоторых полимерных материалов — полиметилметакрилата (органического стекла) и полиакрилонитрила (этот полимер служит для производства синтетических тканей, близких к шерсти). Цианид натрия используется для извлечения из руд золота и серебра.
Получают синильную кислоту так:
Сначала получают соль синильной кислоты — цианид натрия, для чего смешивают 106 г стиральной соды (Na2CO3) с 12 г измельченного угля, заливают полученную смесь 170 граммами раствора аммиака (20%) (технический нашатырный спирт). Всю смесь нагревают до полного растворения угля. При этом протекает такая реакция:
В результате реакции получался водный раствор цианистого натрия NaCN.
При реакции с серной кислотой H2SO4 получается цианистоводородная кислота (синильная кислота HCN).
Синильную кислоту можно получить реакцией серной кислоты с цианидом и растворением образовавшегося цианистого водорода в воде.
Оксид кремния
Оксид кремния(SiO2) — твёрдое и тугоплавкое вещество (размягчается только выше 1200 o C), не проводит электричество. В химических реакциях оксид кремния инертен, с водой не реагирует, хоть и относится к кислотным оксидам.
Хорошим примером оксида кремния является кварцевый песок. Широко используется в производстве стекла и керамики.
Кремниевая кислота
Кремниевая кислота H2Si03 — вещество малорастворимое в воде, образующее студенистую массу. Кремниевую кислоту получают, действуя более сильной кислотой на силикат натрия (жидкое стекло Na2SiO3):
После образования H2SiO3 (кремниевой кислоты) она превращается водный оксид кремния SiO2*nH2O. Если этот оксид кремния полностью обезводить (высушить), то получиться пористое вещество силикагель — тот же оксид кремния только не кристаллический.
Силикагель отлично поглощает водяные пары и примеси газов. Вы, наверное, замечали, что пакетики с силикагелем вкладывают в коробки с электронной аппаратурой, чтобы предотвратить попадание влаги.
Соли кремниевой кислоты растворимы, если они образованы щелочными металлами (например, силикат натрия Na2SiO3).
Борная кислота
Борная кислота H3BO3. Иногда за неё принимают натриевую соль — буру — можно найти во многих домашних аптечках, как в чистом виде, так и в составе мазей, спиртового раствора — «борного спирта», полосканий для горла и т. п. И если к буре отношение обычно несколько настороженное (всё-таки это вещество используют как яд для тараканов), то борная кислота считается вполне безобидным сложным веществом. В справочниках по лекарственным средствам можно прочитать, что борная кислота «применяется как антисептическое средство в виде водных растворов (2—4%) для полоскания полости рта, для промывания глаз; назначают борную кислоту также и в виде мази (5—10%), и в присыпках при заболеваниях кожи». Борная кислота веками признана абсолютно безопасным средством — антисептиком, даже для новорождённых. До сих пор многие по традиции применяют раствор борной кислоты, чтобы промыть ребёнку глаза, не ведая, что травят его ядом!
Борная кислота
Борная кислота — на самом деле яд; хотя он слабый, но имеет весьма коварные свойства. Соединения бора действуют не на отдельные виды микроорганизмов, как антибиотики, а на все сразу, поскольку бор является так называемым общеклеточным ядом. А коварство бора в том, что этот яд не имеет никаких противоядий и чрезвычайно медленно выводится из организма. Даже взрослый человек при абсолютно здоровых почках за неделю теряет примерно лишь пятую часть попавшего в организм бора. Бор поражает не только желудочно-кишечный тракт, но и кожу, почки, центральную нервную систему. Последнее сопровождается судорогами и может окончиться даже параличом. Недаром применение борной кислоты для приёма внутрь было повсеместно запрещено ещё в конце XIX в. А до этого борная кислота применялась очень широко.
Сложные вещества, в состав которых входил бор, рекомендовали вводить в состав различных кремов и мазей, использовать для чистки зубов, при стирке белья и даже для консервирования пищевых продуктов.
Борная кислота может попасть в организм из мазей, порошков для припудривания, глазных и ушных капель, примочек. Борная кислота всасывается из растворов неповреждённой кожей и ещё легче — через слизистые оболочки. Попав в организм, она очень долго циркулирует в крови. И так как выводится бор очень медленно, при повторных применениях борных препаратов содержание бора в организме увеличивается и может достичь опасного уровня. Особенно быстро это происходит у новорождённых и грудных детей. Для них опасная концентрация бора намного меньше, чем для взрослых, ведь почки у младенцев слабее и плохо выводят бор.
В 1983 г. в Англии было зафиксировано массовое отравление грудных детей, причиной которого, как выяснилось, послужил сладкий сироп для обмазывания сосок-пустышек. В сироп в качестве консерванта добавлялась в малых дозах борная кислота. Исследования показали, что попавший в организм младенцев бор выводился в течение двух месяцев, и в это время наблюдалось его токсическое действие.
Бура — эта натриевая соль борной кислоты. Бура — Na2B4O7*10H2O обладает замечательным свойством растворять оксиды и соли многих металлов с образованием перлов — окрашенных боратных стёкол. Цвет различных перлов настолько индивидуален, что по ним можно распознавать многие металлы. Так, соли никеля дают жёлто-зелёные перлы, кобальта — синие, марганца — коричневые, железа — светло-зелёные, хрома — изумрудно-зелёные, а алюминия — бесцветные. Перлы представляют собой бораты сложного состава, например Cu(BO2)2•2NaBO2.
Купить картриджи для фильтрации кислоты для Вашего предприятия! Богатый выбор по доступной цене!
Источник
Синильная кислота и газовые смеси на ее основе. Получение, применение, детектирование
6. Техника безопасности при работе с газовыми смесями на основе синильной кислоты.
Синильная кислота относится к сильнодействующим ядовитым веществам, к обращению с которыми не допускаются лица моложе 18 лет. Сотрудники, работающие с синильной кислотой, проходят обязательный медицинский осмотр не реже одного раза в 6 месяцев; определен перечень заболеваний, при которых работать с синильной кислотой не разрешается. Персонал научно-исследовательских лабораторий и производств с использованием синильной кислоты обеспечивается лечебно-профилактическим питанием. Предельно допустимая концентрация синильной кислоты в атмосфере производственных помещений принята равной 0,3 мг/м3. За рубежом, в частности в США, предельно допустимая концентрация составляет 11 мг/м3, хотя известно, что при 5— 20 мг синильной кислоты в 1 м3 воздуха у отдельных людей начинаются головные боли и головокружение. Не следует забывать, что синильная кислота принадлежит к наиболее сильным и опасным ядам, поэтому нарушение правил техники безопасности может повлечь за собой тяжелое поражение людей, не только непосредственно обращающихся с синильной кислотой, но и находящихся рядом.
Организация рабочего места и меры безопасной работы.
1. Все работы с синильной кислотой необходимо вести в хорошо действующем вытяжном шкафу (число работающих — не менее двух). Створки шкафа по возможности должны быть максимально опущены.
2. При работе с синильной кислотой необходимо соблюдать осторожность — следить, чтобы она не попадала на кожу, и не допускать испарение ее в рабочих помещениях.
3. Категорически запрещается направлять пары цианистого водорода в вытяжную вентиляцию и сливать отходы в канализацию без предварительной дегазации.
4. Люди, работающие с синильной кислотой, должны быть одеты в хлопчатобумажные халаты, иметь резиновые перчатки, фартуки и нарукавники. Противогазы марки В находятся в положении «наготове» (они должны быть в исправном состоянии и проверены в камере газоокуривания).
5. Переливать синильную кислоту из одной емкости в другую и приготавливать различные смеси и растворы можно только в вытяжном шкафу, охлаждая синильную кислоту до температуры не ниже минус 10 и не выше 0 °С. При этом работающие должны находиться в противогазах.
6. В случае аварии нужно быстро надеть противогазы и одновременно предупредить всех находящихся в соседних помещениях.
7. Работающие, у которых произошла авария, приступают к ее ликвидации, а остальные присутствующие в комнате быстро надевают противогазы и в зависимости от обстановки или покидают помещение, или помогают ликвидировать аварию.
8. Для быстрого обнаружения синильной кислоты в воздухе во время работы необходимо периодически проводить анализы, используя индикаторную бумагу, пропитанную 3%-ным раствором ацетата меди и насыщенным раствором ацетата бензидина. Окрашивание бумаги в синий цвет через 10 сек указывает на опасную концентрацию синильной кислоты.
9. На каждом рабочем месте должны быть дегазационные растворы в необходимом количестве.
Хранение и дегазация синильной кислоты.
1. Хранить синильную кислоту нужно в герметичных стальных бочках и баллонах на специальном складе. При работе в лаборатории с небольшими количествами синильной кислоты ее можно оставлять в вытяжном шкафу в стеклянной закрытой таре, помещенной в металлическое ведро с активированным углем. Ведро устанавливается в стальной запирающийся ящик.
2. Допустимое количество стабилизованной синильной кислоты в лаборатории составляет 100 г.
3. В лабораторных условиях разрешается дегазировать отходы синильной кислоты в количестве не более 100 мл одновременно. Эти операции проводят в вытяжном шкафу с хорошей вентиляцией (которая не связана с другими помещениями во избежание засасывания паров синильной кислоты). Работающие обязаны надеть противогазы, резиновые перчатки, нарукавники и фартуки. В вытяжном шкафу в это время нельзя вести никакие другие работы и не должно быть огня и искр. Все створки вытяжного шкафа, кроме одной, требуемой для работы, должны быть полностью опущены.
4. Для дегазации медленно выливают продукт, содержащий HCN (при перемешивании палочкой), в предварительно охлажденную водную суспензию, приготовленную из 20%-ного раствора NaOH и 10% -ного раствора железного купороса: на 100 мл HCN (70 г) берут 750 мл 20%-ного раствора щелочи и 1500 мл 10%-ного раствора железного купороса. Операция производится в стеклянной или стальной посуде. Перед сливом дегазационных вод необходимо проверить степень дегазации. Она считается полной, если индикаторная бумага, пропитанная ацетатом бензидина и ацетатом меди, не синеет в течение 15 сек при поднесении к пробе, подкисленной соляной кислотой.
5. При синтезах с участием синильной кислоты отходящие газы нужно пропускать через склянки, заполненные 20%-ным раствором щелочи. Для дегазации растворов цианидов, получаемых при поглощении синильной кислоты раствором щелочи, к ним приливают 10%-ный раствор перманганата калия. Количество этого раствора берется с трехкратным избытком и при содержании цианидов 5 г/л составляет 300 мл на 1 л раствора цианидов. Дегазация протекает медленно, в связи с чем слив отработанных растворов в канализацию разрешается только через сутки и при сильном разбавлении водой.
6. При спуске обезвреженных растворов в канализацию категорически запрещается направлять в те же стоки воду, имеющую кислую реакцию. Как правило, растворы собирают в специальные бутыли, установленные в вытяжном шкафу, и сливают в канализацию в конце рабочего дня.
7. Синильную кислоту переносят со склада в лабораторию и обратно в стеклянной таре, помещенной в специальное ведро с плотно закрывающейся крышкой и наполненное снегом или колотым льдом. Это должны делать два человека обязательно с противогазами в положении «наготове».
7. Применение газовых смесей на основе синильной кислоты.
Газовые смеси на основе синильной кислоты (ГСО ПГС) применяются для градуировки, поверки и калибровки газоанализаторов.
Область применения: контроль технологических процессов и промышленных выбросов, воздуха рабочей зоны.
В соответствии с ГОСТ 8.578-2008 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах» ГСО выполняет функцию рабочего эталона 2-го разряда.
7 .Газоанализаторы синильной кислоты.
МГЛ-20А Электрохимический портативный газоанализатор синильной кислоты.
Диапазон измерений 0-0,3 мг/м3, 0,3-3,0 мг/м3, принцип действия электрохимический.
Газоанализатор предназначен для измерения массовой концентрации цианистого водорода в воздухе рабочей зоны. Газоанализатор МГЛ — 20А представляет собой портативный автоматический прибор непрерывного действия. Газоанализаторы серии МГЛ-20А построены на цифровой элементной базе. Имеют встроенные аккумуляторы. Комплектуются зарядным устройством. Имеет электрохимический принцип действия. В основу работы анализатора положен электрохимический метод определения концентрации газа. Датчиком служит электрохимический сенсор фирмы CITY TECHNOLOGY LTD (Великобритания). Измеряемый газ путем диффузии проникает в сенсор, вызывает на электродах датчика электрический ток, пропорциональный концентрации газа. Напряжение, снимаемое с нагрузочного резистора, поступает на аналого-цифровой преобразователь и индицируется на цифровом жидкокристаллическом индикаторе.
МГЛ-20М Газоанализатор синильной кислоты электрохимический стационарный.
Диапазон измерений 0-0,3 мг/м3, 0,3-3,0 мг/м3, принцип действия – электрохимический.
Газоанализаторы модификации «МГЛ-20М», представляют собой стационарный, автоматический прибор непрерывного действия, конструктивно выполненный в виде блока первичного преобразователя (БПП) и блока обработки информации. Электрохимические блоки первичных преобразователей предназначены для измерения массовых концентраций HCN в воздухе рабочей зоны во взрывобезопасных помещениях, удовлетворяет всем требованиям РД 12-341-00 Госгортехнадзора.
БПП имеют два варианта исполнения:
автономные, с внешним питанием 220В, 50 Гц (такая модель поставляется без БОИ, как самостоятельное средство измерения);
сетевые, с питанием по токовой петле от блока обработки информации (БОИ).
В основу работы БПП МГЛ-20М положен электрохимический метод определения концентрации газа. Чувствительным элементом служит электрохимический сенсор фирмы CITY TECHNOLOGY LTD (Великобритания). Измеряемый газ, путем диффузии, проникает в сенсор, инициирует на электродах датчика электрический ток, пропорциональный концентрации газа. Этот ток протекает через нагрузочный резистор. Напряжение, снимаемое с нагрузочного резистора, усиливается, нормируется и поступает в преобразователь напряжение — ток. Величина этого тока, является аналитическим сигналом для измерения концентрации анализируемого газа.
Газоанализатор синильной кислоты в воздухе рабочей зоны МГЛ-20M-XП.
Диапазон измеряемых концентраций синильной кислоты – 0-3,0 мг/м³ Принцип действия — электрохимический, применяется только во взрывобезопасных помещениях.
БПП МГЛ-20M-XП имеет два порога срабатывания сигнализации, установленных предприятием-изготовителем:
«порог 1» равен ПДКр.з. анализируемого компонента,
«порог 2» соответствует пяти ПДКр.з.
ССК-4. Сигнализатор паров синильной кислоты.
Диапазон сигнальной концентрации, мг/м3 0,1-1,5 (0,3 ПДК).
Предназначен для включения аварийной сигнализации при превышении ПДК (0,3 мг/ м3) паров синильной кислоты. Сигнализатор является стационарным прибором непрерывного действия, забор исследуемого воздуха через пневмошланг (диаметром 3-6мм, длиной до 10 м). Принцип действия — потенциометрический, на электроде, периодически омываемом раствором щелочи. Единственный прибор в мире с встроенным эталонным генератором паров синильной кислоты (0,3мг/м3), что позволяет оперативно на месте установки проводить поверку сигнализатора и проверку работоспособности. Имеет встроенный эталонный генератор паров HCN, 6,3 мг/м3 (ПДК).
SPC-53-1183 — сигнализатор паров синильной кислоты.
Предназначен для измерения и мониторинга паров синильной кислоты. Сигнализатор газа основан на современной микропроцессорной технологии со встроенным датчиком паров синильной кислоты (HCN) и внутренним сигнальным устройством — зуммером. Используется для обнаружения паров синильной кислоты в широком диапазоне промышленного и коммерческого применения. Программируемые параметры и установки позволяют выполнять индивидуальную адаптацию к различным возможных применениям в области газовых измерений и мониторинга.
Применяется для автоматического непрерывного контроля концентрации паров HCN в воздухе рабочей зоны, в промышленных выбросах и в технологических процессах. Газоанализатор синильной кислоты ГАНК-4РБск разработан для обеспечения безопасных условий труда при работе с синильной кислотой (ск).
При разрядке аккумулятора и превышении ПДК рабочей зоны срабатывает звуковая и световая сигнализация. Газоанализатор синильной кислоты имеет активный пробоотбор.
При превышении ПДКр.з. и разрядке аккумулятора срабатывает световая и звуковая сигнализация.
Достоинства: прибор сертифицирован, снесён в Государственный реестр средств измерений РФ. Цифровая индикация результатов измерения в мг/м3 на цветном жидкокристаллическом дисплее.
Взрывозащищенное исполнение по заказу.
Возможность измерений до 64 точек отбора проб.
Диапазон измеряемых концентраций 0,05. 6 мг/м³, разрешение 0,1 мг/м³.
Максимальное расстояние между информационным блоком (БИ) и выносным датчиком (ВД) до 15 км.
7.1 Принцип действия.
Основная масса газоанализаторов определяющих наличие и концентрацию синильной кислоты основана на электрохимическом принципе действия.
ЭЛЕКТРОХИМИЯ, раздел физической химии, изучающий химические процессы, которые сопровождаются появлением электрического тока или, наоборот, возникают под действием электрического тока. Предметом электрохимических исследований также являются электролиты и устанавливающиеся в них равновесия
Принцип действия электрохимического газоанализатора базируется на электрохимическом методе определений концентраций. В качестве чувствительного элемента выступает электрохимический сенсор. Исследуемая среда транспортируется посредством побудителя расхода газа для реакции в камеру с сенсором, инициируя при этом появление на электродах датчика электрического тока в пропорциональной зависимости от определяемой концентрации. При этом анализируемый газ либо растворяется в электролите, либо вступает в химическое взаимодействие с электролитом, в результате чего из электролита выделяется какой либо элемент. Количество растворившегося газа или выделившегося элемента эквивалентно содержанию анализируемого компонента в газовой смеси.
Снятое с нагрузочного резистора напряжение усиливается, обрабатывается аналого-цифровым преобразователем и передается на жидкокристаллический цифровой индикатор. В прибор исследуемая газовая проба подается посредством штуцера «Вход». В измерительную камеру с электрохимическими датчиками она прокачивается через противопылевой фильтр, а затем сбрасывается в атмосферу посредством штуцера «Выход». Электрохимический газоанализатор имеет межповерочный интервал в 1 год.
На рисунке изображена блок схема такого газоанализатора. Краткое описание принципа действия: Растворение газа или его реакция с электролитом зависят от температуры в ячейке и расхода газа, поэтому что бы исключить влияние этих факторов , температуру в ячейке и расход газа поддерживают постоянными. В газоанализаторе, показанном на рисунке, электролитическая ячейка 1 датчика заполнена водным раствором йода (например), выделение которого из раствора зависит от содержания определяемого компонента. При изменении содержания определяемого компонента нарушается эквивалентность выделения йода, вследствие чего изменяется потенциал измерительных электродов 2. Этот потенциал подается на вход вторичного прибора 5, где усиливается электронным усилителем. Диффузионные пробоотборные устройства состоят из сорбента, отделенного от окружающего воздуха при помощи диффузионной насадки с контролируемой длиной воздушной прослойки и защитного устройства. Диффузионное пробоотборное устройство (или пробоотборные устройства) оставляют на воздухе в течение измеренного периода времени.
8. Заключение.
Как видно из представленной работы, синильная кислота и газовые смеси на ее основе имеют достаточно широкое распространение и применение в промышленности. Однако, высокая токсичность таких смесей накладывает определенные ограничения на их использование, связанное с необходимостью соблюдения мер по технике безопасности как при получении чистой синильной кислоты, так и при приготовлении и применении газовых смесей на ее основе. В «постперестроечный» период производство синильной кислоты в РФ практически угасло. В настоящее время существуют намерения о возобновлении производства синильной кислоты на базе предприятия ОАО «Дзержинское Оргстекло», на котором оно изначально было организовано в 1936 г.для дальнейших поставок в другие отрасли. В связи с этим разработка методов и средств аналитического контроля содержания синильной кислоты приобретает особое актуальное значение, как для обеспечения безопасности производства, так и для обеспечения экологической безопасности окружающей среды. А учитывая высокую токсичность синильной кислоты необходимо так же развивать и совершенствовать парк газоанализаторов, способных с необходимой точностью и быстродействием осуществлять мониторинг состояния рабочей зоны, выбросов и окружающей предприятия территории на предмет наличия загрязнения синильной кислотой.
Источник