Weiterbildung RC-Personal. Weiterbildung RC-Personal. WARUM Säuren? Säuren. Themen 2012: Säuren

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1 Weiterbildung R-Personal Weiterbildung R-Personal Themen 2012: Referentin: armen Noehl Tel.: Säuren Poolchemikalien Aktueller Status «lever akafen» WARUM Säuren? Säuren Aufbauschulung für Recyclinghofpersonal Vorfall Januar 2012 durch Verstoß gegen SDK 031 Laborchemikalien und SDK 039 Medikamente: rganische Tinkturen wurden zusammen mit verschiedenen, teilweise konzentrierten organischen und anorganischen Säuren in einem als Laborchemikalien etikettierten Fass verpackt! Folgen: Reaktion zwischen organischen Tinkturen und konzentrierter Salpetersäure! Starker Temperatur- und Druckanstieg im Fass, Deckel wurde abgesprengt, stark saures und heißes Reaktionsgemisch wurde herausgeschleudert! Fotos zum Vorfall Begriff der Säure Essigsäure, Fruchtsäuren bestimmen den typisch säuerlichen Geschmack von Nahrungsmitteln (saure Gurken, bst, etc.) Bestimmte Säuren kann man geschmacklich nicht testen, da zu gefährlich; Die Stärke von Säuren wird mit ilfe von Indikatoren bestimmen. 1

2 Säurestärke p-wert Wesentliches Merkmal von Säuren Indikatoren mit Farbveränderung als äußerliches Anzeichen für eine Säure Lackmus: p 5,0 8,0 (rot blau) Methylrot: p 4,4 6,2 (rot gelb) Phenolphthalein: p 8,2 10,0 (farblos violett) Methoden: Lackmusflüssigkeit mit Indikator getränkter Papierstreifen Summenformel 2 S 4 L 3 Schwefelsäure Salzsäure Essigsäure l Strukturformel S Ergebnis: p-wert als herkömmliches Maß für die Stärke einer Säure Ergebnis: Wasserstoff spielt entscheidende Rolle bei Säureeigenschaft Versuch: Wasserstoff und Natriumhydrid in wässriger Lösung Wesentliches Merkmal von Säuren Versuch 3: l Versuch 1: Versuch 2: Na in wässriger Lösung in wässriger Lösung in wässriger Lösung Lackmustest: Rote Farbveränderung SAUER Keine Farbveränderung NEUTRAL Blaue Farbveränderung BASIS Ergebnis: Wasserstoff alleine reicht nicht aus, damit es eine Säure ist Womit hängt das zusammen? Wasserstoffatom Ungleiche Bindungspartner: Anziehungswirkung des Atoms auf Elektronen seines Bindungspartners, die in wässrige Lösung abgegeben werden gibt den Ausschlag: L 2 neutral Na l 2,1 3,0 2,1 2,1 - + Na 2,1 0,9 Wasserstoffatom ausgeglichen, d. h. elektrisch neutral: 1 Proton + 1 Elektron - +0,9 0-1,2 Ergebnis: Wasserstoff muss positiv geladen sein, damit es eine Säure ist Ergebnis: Protonen sind positiv Elektronen sind negativ 2

3 Versuch: Reaktion l mit Wasser Was passiert mit den Atomen? Säuren geben Protonen ab: FRMEL: l + 2 l l - hloridion (l - ) ydroniumion ( 3 + ) Elementares L ist gasförmig, heftige Reaktion in Wasser Säure Ergebnis: ohne Wasser kein p-wert ; Nachweis der Bildung freibeweglicher Ionen Leitfähigkeit Säurestärke - Dissoziationsgrad Säurestärke pk s -Wert Die Eigenschaft eines Stoffes, als Säure zu reagieren, ist untrennbar verknüpft mit seiner Fähigkeit, ein Proton (+) an einen Reaktionspartner zu übertragen (Dissoziationsfähigkeit = pk s -Wert). Säurestärke hängt jedoch auch von der Fähigkeit des Reaktionspartners ab, Protonen aufzunehmen. Säurestärke ist abhängig von der Konzentration. Anorganische Säuren sind in der Regel bei gleichem p-wert stärker bzw. gefährlicher als organische Säuren (wg. zusätzlichem xidationseffekt). Ergebnis: Nicht nur der p-wert gibt Aufschluss über die Säurestärke Säurekonstante zur Ermittlung der Säurestärke = pk s -Wert pk s -Wert gibt das Verhältnis der gelösten Protonen im Vergleich zum Ausgangsstoff an Protolyse am Beispiel L: Säurekonstante am Beispiel L: 2 + l l - K s = c(3+)*c(l-) c(l) meist pk s -Wert: negative Umwandlung des K s -Wertes pk s = Verhältnis der gelösten Protonen im Vergleich zum Ausgangsstoff an; je kleiner, desto stärker die Säure. Ergebnis: Säurestärke kann auch in K s (pk s ) angegeben werden I II III IV V VI VII VIII Allgemeine harakteristika von Säuren Nebengruppen Sauer im Geschmack bzw. p-wert < 6 auptgefahr: Ätzend reagieren mit Metallen (je nach Art und Konzentration) enthalten Wasserstoff, der eine positive Ladung im Molekül trägt geben Protonen ab (=Donatoren) sind leitfähig Konzentration hängt von Art der Säure (Stoffpartner zu ) und vom Verdünnungsverhältnis ab 3

4 Abgrenzung der Säuren RGANISE SÄUREN rganische Säuren Beispiele: Ameisensäure, Essigsäure, Eisessig, Trichloressigsäure, Buttersäure Anorganische Säuren R Beispiele: Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure rganische Säuren Ameisensäure Siehe Sortierbox 12 mit Kohlenstoffgrundgerüst, daher brennbar; in reinem ungelöstem Zustand meist fest; in der Regel schwache Säuren mit p-wert 2-6. die meisten (ca %) aller Säuren sind organisch. in der Natur als Produkt von Tieren oder Pflanzen; auptgefahr: ätzend (ADR 8) Zusatzgefahr: je nach Art und Konzentration entzündlich (ADR 3) Ameisensäure (1) Ameisensäure (2) hemische Formel: 2 2 auch: Methansäure, Formalinsäure, ydrocarbonsäure Farblose, stark und stechend riechende Flüssigkeit, in 2 löslich, leicht flüchtig Vorkommen: wird von Pflanzen und Tierarten zur Verteidigung genutzt, onig Labor: aus Methanol oder Ammoniak, Nebenprodukt bei Synthese von Essigsäure Verwendung: Reduktionsmittel (z. B. Silber aus Silbernitratlösung) Früher Konservierungsmittel E236 (Fisch, bst, Gemüse) Medizin als Antirheumatikum als Desinfektionsmittel (auch in sauren Reinigern) Imkerei: Behandlung der Bienen gg. Varroamilben Entkalken von Waschmaschinen Gefahren: reizt Augen und aut, > 10 % ätzend, entzündlich, bildet bei Zerfall (Überdruck) Konzentration: stärker als Essigsäure, schwächer als anorganische Säuren, Entzündbarkeit von K. abhängig 4

5 Essigsäure Versuch: Essig und Kupfer Essigsäure (1) Essigsäure (2) hemische Formel: auch: Acetoxylsäure, Ac, Ethansäure, E260 stechend riechende Flüssigkeit Vorkommen: Bestandteil von Pflanzensäften und ätherischen Ölen, entsteht durch Vergärung von Alkohol (Bsp. Wein) Labor: verschiedene Methoden Konzentration: aushaltsessig 5 %; Essigessenz bis 25 %; reiner Essig je nach Konzentration entzündliche Dämpfe (wie Lösungsmittel) Verwendung: Würzmittel zur Säuerung und Konservierung von Lebensmitteln erstellung von Polymeren, Farben und Klebstoffen Lösungsmittel für Kosmetika und Parfums Lösen von Kalkablagerungen Zwischenprodukt zur erstellung von Kunstststoffen (Bsp. Polymere), Medikamenten (Bsp. Aspirin), etc. Gefahren: aushaltsessig nicht gefährlich; reiner hochkonzentrierter Essig ätzend, entzündliche Dämpfe Eisessig Trichloressigsäure Reine Essigsäure (mindestens 98 %) Stark ätzend und Dämpfe sind brennbar Erstarrt bei ca. 17 zu eisähnlichen Kristallen daher Eisessig ansonsten wie Essigsäure 5

6 Trichloressigsäure Buttersäure hemische Formel: 2 l 3 2 Auch: Trichlorethansäure, TA farblose, schwach sauer riechende Kristalle eine der stärksten organischen Säuren, stark dissoziiert Verwendung: Kosmetik (Peeling, ornhautentfernung ) Salz (Natriumchloracetat) als erbizid Analytische hemie (Bsp. Ermittlung von alciumgehalt in Milch, Eisengehalt in Blut, ) Gefahr: ätzend und umweltgefährlich Buttersäure ANRGANISE SÄUREN hemische Formel: auch: Butansäure, Propylcarbonsäure Farblose, unangenehm riechende Flüssigkeit Gefahren: Dämpfe reizen Augen und Atemwege Tipp: Gefäß mit Buttersäure nie aufmachen oder fallen lassen Schwächer als Essigsäure Anorganische Säuren Salzsäure Siehe Sortierbox 11 Enthalten in der Regel keinen Kohlenstoff In reinem ungelöstem Zustand oft flüssig Nur etwa % aller Säuren sind anorganisch Gefährlicher als organische Säuren; L, N3, 2S4 in etwa gleich gefährlich auptgefahr: ätzend (ADR 8) Zusatzgefahren abhängig von Art und Konzentration der Säure: oxidativ (ADR 5.1); giftig (ADR 6.1) l 6

7 Salzsäure (1) hemische Formel: L Zuordnung: starke anorganische Säure (max. 37 %) auch: hlorwasserstoffsäure, Acidum hydrochloricum, E507 farbloses bis gelbliches, stechend riechendes Gas Vorkommen: Vulkangase / Kraterseen, Magensaft der Wirbeltiere Verwendung: Salzsäure (2) Metallindustrie: Gewinnung und Verarbeitung Bauwesen: Entfernung von Mörtelresten am Mauerwerk; reinigen von Kalkrückständen auf Fliesen Pharmaindustrie: bessere Löslichkeit von Arzneistoffen Gefahren: stark ätzend (Lunge, Zähne ), leicht flüchtig, in Wasser gelöstes Gas vgl. Kohlensäure Labor: konzentrierte Schwefelsäure + Kochsalz = L, danach in Wasser gelöst löst die meisten Metalle Schwefelsäure Versuch: Schwefelsäure S Schwefelsäure (1) Schwefelsäure (2) hemische Formel: 2 S 4 Zuordnung: starke anorganische Säure auch: Vitriolöl, Dihydrogensulfat, E513 farb- und geruchlose, ölige, sehr viskose Flüssigkeit Vorkommen: in der Natur sehr selten Labor: Ausgangsstoff Schwefel aus Erdgas und Rohöl Anwendungsgebiete: Düngemittelproduktion erstellung von Sulfaten, z. B. Aluminiumsulfat für Papierindustrie Batteriesäure in Bleiakkumulatoren Gefahren: stark ätzend / reizend (aut, Augen, kleine Mengen), oxidierend, wirkt auf Fische und andere Gewässerlebewesen toxisch Konzentration: 33,5 % = Akkumulatorsäure; bis max. 98,3 % konzentrierte Schwefelsäure 7

8 Salpetersäure Salpetersäure (1) hemische Formel: N 3 Zuordnung: anorganische Säure Auch: Scheidewasser, ydrogennitrat N in reiner Form farblose Flüssigkeit; durch Licht / Wärme gelb / rot; stark stechender Geruch Labor: xidation von Ammoniak, höhere Konzentrationen durch Entwässerung (z. B. mit 2 S 4 ) Konzentration bis 100 % möglich (>90 % = rauchende Salpetersäure); handelsüblich: % Salpetersäure (2) Säuren: Sortieranweisung SDK 054 (G08) Verwendung: erstellung von Düngemitteln (Nitrate) Fotoindustrie (Silbernitrat) Scheidewasser (Gold-Silber-Trennung), Vergolden Beizen/ Brennen (Galvanik) + Polieren von Metallen erstellung von Farbstoffen und Sprengstoffen Gefahren: ätzend, starkes xidationsmittel rganische und anorganische Säuren müssen voneinander getrennt werden, um Reaktionen zu vermeiden ( Explosionsgefahr) Salzsäure separat trennen, weil L sich in Verbindung mit oxidativen anorganischen Säuren explosionsartig zersetzt rganische Säuren < p 2 = Laborchemie; > p 2 = Säuren / saure Reiniger Im Zweifelsfall Laborchemie, nach Anleitung gemäß Sortieranweisung + Anhang! Alles was im Anhang in einer Gruppe steht, darf zusammen verpackt werden! Säuren Sortierung, Verpackung Verdünnte Säuren und saure aushaltsreiniger in 60-l-/120-l-Kunststoff-Fässer leere Verpackungen als Schadstoffverpackungen ( SDK011) Konzentrierte anorganische Säuren (erkennbar an öligen Konsistenz und sichtbaren Dämpfen) z. B. Salzsäure, Salpetersäure Laborchemikalien frei von organischen Materialien (30l / 60 l) ( SDK 031) Säuren Sortierung, Verpackung Perchlorsäure (l 4 ) und Flusssäure (F) Laborchemikalien getrennt voneinander und frei von organischen Materialien in 30-l-Kunststoff-Fässer Leere Verpackungen die konzentrierte oder organische Säuren enthalten haben als Schadstoffverpackungen ( SDK 031) rganische Säuren z.b. Ameisensäure, Eisessig = 98%ige Essigsäure Laborchemikalien (30l / 60 l) ( SDK 031) 8

9 Säuren Arbeitsschutz / Erste ilfe Arbeitsschutz Schutzbrille und -handschuhe Dämpfen/Gase: Atemschutzvollmaske Größte Vorsicht bei Perchlorsäure (l 4 ) anderen konzentrierten Säuren! Bei aut- / Augenkontakt spülen Gase/Dämpfe: Frischluft, Atmung! Verschlucken: viel Wasser trinken Arzt aufsuchen Etikett für Transport UN-Nummer = Stoffidentifikation Gefahrzettel = ADR Piktogramm Evtl. Zusatzgefahren als Piktogramme Beispiel: Flusssäure Laborchemikalien UN1790 Exkurs: Sortierfehler Pestizide Pestizide = Saure Reiniger Saurer Reiniger = Reiniger der Säure enthält Reinigungskonzentrate sind stark ätzend Evtl. auch entzündliche Desinfektionsmittel p-wert < 2 9

10 Sortierfehler: Phosphidhaltige Pestizide + saure Reiniger! Gefahr: Phosphide und arbide reagieren mit Säuren noch heftiger und damit gefährlicher als mit Wasser RITIG: Pestizide mit Phosphiden getrennt als Laborchemikalien unter Angabe des Wirkstoffs (z.b. Zinkphosphid ) auf dem Etikett! Natriumchlorat (Nal 3 ) = Laborchemie Natriumchlorat = gefährlicher Wirkstoff in Pestiziden Sortierfehler: spezielle Pestizide zählen zu Laborchemikalien! Gefahr: entzündlich und oxidierend RITIG: Pestizid mit Wirkstoff Natriumchlorat gehören zu Laborchemikalien mit Angabe des Wirkstoffs auf dem Etikett!!! Weiterbildung R-Personal 2011 Wiederholung: Pestizide als Laborchemikalien Trennen nach 6 Wirkstoffgruppen Maneb und / oder Zineb Phosphide (Al, Zn, a-phosphide) alciumcyanid / Blausäure alciumcarbid Natriumchlorat Methylbromid Allgemeines Sicherheitsverhalten beim Umgang mit Gefahrstoffen: Weiterbildung R-Personal 2011 Bei Unsicherheit in Sortier-/ Betriebsanweisung schauen! Grundsätzlich alle Substanzen, die sich nicht eindeutig zuordnen lassen getrennt in SDK-Box sortieren! hemischer Bereitschaftsdienst der SuperDrecksKëscht (Dr Klaus Schu, Stefan Lang):