Кислоты и ангидриды

КИСЛОТЫ И АНГИДРИДЫ. Кислоты — класс химических соединений характеризующихся диссоциацией в водном растворе с образованием гидратированных ионов H⁺. Ангидриды — химические соединения, производные органических и неорганических кислот, образующиеся при их дегидратации.

Содержание кислот и ангидридов в воздухе рабочей зоны

Наименование вещества, № CAS, синонимы	ПДК, мг/м3	Характеристика вещества
Фтороводородная кислота [7664-39-3] Фтористоводородная кислота, плавиковая кислота	0,1	п, О, 2 класс
Хлороводородная кислота [7647-01-0] Хлористоводородная кислота, соляная кислота	5	п, О, 2 класс
Бромоводородная кислота [10035-10-6]	2	п, О, 2 класс
Борная кислота [10043-35-3] Ортоборная кислота	10	а, "+", 3 класс
Азотная кислота [7697-37-2]	2	а, "+", 3 класс
Ортофосфористая кислота [10294-56-1]	0,4	а, "+", 2 класс
Фосфорная кислота [7664-38-2] Ортофосфорная кислота	1	а, "+", 2 класс
Серная кислота [7664-93-9]	1	а, "+", 2 класс
Муравьиная кислота [64-18-6] Метановая кислота	1	п, "+", 2 класс
Уксусная кислота [64-19-7] Этановая кислота	5	п, "+", 3 класс
Хлоруксусная кислота [79-11-8]	1	п, а, "+", 2 класс
Дихлоруксусная кислота [79-43-6]	4	п, а, 3 класс
Трихлоруксусная кислота [76-03-9]	5	п, а, "+", 3 класс
Трифторуксусная кислота [76-05-1]	2	п, "+", 3 класс
Циануксусная кислота [372-09-8]	1	а, "+", 2 класс
Меркаптоуксусная кислота [68-11-1] Тиогликолевая кислота	0,1	п, а, "+", А, 1 класс
Акриловая кислота [79-10-7] Пропеновая кислота	5	п, 3 класс
Пропионовая кислота [79-09-4] Пропановая кислота	20	п, 4 класс
β-Меркаптопропионовая кислота [107-96-0] 3-Меркаптопропановая кислота	0,1	п, а, "+", А, 1 класс
Бутановая кислота [107-92-6] Масляная кислота	10	п, 3 класс
Адипиновая кислота [124-04-9] 1,4-Бутандикарбоновая кислота	4	а, 3 класс
Фумаровая кислота [110-17-8]	5	а, 3 класс
Аскорбиновая кислота [50-81-7] Витамин С	2	а, 3 класс
Гексановая кислота [142-62-1] Капроновая кислота	5	п, 3 класс
6-Аминогексановая кислота [60-32-2]	2	а, 3 класс
1,10-Декандиовая кислота [111-20-6]	4	а, 3 класс
Додекандиовая кислота [693-23-2] Лауриновая кислота	10	а, 3 класс
Октадекановая кислота [638-64-2] Стеариновая кислота	5	а, 3 класс
Фолиевая кислота [59-30-3] Птероилглутаминовая кислота	0,5	а, 2 класс
Карфециллин [27025-49-6]	0,1	а, А, 2 класс
Фузидиевая кислота [6990-06-3]	0,2	а, 2 класс
Бензойная кислота [65-85-0] Бензолкарбоновая кислота	5	а, 3 класс
2-Гидроксибензойная кислота [69-72-7] Салициловая кислота	0,1	а, "+", 2 класс
4-Гидроксибензойная кислота [99-96-7]	5	а, 3 класс
3-Нитробензойная кислота [121-92-6]	5	а, 3 класс
4-Нитробензойная кислота [62-23-7]	2	а, 3 класс
Ацетилсалициловая кислота [50-78-2] Аспирин	0,5	а, 2 класс
Аргинин [7004-12-8]	10	а, 3 класс
Глицин [56-40-6] Аминоуксусная кислота	5	а, 3 класс
Аспарагиновая кислота [7006-34-0]	10	а, 3 класс
Гистидин [7006-35-1]	2	а, 3 класс
Лейцин [7005-03-0] 2-Амино-4-метилпентановая кислота	5	а, 3 класс
Полигалактуроновая кислота [9000-69-5]	10	а, 4 класс
Фталевый ангидрид [85-44-9]	1	п, а, "+", 2 класс
Уксусный ангидрид [108-24-7]	3	п, "+", 3 класс
Трихлоруксусной кислоты хлорангидрид [76-02-8]	0,1	п, а, "+", 2 класс
Метакриловый ангидрид [760-93-0]	1	п, "+", 2 класс
Бутановый ангидрид [106-31-0]	1	п, "+", 2 класс
4-Нитробензойной кислоты хлорангидрид [122-04-3]	0,2	п, а, "+", 2 класс

Сокращения и обозначения: ПДК — предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (по ГН 2.2.5.686—98); п — пары; а — аэрозоль; класс — класс опасности вещества согласно ГОСТ 12.1.007—76; "+" — требуется специальная защита кожи и глаз; А — вещества, способные вызывать аллергические заболевания; О — остронаправленное действие.

К. и а. часто используются в промышленности. Эти же вещества попадают и в атмосферу населенных мест. Сильные К. относятся к веществам раздражающего действия, т. е. таким, которые способны вызывать развитие воспалительного процесса в тканях при контакте с ними. Сернистый ангидрид и хлористый водород — первые вещества, для которых в нашей стране были установлены ПДК. Стимуляция раздражающими веществами способствует развитию аллергических нарушений (напр., таким свойством обладает сернистый ангидрид). Рефлекторное влияние раздражающих ядов сказывается в урежении дыхания. Изменение частоты дыхания имеет более сложный характер, если учитывать как концентрацию, так и длительность воздействия. Сернистый ангидрид в концентрации 740 мг/м³ уменьшает частоту дыхания в первые минуты экспозиции, а далее, после 2 ч, частота дыхания становится выше средней, после чего вновь уменьшается. При концентрации 80 мг/м³ сернистый ангидрид значительно (до 30%) увеличивает частоту дыхания.

Раздражающее действие сильных К. и а. может выявляться и ольфактометрически. Для определения ольфакторной реакции у животных используется изменение частоты дыхания при обнаружении животным запаха вещества. Слежение за частотой дыхания может осуществляться автоматически. Большинство раздражающих веществ, принадлежащих к промышленным ядам, вызывают снижение остроты обоняния у животных.

К эффектам, к которым приводит ингаляция веществ раздражающего типа, относится и реакция клеток верхних дыхательных путей и легких. Для выявления такой реакции исследуются смывы с легких и особенно верхних дыхательных путей, где определяется общее количество клеток, их состав и функциональная активность. Установлено, что все вышеупомянутые показатели реагировали сложным образом; степень реакции при этом имела зависимость от концентрации. Раздражающие свойства проявляются в изменении физико-химических свойств сурфактантов легких, которые отвечают за низкое поверхностное натяжение в альвеолах, препятствуя их спадению. Вдыхание паров и аэрозолей К. и а. приводит также к серьезным изменениям в тканях легких. Используя метод прижизненной окраски, показано возникновение паранекротических изменений в лёгких.

В начальном периоде поступления крепких К. внутрь развиваются явления токсического ожогового шока, через 1—2 дня преобладают признаки токсемии (повышение температуры тела, возбуждение), затем — нефропатии и гепатопатии. Резчайшие боли в полости рта, по ходу пищевода и желудка. Повторная рвота с примесью крови, пищеводно-желудочное кровотечение. Значительная саливация, механическая асфиксия в связи с болезненностью акта откашливания и отеком гортани. При отравлении уксусной эссенцией моча приобретает темно-красный цвет в результате гемолиза. К концу первых суток в тяжелых случаях, особенно при отравлении уксусной эссенцией, появляется желтушность кожных покровов как результат гемолиза, печень увеличена и болезненна. Отмечаются явления реактивного перитонита, панкреатита. Частое осложнение — гнойный трахеобронхит и пневмонии. Через 2 недели проявляются признаки рубцового сужения пищевода или чаще — выходного отдела желудка. Постоянно отмечается ожоговая астения с потерей массы тела и нарушением белкового и водно-электролитного равновесия.

Кроме действия, вызываемого за счет кислых свойств (различной тяжести воспалительные процессы дыхательных путей и легких, ожоги на коже, конъюнктивиты, поражения роговицы глаз, поражение печени, крошение эмали зубов), К. оказывают и др. эффекты. Напр., ортоборная кислота, не вызывая раздражений на коже, проникает в организм, где выявляет гонадотропное и эмбриотоксическое действие. Кремниевая кислота обладает фиброгенным действием, азотная кислота приводит к дистрофии миокарда и неврологическим нарушениям, серная кислота увеличивает риск злокачественных поражений верхних дыхательных путей и т. д.

Соляная кислота представляет собой водный раствор хлороводорода. Для человека концентрации хлороводорода 75—150 мг/м³ непереносимы; 50—75 мг/м³ — переносятся с трудом. Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем. Длительное воздействие хлороводорода вызывает катары верхних дыхательных путей, сопровождается появлением коричневых пятен и эрозий на коронках зубов, изъязвлением слизистой оболочки носа, иногда даже ее прободением. Концентрация 15 мг/м³ поражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз; концентрация 7 мг/м³ подобным эффектом не обладает.

При попадании на кожу обычно возникает серозное воспаление с пузырями; изъязвления появляются лишь при сравнительно длительном контакте. Резкую гиперемию кожи лица вызывает туман соляной К. Метод определения основан на способности солей К. образовывать осадок AgCl при взаимодействии с AgNO₃ с последующей нефелометрией. Чувствительность метода — 3 мкг в анализируемом объеме.

Азотная кислота. Туман чистой HNO₃ раздражает дыхательные пути, может вызвать разрушение зубов, конъюнктивиты и поражения роговицы. При тяжелых отравлениях отмечается отек легких в течение суток; резкая слабость, тошнота, одышка, кашель с обильной (до 1,5 л в день) пенистой лимонно-желтой мокротой; цианоз губ, лица, пальцев рук. Опасное осложнение — вторичный отек легких вследствие острой сердечной недостаточности — через 1—2 недели после отравления. При попадании через рот — желтоватое окрашивание и ожог губ, резкие боли во рту, по ходу пищевода и в желудке, мучительная рвота с примесью крови. Может быть болевой шок, коллапс. Частые осложнения — перфорация желудка, перитонит и пневмония.

При хроническом воздействии по типу астеновегетативного синдрома — желудочно-кишечные расстройства, дистрофия миокарда, токсический гепатит. Отмечаются химические некрозы эмали зубов, патологическая стираемость зубов, болезни пародонта, уменьшение содержания кальция и фосфора в зубной эмали; увеличение кислотности и содержание кислой фосфатазы в слюне. Попадание на кожу приводит к появлению тяжелых ожогов; струп окрашен в желтый цвет.

Серная кислота. Общий характер действия на теплокровных — преимущественно раздражающий эффект при ингаляции и выраженный раздражающий эффект при местной аппликации. В производственных условиях при длительном воздействии вызывает расстройства дыхательных путей. Пороговая концентрация аэрозоля серной К. по изменению зрительной хронаксии составляет 0,73 мг/м³; концентрация 0.3 мг/м³ — недействующая. По восприятию запаха и раздражению слизистой пороговая концентрация 0,6—0,85 мг/м³, по реакции подавления темновой адаптации 0,63—0,73 мг/м³.

При ингаляции тумана серной К. в концентрации 0,5 мг/м³ в течение 10—60 мин неприятные ощущения незначительны. При постепенном увеличении концентрации отмечается раздражение слизистой оболочки носа и гортани, при 3—4 мг/м³ — отчетливый дискомфорт, при 6,0 мг/м³ — резко выраженные неприятные ощущения (явления раздражения), сопротивление легких возрастает на 30—100%.

Острое ингаляционное отравление серной К. сопровождается затруднением дыхания, кашлем, охриплостью; нередко развивается ларингит, трахеит, бронхит. При вдыхании H₂SO₄ в высокой концентрации возникают: рвота, отек гортани, спазм голосовой щели, отек легких, иногда их ожог. Часто наступают явления асфиксии или шок со смертельным исходом. При этом имеют значение концентрация, время контакта, размер частиц аэрозоля и параметры воздушной среды (температура, влажность и др.). Пероральный прием H₂SO₄ вызывает тяжелые местные и общие явления. Смертельная доза при приеме внутрь составляет для человека 5—10 мл.

Хроническое воздействие для людей (рабочие сернокислотных цехов химических комбинатов) аэрозоля H₂SO₄ (концентрация 4,7 мг/м³) приводит к поражению органов дыхания: атрофические явления в слизистой верхних дыхательных путей, пневмосклерозы, хронические бронхиты. Имеются указания на повышенную чувствительность к аэрозолю H₂SO₄ лиц, склонных к астматическим реакциям, а также на высокую степень риска злокачественных поражений дыхательных путей, в частности, гортани, при хроническом ингаляционном воздействии.

При попадании концентрированной H₂SO₄ на кожу и слизистые оболочки возникает сильное жжение. К. быстро проникает внутрь тканей, при этом образуется белый струп, приобретающий затем темно-красный цвет. При попадании капель H₂SO₄ в глаза возникают тяжелые поражения с последующей полной потерей зрения.

Муравьиная кислота. У человека при 500 мг/м³ наблюдается легкое раздражение слизистых оболочек через 3 мин; при 750 мг/м³ — сильное раздражение через 15 с. В производственных условиях при 20—110 мг/м³ — слезотечение, насморк, чихание, охриплость, кашель, боль и чувство стеснения в груди, иногда сухость во рту и глотке, затруднение при приеме твердой пищи, нередко изжога, отрыжка, катары желудка. В крови — лимфоцитоз (34—48%), в моче — соли. Оказывает сильное раздражающее действие при попадании на кожу. Уже 7%-ный раствор вызывает сильное жжение, боль, образование пузырей. Через 2—3 ч после ожога держится краснота, на др. день — пузыри. Ожоги заживают, как правило, быстро и рубцов не оставляют. Однако имеются данные о длительном заживлении ожогов муравьиной К.

Уксусная кислота. Для человека концентрации 2500 мг/м³ переносимы не более 3 мин. Порог ощущения запаха — 0,6 мг/м³; порог рефлекторного изменения световой чувствительности глаза — на уровне 0,29 мг/м³; образования электрокортикального условного рефлекса — 0,29 мг/м³. Хроническое воздействие паров: сначала острые, а затем хронические риниты (гипертрофические и атрофические), фарингиты, ларингиты, а также конъюнктивиты и бронхиты. Концентрации, при которых наблюдались эти явления, близки к 100 мг/м³. Хронический трахеобронхит и конъюнктивит были выявлены в производстве ацетилцеллюлозы при средней концентрации в воздухе 125 мг/м³, иногда до 380—440 мг/м³. Возможны анурия, азотемия. Уксусная К. вызывает ожоги кожи уже в концентрации 30%. Заживление идет быстро. Для глаз опасны растворы уксусной К. начиная с 2%-ного.

Воздействие ангидридов сильных карбоновых К. подобно воздействию соответствующих К.