Hintergrund und Überblick über die Gefahren
Perchlorsäure ist eine der stärksten bekannten Säuren. Bei Raumtemperatur haben wässrige Lösungen bis zu 72 % keine nennenswerte Oxidationskraft, und die ätzenden Eigenschaften sind denen anderer Mineralsäuren sehr ähnlich. Die Oxidationskraft nimmt jedoch mit der Konzentration und der Temperatur zu. Konzentrierte Perchlorsäure (72%), die über 150⁰C erhitzt wird, ist ein starkes Oxidationsmittel und reagiert heftig mit organischem Material, was in der Vergangenheit zu verheerenden Explosionen geführt hat.
Das Monohydrat der Perchlorsäure (85%) ist bei Raumtemperatur ein gutes Oxidationsmittel.
Wasserfreie Perchlorsäure ist sehr instabil, explodiert bei Kontakt mit organischem Material und explodiert spontan bei Raumtemperatur nach einigen Tagen Lagerung. Ihre Herstellung sollte vermieden werden.
Perchlorsäure bildet mit Wasser ein Azeotrop bei einer Konzentration von 72,5% Perchlorsäure. Daher bilden wässrige Lösungen keine wasserfreie Perchlorsäure durch Verdunstung. Gefährliche wasserfreie Perchlorsäure kann sich jedoch bilden, wenn eine wässrige Lösung starken austrocknenden Bedingungen ausgesetzt wird, wie z. B. konzentrierter Schwefelsäure, Essigsäureanhydrid oder Phosphorpentoxid.
Bei erhöhten Temperaturen können die Dämpfe der Perchlorsäure an den Oberflächen der Abzugskanäle kondensieren, wo sie Perchloratsalze bilden, die oft sehr stoßempfindlich sind und eine ernsthafte Explosionsgefahr darstellen.
Perchlorsäure reagiert mit Alkoholen und bestimmten anderen organischen Verbindungen zu hochinstabilen und explosiven Perchloratestern.
Sichere Handhabung
- Tragen Sie beim Umgang mit Perchlorsäure geeignete persönliche Schutzausrüstung (Laborkittel, Schutzbrille und säurefeste Handschuhe).
- Handhaben Sie Perchlorsäure nicht auf einer Holzoberfläche und lassen Sie sie nicht mit oxidierbaren Materialien wie Tüchern, Papiertüchern oder Fett in Berührung kommen. Solche Materialien können leicht entzündlich werden und sich spontan entzünden oder sogar explodieren, nachdem sie Perchlorsäureflüssigkeit oder -dampf absorbiert haben.
- Perchlorsäure nicht starken austrocknenden Bedingungen aussetzen.
- Verdünnen durch Zugabe von Perchlorsäure zu Wasser, nicht durch Zugabe von Wasser zu Säure.
- Wenn perchlorsäurehaltige Lösungen durch einen Papierfilter filtriert werden, sollte der Filter (und der Niederschlag) gründlich mit Wasser gewaschen werden, um alles Perchlorat zu entfernen, bevor man ihn trocknen lässt.
- Konzentrierte Perchlorsäure (>72%) NICHT mit organischen Chemikalien mischen, wenn die Temperaturen über die Umgebungstemperatur steigen könnten.
- Perchlorsäureaufschlüsse und andere Verwendungen bei erhöhten Temperaturen erfordern, dass die Verfahren in einem speziell konstruierten Abzug mit einem Wasserabspritzsystem durchgeführt werden. Dieses System ist erforderlich, um die Bildung von explosiven Perchloraten in den Leitungen zu verhindern.
- Perchlorsäure darf nicht in einem Ölbad erhitzt werden. Verwenden Sie ein Sandbad, einen Heizmantel oder eine Heizplatte.
Wenn Sie wissen oder vermuten, dass Perchlorsäureaufschlüsse in einem Abzug durchgeführt wurden, der nicht speziell für Perchlorsäure ausgelegt ist, informieren Sie Facilities and Services über den Standort des Abzugs.
Verfahren bei Notfällen
Versehentliche Exposition
Hautkontakt
Betroffene Haut sofort mit reichlich Wasser ca. 15 Minuten lang abspülen; falls erforderlich, die Notdusche benutzen. Verunreinigte Kleidung entfernen.
Augenkontakt
Mit der Augenspülung das Auge mindestens 15 Minuten lang gründlich ausspülen, dabei gelegentlich die oberen und unteren Augenlider anheben und die Augäpfel rollen.
Einatmen
Sofort an die frische Luft bringen.
Verschlucken
Kein Erbrechen herbeiführen. Mund mit Wasser ausspülen.
Wenn die Symptome nach den Erste-Hilfe-Maßnahmen weiter bestehen, sofort einen Arzt aufsuchen. Legen Sie dem medizinischen Team das Sicherheitsdatenblatt (SDS) für Perchlorsäure vor.
Verschüttungen
Verschüttungen von Perchlorsäure müssen gründlich gereinigt werden; eingetrocknete Säurereste können in Zukunft unerwartete Explosionen verursachen. Die verschüttete Säure sollte sofort mit Natriumbicarbonat oder einem anderen anorganischen Säureneutralisator neutralisiert werden. Kehren Sie die neutralisierte Verschüttung mit einem nicht brennbaren Material auf und reinigen Sie dann den Verschüttungsbereich gründlich mit Wasser.
Verwenden Sie KEINE Lappen, Papiertücher oder Sägemehl, um verschüttete Perchlorsäure aufzusaugen. Solche Materialien können sich nach dem Austrocknen spontan entzünden. Ebenso können Verschüttungen auf Holz eine Brandgefahr darstellen, nachdem die Flüssigkeit getrocknet ist.
Im Falle eines Brandes ist das beste Löschmittel Wasser.
Lagerung
Perchlorsäure zusammen mit anderen anorganischen Säuren und entfernt von organischen Chemikalien und Reduktionsmitteln, insbesondere Alkoholen, Glycerin und Hypophosphiten, lagern. Die Behälter sollten in einem Sekundärcontainer gelagert werden, der vorzugsweise aus Glas, Porzellan, Keramik oder einem anderen nicht absorbierenden, nicht brennbaren Material besteht.
Beschränken Sie die gelagerten Mengen auf das, was für die nächsten 6-12 Monate benötigt wird; lagern Sie Perchlorsäure nicht über längere Zeiträume.
Flaschen mit verfärbten Perchlorsäurelösungen sofort entsorgen.
Melden Sie DRS, wenn sich Kristalle um den Flaschenhals und den Deckel gebildet haben.
Entsorgung
Sammeln Sie alle Perchlorsäure und kontaminierten Abfälle und entsorgen Sie sie über DRS. Die UI-Codes sind 587 für Perchlorsäure und 50043 für mit Perchlorsäure kontaminierte Abfälle.
Schilt, A. A. Perchloric acid and perchlorates, G. F. Smith Chemical Company: Columbus, OH, 1979.
Muse, L. A. Safe Handling of Perchloric acid in the Laboratory, J. Chem Educ. 1972, 49, A463-A464.
Furr, A. K., CRC Handbook of Laboratory Safety, 4th ed.; CRC Press LLC: Boca Raton, Florida, 1995.
NRC (National Research Council). Prudent Practices in the Laboratory. Handling and Management of Chemical Hazards. National Academy Press: Washington, DC, 2011.
Pitt, M. J. In Bretherick’s Handbook of Reactive Chemical Hazards, 6. Aufl.; Urben, P. G. Ed.; Butterworth-Heinemann Ltd: Oxford, 1999; Vol. 1, pp 1352-1364.