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Manuseio seguro de ácidos minerais
 
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Manuseio seguro de ácidos minerais

Overview

Fonte: Robert M. Rioux & Taslima A. Zaman, Universidade Estadual da Pensilvânia, University Park, PA

Um ácido mineral (ou ácido inorgânico) é definido como um ácido solúvel em água derivado de minerais inorgânicos por reação química em oposição a ácidos orgânicos (por exemplo, ácido acético, ácido fórmico). Exemplos de ácidos minerais incluem:

Ácido bórico (CAS No.10043-35-3)
Ácido cômico (CAS No.1333-82-0)
Ácido clorídrico (CAS No.7647-01-0)
Ácido fluorídrico (CAS nº 7664-39-3)
Ácido nítrico (Nº 7697-37-2)
Ácido polemóico (CAS nº 7601-90-3)
Ácido fosfórico (CAS No.7664-38-2)
Ácido sulfúrico (CAS No.7664-93-9)

Ácidos minerais são comumente encontrados em laboratórios de pesquisa e sua natureza corrosiva os torna um risco significativo de segurança. Por serem reagentes importantes no laboratório de pesquisa e muitas vezes não possuem substitutos, é importante que sejam tratados adequadamente e com cuidado. Alguns ácidos são até sensíveis ao choque e sob certas condições podem causar explosões (ou seja,sais de ácido percloro).

Principles

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Os ácidos minerais são corrosivos e, se os ácidos forem inalados, podem ser destrutivos para os tecidos mucosos da membrana e do trato respiratório superior, o que causaria queima da garganta e nariz, tosse, chiado, falta de ar e edema pulmonar (retenção de água). O contato com a pele causa queimaduras e o contato visual pode até causar cegueira. A ingestão pode causar danos permanentes ao trato digestivo, enquanto o contato com a pele, olhos, trato respiratório e trato digestivo causa queimaduras e irritação.

Ao diluir os ácidos, adicione o ácido à água lentamente e em pequenas quantidades para evitar grandes quantidades de liberação de calor durante a mistura. Nunca use água quente ou adicione água ao ácido. Grandes quantidades de calor podem ser liberadas, fazendo com que a solução ferva vigorosamente e espirrar ácido para fora do recipiente. Use EPI apropriado ao misturar ou diluir um ácido.

Este documento fornece diretrizes gerais para o uso e manuseio de ácidos minerais apenas por classe de risco, e não se aplica ao manuseio seguro do ácido fluorídrico, onde instruções especiais aprovadas pelo principal pesquisador devem ser seguidas. Deve-se tomar cuidado extra ao manusear e usar ácido fluorídrico porque 1) dissolve a maioria dos materiais, incluindo vidro e cerâmica, por isso deve ser armazenado usando polietileno e 2) é altamente tóxico, causando queimaduras graves, onde sintomas dolorosos ou visíveis podem ser atrasados em 8h ou mais.

O ácido nítrico é um oxidante forte que reage com a maioria dos metais, evoluindo gás hidrogênio ou óxidos de nitrogênio dependendo da concentração e do metal. Não dissolve ouro ou platina. O ácido sulfúrico é reativa da água, e o ácido sulfúrico concentrado reage violentamente com muitos produtos químicos orgânicos que levam à evolução do gás. O ácido clorídrico reage com ácido nítrico para formar aqua regia, o que faz com que os vapores marrons evoluam, que consistem em óxidos tóxicos de nitrogênio.

Em alguns casos, várias diretrizes podem ser aplicadas para o uso de um produto químico (por exemplo, o uso preventivo de benzeno como líquido inflamável e um cancerígeno se aplicaria). Consulte a ficha técnica de segurança (SDS) para obter o ácido mineral específico antes de usá-lo. Se não for possível seguir as diretrizes mencionadas neste documento, o principal investigador deve desenvolver um procedimento operacional padrão alternativo que forneça um nível equivalente de segurança. Pode haver casos em que o nível de segurança precisará ser ainda mais rigoroso.

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Procedure

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1. Controles de engenharia

  1. Os ácidos minerais devem ser manuseados em um capô de fumaça química com a faixa puxada para baixo entre o peito e o que está sendo trabalhado no capô. A altura da faixa deve ser aquela que proporciona uma segurança ideal, permitindo que se execute tarefas de forma livre.
  2. Concentração de 3 M (M = molar) ou menos pode ser manuseada em uma parte superior do banco, lembrando que eles ainda são corrosivos.
  3. Use recipientes secundários quando possível.

2. Equipamento de Proteção Individual (EPI)

  1. Os óculos de respingo químico e/ou um escudo facial devem ser usados se trabalharem fora de um capô de fumaça, ou se a faixa não for puxada para a altura adequada devido a razões experimentais de configuração.
  2. Ao usar ácido fluorídrico, use luvas de borracha de neoprene ou butyl grossas. Para outros ácidos use luvas duplas de nitrito, neoprene ou PVC (vinil). Substitua as luvas sempre que ocorrer um respingo.
  3. O pessoal deve usar jalecos de trajes de laboratório similarmente apropriados com resistência química ao ácido(s) sendo usado. Os jalecos ou aventais compostos por borracha, neoprene ou polivinylcloide (PVC) são apropriados. Os jalecos à base de algodão ou poliéster absorvem facilmente líquidos e não são recomendados.
  4. Roupas protetoras com mangas compridas e calças de comprimento integral devem ser usadas, juntamente com calçados de dedo fechado.

3. Precauções adicionais

  1. Reações com metais geram gás hidrogênio, que pode ser inflamável e potencialmente explosivo.
  2. Não misture ácido nítrico com orgânicos, o que pode causar uma explosão ou incêndio.
  3. O contato da pele com ácido fluorídrico leva a queimaduras químicas, danos graves nos tecidos, podendo até levar à dissolução óssea se não for tratado imediatamente. No caso do ácido fluorídrico entrar em contato com a pele ou tecido, lave a área de contato com água tépida por 5 minutos, aplique gluconato de cálcio para combater os efeitos e, em seguida, procure atendimento médico. O aparecimento do efeito(s) do ácido fluorídrico pode ser adiado em até 8 h. É especialmente importante procurar atendimento médico para qualquer queimadura de HF por causa desses efeitos atrasados. HF essencialmente dissolve sua estrutura óssea, portanto deve ser manuseada com muito cuidado.

4. Armazenamento

  1. Os recipientes de ácido mineral devem ser armazenados em um armário corrosivo (ácido) aprovado. Este armário deve ser claramente rotulado como contendo ácidos. Quantidades de ácido inferiores a 1 L devem ser armazenadas a qualquer momento.
  2. Os ácidos minerais são quimicamente incompatíveis com bases, agentes oxidantes, materiais orgânicos e combustíveis, e devem ser armazenados separadamente. As práticas adequadas de armazenamento são para separar ácidos de outros ácidos armazenados dentro do mesmo gabinete usando contenção secundária. O recipiente secundário deve ser construído de polietileno, PYREX ou Nalgene.
  3. Ácidos minerais fortes não devem ser armazenados no mesmo armário.
  4. Evite armazenar ácidos em prateleiras metálicas, ou use recipientes secundários feitos de plástico ou em caso de ácido fluorídrico, polietileno.
  5. Se os ácidos minerais devem ser transferidos para recipientes de trabalho menores, certifique-se de que o recipiente é compatível com o ácido e rotulado com todas as informações necessárias que estão nos rótulos permanentes ou de recipientes dos fabricantes. O rótulo de contêiner permanente ou dos fabricantes deve atender ao padrão de Comunicação de Risco da OSHA [29 CFR 1910.1200(f)(1)] fornecendo as seguintes informações:
    • Identidade química e avisos de perigo adequados.
    • Os avisos de perigo devem fornecer o reconhecimento imediato da saúde primária e/ou dos perigos físicos usando pictogramas, palavras de sinal e declarações de precaução. O rótulo de perigo também deve ser permanente, legível e escrito em inglês.
    • Nome, endereço e número de telefone do fabricante químico, importador ou outra parte responsável.
  6. Os estoques de ácido só devem ser tão grandes quanto o que pode ser armazenado com segurança em laboratório.
  7. Manuseie sempre ácidos minerais em uma capa de fumaça química que funcione corretamente. Certifique-se de que a faixa está funcionando corretamente, o gerenciamento de exaustão é apropriado e verificado recentemente. Além disso, pratique uma boa limpeza no capô antes de utilizar o ácido mineral. Remova materiais incompatíveis e garanta que a desordem no capô seja reduzida ou eliminada a um nível que permita manuseio e manipulação seguros.
  8. Os recipientes devem ser mantidos eretos e fechados o tempo todo, e armazenados em um local seco e bem ventilado, idealmente em um armário corrosivo (ácido). Quando abertos, os recipientes devem ser recados para evitar derramamentos.
  9. Armazene e mangue para longe das fontes de ignição e evite calor e choque ou atrito.

5. Procedimentos de Emergência

  1. Exposições/Contato Não Intencional
    1. Em caso de contato com a pele, remova imediatamente as roupas contaminadas e enxágue completamente a parte do corpo afetada com água por pelo menos 15 minutos.
    2. Em caso de exposição ácida aos olhos, enxágue imediatamente os olhos com uma quantidade significativa de água por um mínimo de 15 minutos, e, em seguida, prontamente procure atendimento médico.
    3. No caso de grandes quantidades de inalação de vapor, mova a pessoa afetada para o ar fresco e entre em contato com o pessoal médico apropriado.
    4. No caso de ingestão, procure imediatamente atendimento médico.
  2. Derramamentos
    1. No caso de um derramamento químico, quanto mais cedo for controlado, menos danos poderá causar. Como o derramamento é controlado, o derramamento também deve ser contido em uma área tão pequena quanto possível e impedido de se espalhar ainda mais.
    2. O derramamento deve ser limpo imediatamente. Os laboratórios que necessitam do manuseio de ácidos minerais devem ter kits de derramamento prontamente disponíveis.
    3. Pode ser necessária descontaminação ou neutralização, para a qual recomenda-se bicarbonato de sódio sólido ou carbonato de cálcio. O derramamento pode ser coberto com o neutralizador de ácido e, em seguida, varrido com almofadas absorventes ou uma vassoura. Se isso for tratado por um investigador de laboratório, recomenda-se consulta quanto ao nível adequado de EPI. Um procedimento operacional padrão (SOP) deve ser desenvolvido para lidar com esse tipo de problemas de segurança em laboratório antes de qualquer trabalho experimental que exija o uso de ácido mineral.
    4. Em caso de um grande derramamento, evacue a área imediatamente alertando outros, e ligue para o 911. Certifique-se de que alguém está perto do local para fornecer informações aos respondentes. Tenha as informações do produto e a ficha técnica de segurança (SDS) disponíveis.
    5. Todos os derramamentos, menores ou grandes, devem ser reportados às agências reguladoras competentes. A Saúde e Segurança Ambiental (EHS) realiza todas as notificações regulatórias e verifica que a limpeza do derramamento atende aos requisitos e normas regulamentares.

6. Descarte de resíduos

  1. Os resíduos ácidos devem ser mantidos separados de outros materiais residuais e utilizados com recipientes secundários.
  2. Verifique periodicamente as soluções de resíduos para a evolução do gás e evite recipientes super pressurizados, que podem entrar em erupção violenta.
  3. Descarte resíduos através do sistema de gerenciamento de resíduos químicos da sua organização.
  4. Se a solução de resíduos não contiver metais perigosos, pode ser considerada a neutralização elementar. Os resíduos ácidos podem ser despejados em uma grande quantidade de gelo (500 g de gelo por 100 mL de ácido) e neutralizados com uma solução básica aquosa, como 1 M ou 10% hidróxido de sódio (NaOH) ou bicarbonato de sódio saturado (NaHCO3) em água até que o pH seja neutro. A solução neutralizada pode então ser derramada pelo ralo.
  5. Se a solução de resíduos contiver metais perigosos como ouro, platina, chumbo ou cromo, a solução deve ser rotulada e descartada através do sistema de gerenciamento de resíduos químicos.

Os ácidos minerais derivados de materiais inorgânicos são amplamente utilizados em laboratórios de pesquisa, bem como na indústria química. Devido às suas propriedades perigosas é importante aprender a lidar com esses produtos químicos com segurança.

A maioria dos ácidos minerais variam de ácidos muito fortes, como ácido clorídrico, sulfúrico e nítrico, a ácidos fortes, como ácidos fosfóricos, hidrofluoricos e bóricos. Estes ácidos são muito corrosivos.

Além disso, ácidos minerais como ácido nítrico e ácido sulfúrico são agentes oxidantes fortes e podem reagir violentamente causando explosões.

Este vídeo ilustrará a natureza perigosa dos ácidos minerais, como manusear, descartar e armazenar esses produtos químicos com segurança; e o que fazer em caso de emergência, como contato com a pele ou derramamento.

Para entender por que o manuseio seguro de ácidos minerais é importante e quais precauções de segurança devem ser seguidas, vamos primeiro dar uma olhada mais de perto na natureza perigosa dos ácidos minerais.

Como mencionado anteriormente, os ácidos minerais são corrosivos e causarão irritação e danos ao tecido humano. Se inalado, o ácido reagirá com a membrana mucosa do trato respiratório resultando em tosse, queima da garganta e, possivelmente, edema pulmonar. A ingestão pode causar danos graves do trato digestivo, enquanto o contato com a pele pode levar a queimaduras e contato visual à cegueira.

Se queremos garantir um manuseio seguro de ácidos minerais, precisamos entender sua reatividade e propriedades. Ácidos oxidantes como ácido nítrico, ou aqua regia, reagirão com metais e podem liberar gases tóxicos ou explosivos, por exemplo, dióxido de nitrogênio ou hidrogênio.

Além de ser um oxidante forte, o ácido sulfúrico também desidrata propriedades e reagirá violentamente com compostos orgânicos, como o açúcar doméstico. A reação é altamente exotérmica e rende em carbono, água, dióxido de enxofre e gás carbônico. O calor liberado durante a reação faz com que a água ferva, o que pode levar a queimaduras.

Agora que sabemos sobre as propriedades perigosas dos ácidos minerais, vamos aprender a lidar com eles com segurança para que não causemos nenhum acidente.

Enquanto trabalha com ácidos minerais, use sempre equipamentos de proteção individual adequados, ou EPI, que inclui óculos de segurança ou um escudo facial. Além disso, mangas compridas e calças de comprimento integral devem ser usadas junto com sapatos de dedo fechado.

Além disso, use um avental reutilizável ou descartável ou jaleco feito de borracha, neoprene ou PVC. Os tradicionais jalecos de algodão-poliéster podem absorver prontamente os ácidos minerais em caso de derramamento e não são recomendados.

Use sempre luvas duplas de nitrito, neoprene ou PVC quando trabalhar com ácidos minerais. Lembre-se de substituir luvas sempre que ocorrer um respingo.

Os ácidos minerais devem ser manuseados em uma capa de fumaça química que funcione corretamente, que são desordenadas e materiais incompatíveis. A faixa do capô de fumaça deve fornecer uma segurança ideal, permitindo a execução da tarefa de forma sem ônus.

Ácidos minerais com concentrações de 3 molares ou menos podem ser manuseados em uma parte superior do banco. Lembre-se, esses ácidos ainda são corrosivos.

Ao transferir ácidos de uma garrafa grande para um béquer use recipientes secundários para segurar o recipiente menor.

Neste ponto você aprendeu a se proteger ao trabalhar com ácidos minerais. Agora vamos aprender a usar, descartar e armazenar esses produtos químicos com segurança.

Muitos ácidos reagirão exotermicamente após a diluição com água. Nunca adicione água ao ácido; sempre adicione pequenas quantidades de ácido à água. Caso contrário, o calor liberado poderia trazer a solução para ferver e espirrar ácido para fora do recipiente.

Lembre-se de nunca misturar ácido nítrico com materiais orgânicos. O ácido nítrico é um oxidante forte e pode reagir violentamente com materiais orgânicos que levam a explosões ou fogo.

Além disso, sempre informe-se sobre os riscos à segurança ao trabalhar com ácidos minerais. As diretrizes de segurança podem ser encontradas nas folhas de dados de segurança fornecidas pelos fornecedores químicos.

Toda vez que você trabalha com ácidos você precisa garantir o descarte adequado de qualquer resíduo. Qualquer resíduo de ácido mineral deve ser mantido separado dos resíduos orgânicos e descartado através do sistema de gerenciamento de resíduos químicos da organização. O contêiner de resíduos deve ser rotulado de acordo com a regulamentação da EH&S, incluindo informações de contato, conteúdo, riscos, bem como data de início e término.

Além disso, o recipiente de resíduos deve ser idealmente equipado com um funil de segurança regulador de pressão ou verificado periodicamente para evolução do gás. Evite recipientes sobre-pressurizados, que podem entrar em erupção violenta. Guarde sempre o recipiente de lixo em um recipiente secundário, como uma lixeira de plástico.

Alternativamente, os resíduos ácidos podem ser descartados no ralo, mas você tem que ter certeza de que a solução de resíduos não contém metais. Os resíduos ácidos devem ser neutralizados a partir da diluição usando água gelada.

Seguido pela adição de uma solução básica aquosa, como hidróxido de sódio de 1 M ou bicarbonato de sódio saturado até que o pH seja neutro. A solução neutralizada pode então ser derramada pelo ralo.

Recipientes de ácido mineral devem ser armazenados juntos em um armário ácido. Este armário deve ser rotulado como Ácidos Inorgânicos. Devido à sua natureza corrosiva, os ácidos minerais devem, preferencialmente, não ser armazenados em um armário de metal ou prateleira.

Se possível, deve ser utilizado um recipiente secundário feito de plástico, especialmente para ácidos nítricos.

Além disso, os ácidos minerais não devem ser armazenados em conjunto com bases, agentes oxidantes, materiais orgânicos e combustíveis. Todos os recipientes devem ser armazenados eretos em um lugar seco e bem ventilado longe das fontes de calor ou ignição.

Além disso, o ácido nítrico, que é um oxidante forte, deve ser armazenado separadamente em um recipiente secundário quimicamente resistente feito de polietileno, PYREX ou Nalgene.

Se um ácido mineral tiver que ser transferido para um recipiente menor, certifique-se de que o recipiente seja compatível com ácido e exiba claramente uma etiqueta que corresponda às informações do rótulo do fabricante.

Agora você aprendeu a trabalhar com segurança com ácidos minerais. No entanto, é importante que você também se familiarize com procedimentos cruciais em caso de emergência.

Em caso de contato com a pele, remova imediatamente as roupas contaminadas e enxágue bem com água por pelo menos 15 minutos.

Em caso de exposição ocular, enxágue imediatamente os olhos com quantidade abundante de água por pelo menos 15 minutos e, em seguida, procure prontamente atendimento médico.

Em caso de grande quantidade de inalação de vapor, mova a pessoa para o ar fresco e, em seguida, procure atendimento médico. Se o ácido mineral for ingerido, procure imediatamente atendimento médico.

Em caso de um pequeno derramamento químico, limpe a área circundante imediatamente e tente controlar o derramamento de se espalhar ainda mais. Use um kit de derramamento para limpar o derramamento, que é um material absorvente que pode ser varrido com uma vassoura. Mais descontaminação e neutralização podem ser necessárias usando bicarbonato de sódio sólido ou carbonato de cálcio.

Em caso de um grande derramamento, evacuem a área imediatamente alertando outros e ligue para o 911. Certifique-se de que alguém está perto do local para fornecer informações sobre o produto químico derramado e o acidente. Tenha as informações do produto e a ficha técnica de segurança (SDS) disponíveis. Todos os derramamentos devem ser reportados à agência de Saúde Ambiental e Segurança (EH&S) que regula os requisitos e normas.

Agora você aprendeu a lidar com a maioria dos ácidos minerais e responder em caso de emergência, no entanto, você tem que ser muito cuidadoso ao manusear ácido fluorídrico.

O ácido fluorídrico não é como a maioria dos outros ácidos minerais. Não só é altamente corrosivo, mas também reage com a maioria dos materiais, até mesmo vidro e cerâmica.

Além disso, o ácido fluorídrico é muito tóxico e pode penetrar na pele. Uma vez absorvido, ele reage com íons de cálcio e magnésio no corpo causando danos no tecido e queimaduras químicas. Portanto, além de EPI normal, luvas especiais feitas de neoprene, ou borracha de butyl grossa, devem ser usadas.

Em caso de contato com a pele, a área é lavada com água por pelo menos 15 minutos e, em seguida, tratada com colaconato de cálcio para ligar íons flúor. Procure atendimento médico imediato.

Você acabou de ver o vídeo de JoVE sobre o manuseio seguro de ácidos minerais. Agora você deve entender os perigos dos ácidos minerais, as precauções de segurança apropriadas durante o uso, descarte e armazenamento desses produtos químicos. Além disso, você também deve saber o que fazer em caso de emergência como um contato com a pele ou um derramamento. Como sempre, obrigado por assistir.

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O uso de ácidos minerais em laboratórios implica riscos consideráveis à saúde e à segurança, mas com o manuseio adequado, os perigos potenciais podem ser mitigados. Embora uma diretriz básica seja fornecida aqui, este documento não se aplica ao manuseio seguro do ácido fluorídrico e instruções especiais aprovadas pelo principal investigador devem ser seguidas. Os riscos podem variar de acordo com experimentos ou laboratórios, que devem ser avaliados cuidadosamente para reduzir as chances de acidentes laboratoriais.

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References

  1. University of Illinois at Urbana-Champaign Division of Research Safety: Mineral Acids at https://www.drs.illinois.edu/SafetyLibrary/MineralAcids#
  2. Central Washington University Laboratory Standard Operating Procedure for: Mineral Acids at https://www.cwu.edu/facility/sites/cts.cwu.edu.facility/files/documents/Mineral%20Acid%20SOP.pdf
  3. Eastern Washington University Standard Operating Procedure for Mineral Acids at https://access.ewu.edu/Documents/HRRR/ehs/Procedures/Mineral%20Acids.pdf
  4. Resource Conservation and Recovery Act (RCRA) Regulations at https://www.epa.gov/rcra/resource-conservation-and-recovery-act-rcra-regulations#haz
  5. Penn State EHS Chemical and Oil Spill/Release Clean-Up and Reporting Requirements at http://legacy.ehs.psu.edu/envprot/SpillReporting.pdf
  6. Occupational Health and Safety (OSHA) Hazard Communication (Standard-29 CFR 1910.1200(f)(1)] at https://www.osha.gov/Publications/laboratory/OSHAquickfacts-lab-safety-labeling-chemical-transfer.pdf
  7. The University of Iowa EHS Chemical Storage: Nine Compatible Storage Group System at https://ehs.research.uiowa.edu/chemical-storage-nine-compatible-storage-group-system
  8. The University of Maine Storage of Chemicals in Laboratories at http://chemistry.umeche.maine.edu/Safety/Storage.html

Transcript

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