ف. وليام سندرمان الابن.

الحدوث والاستخدامات

مركبات الكربونيل المعدنية لها الصيغة العامة Me_x(ثاني أكسيد الكربون)_y، وتتكون من مزيج من المعدن (Me) مع أول أكسيد الكربون (CO). يتم سرد الخصائص الفيزيائية لبعض مركبات الكربونيل المعدنية في الجدول 1. معظمها عبارة عن مواد صلبة في درجات الحرارة العادية ، لكن كربونيل النيكل ، وخماسي كربونيل الحديد والروثينيوم بنتاكربونيل عبارة عن سوائل ، وكوبالت هيدروكربونيل غاز. تركز هذه المقالة على كربونيل النيكل ، والذي ، بسبب تقلبه وسميته الاستثنائية وأهميته الصناعية ، يستحق اهتمامًا خاصًا فيما يتعلق بعلم السموم المهنية. نظرًا لأن الحديد الخماسي الكربوني والكوبالت الهيدروكربوني لهما أيضًا ضغوط بخار عالية وإمكانية تكوين غير مقصود ، فإنهما يستدعيان اعتبارًا جادًا كمواد سامة مهنية محتملة. تتفاعل معظم مركبات الكربونيل المعدنية بقوة مع الأكسجين والمواد المؤكسدة ، وبعضها يشتعل تلقائيًا. عند التعرض للهواء والضوء ، يتحلل كربونيل النيكل إلى أول أكسيد الكربون وجسيمات معدن النيكل ، ويتحلل الكوبالت الهيدروكربوني إلى الكوبالت أوكتاكربونيل والهيدروجين ، ويتحلل خماسي الكربونيل الحديد إلى الحديد غير الكربوني وأول أكسيد الكربون.

الجدول 1. الخصائص الفيزيائية لبعض مركبات الكربونيل المعدنية

* يبدأ التحلل عند درجة الحرارة الموضحة.

المصدر: مقتبس من موجز وآخرون. 1971.

تُستخدم مركبات الكربونيل المعدنية في عزل معادن معينة (مثل النيكل) من الخامات المعقدة ، لإنتاج الفولاذ الكربوني ، وللتعدين عن طريق ترسيب البخار. كما أنها تستخدم كمحفزات في التفاعلات العضوية (على سبيل المثال ، هيدروكربونيل الكوبالت or كربونيل النيكل في أكسدة الأوليفين. أوكتاكاربونيل الكوبالت لتركيب الألدهيدات. كربونيل النيكل لتخليق استرات الأكريليك). خماسي كربوني الحديد يستخدم كمحفز للتفاعلات العضوية المختلفة ، ويتحلل لصنع مسحوق ناعم ، وحديد نقي للغاية (ما يسمى بحديد الكربونيل) ، والذي يستخدم في صناعات الكمبيوتر والإلكترونيات. ميثيكلوبنتاديينيل المنغنيز تريكاربونيل (MMT) (CH₃C₅H₄Mn (أول أكسيد الكربون)₃) هو مادة مضافة لمضاد الطقطقة للبنزين وقد تمت مناقشته في مقالة "المنغنيز".

المخاطر الصحية

تعتمد سمية الكربونيل المعدني على سمية أول أكسيد الكربون والمعدن الذي يُشتق منه ، بالإضافة إلى تقلب الكربونيل نفسه وعدم استقراره. الطريق الرئيسي للتعرض هو الاستنشاق ، ولكن يمكن أن يحدث امتصاص الجلد مع مركبات الكربونيل السائلة. السمية الحادة النسبية (LD₅₀ بالنسبة للجرذ) من كربونيل النيكل ، هيدروكربونيل الكوبالت ، وخماسي كربونيل الحديد يمكن التعبير عنه بنسبة 1: 0.52: 0.33. يؤدي استنشاق الحيوانات التجريبية لهذه المواد إلى التهاب رئوي خلالي حاد ، مع وذمة رئوية وتلف في الشعيرات الدموية ، فضلاً عن إصابة الدماغ والكبد والكليتين.

انطلاقا من الأدبيات المتفرقة حول سميتها ، نادرا ما يشكل الكوبالت الهيدروكربوني والحديد البنتاكربونيل مخاطر صحية في الصناعة. لا شيء أقل من ذلك ، يمكن تشكيل خماسي الكربونيل الحديد عن غير قصد عند تخزين أول أكسيد الكربون ، أو خليط غاز يحتوي على أول أكسيد الكربون ، تحت ضغط في أسطوانات فولاذية أو تغذيته من خلال أنابيب فولاذية ، عند إنتاج غاز مضيء عن طريق إعادة تشكيل البترول ، أو عند نقل اللحام بالغاز خارج. يمكن أن يؤدي وجود أول أكسيد الكربون في تصريفات الانبعاثات من أفران الصهر وأفران القوس الكهربائي وأفران القبة أثناء صناعة الفولاذ إلى تكوين خام خماسي كربوني الحديد.

إجراءات السلامة والصحة

احتياطات خاصة إلزامية في تخزين الكربونيل المعدنية ؛ يجب أن تتم آلية مناولتها إلى أقصى درجة ، ويجب تجنب صبها قدر الإمكان. يجب تطهير الأوعية والأنابيب بغاز خامل (مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون) قبل فتحها ، كما يجب حرق بقايا الكربونيل أو تحييدها بماء البروم. في حالة وجود خطر استنشاق ، يجب تزويد العمال بأجهزة تنفس جوي أو جهاز تنفس مستقل. يجب أن تكون ورش العمل مزودة بتهوية سفلية.

نيكل كاربونيل

نيكل كربونيل (Ni (CO)₄) يستخدم بشكل أساسي كوسيط في عملية Mond لتكرير النيكل ، ولكنه يستخدم أيضًا للطلاء بالبخار في الصناعات المعدنية والإلكترونية وكمحفز لتخليق مونومرات الأكريليك في صناعة البلاستيك. يمكن أن يحدث التكوين غير المقصود لكربونيل النيكل في العمليات الصناعية التي تستخدم محفزات النيكل ، مثل تغويز الفحم وتكرير البترول وتفاعلات الهدرجة ، أو أثناء ترميد الأوراق المطلية بالنيكل والتي تُستخدم في أشكال الأعمال الحساسة للضغط.

المخاطر

يؤدي التعرض الحاد والعرضي للعمال لاستنشاق كربونيل النيكل إلى ظهور أعراض فورية خفيفة وغير نوعية ، بما في ذلك الغثيان والدوار والصداع وضيق التنفس وألم في الصدر. عادة ما تختفي هذه الأعراض الأولية في غضون ساعات قليلة. بعد 12 إلى 36 ساعة ، وأحيانًا لمدة 5 أيام بعد التعرض ، تظهر أعراض رئوية حادة ، مصحوبة بسعال ، وضيق في التنفس ، وعدم انتظام دقات القلب ، وزراق ، وضعف عميق وغالبًا أعراض معدية معوية. حدثت وفيات بشرية بعد 4 إلى 13 يومًا من التعرض لكربونيل النيكل ؛ نتجت الوفيات عن التهاب رئوي خلالي منتشر أو نزيف دماغي أو وذمة دماغية. بالإضافة إلى الآفات المرضية في الرئتين والدماغ ، تم العثور على آفات في الكبد والكلى والغدة الكظرية والطحال. في المرضى الذين نجوا من التسمم الحاد بالنيكل كربونيل ، غالبًا ما يتسبب القصور الرئوي في نقاهة طويلة الأمد. النيكل كربونيل مادة مسرطنة وماسخة في الجرذان. صنف الاتحاد الأوروبي كربونيل النيكل على أنه مادة مسخية للحيوان. تشكل العمليات التي تستخدم كربونيل النيكل مخاطر كارثية ، حيث يمكن أن تحدث الحرائق والانفجارات عندما يتعرض كربونيل النيكل للهواء أو الحرارة أو اللهب أو المؤكسدات. يحدث تحلل كربونيل النيكل مصحوبًا بمخاطر سامة إضافية ناتجة عن استنشاق نواتج التحلل وأول أكسيد الكربون وجسيمات معدن النيكل الدقيقة.

التعرض المزمن للعمال لاستنشاق تركيزات منخفضة من الكربونيل في الغلاف الجوي (0.007 إلى 0.52 ملغم / م XNUMX)³) يمكن أن يسبب أعراضًا عصبية (مثل الأرق ، والصداع ، والدوخة ، وفقدان الذاكرة) ومظاهر أخرى (مثل ضيق الصدر ، والتعرق المفرط ، والثعلبة). لوحظ وجود شذوذ في تخطيط كهربية الدماغ وارتفاع نشاط أوكسيديز أحادي الأمين في المصل لدى العمال الذين يعانون من التعرض المزمن لكربونيل النيكل. لوحظ وجود تأثير تآزري لتدخين السجائر والتعرض لكربونيل النيكل على تواتر تبادل الكروماتيدات الشقيقة في التقييم الوراثي الخلوي للعمال الذين يعانون من التعرض المزمن لكربونيل النيكل.

إجراءات السلامة والصحة

منع الحرائق والانفجارات. بسبب قابليته للاشتعال وميله للانفجار ، يجب تخزين كربونيل النيكل في حاويات مغلقة بإحكام في مكان بارد وجيد التهوية ، بعيدًا عن الحرارة والمؤكسدات مثل حامض النيتريك والكلور. يجب حظر اللهب ومصادر الاشتعال في أي مكان يتم فيه تداول أو استخدام أو تخزين النيكل كربونيل. يجب نقل كربونيل النيكل في اسطوانات فولاذية. رغوة أو مادة كيميائية جافة أو أول أكسيد الكربون₂ يجب استخدام طفايات الحريق لإطفاء كربونيل النيكل المحترق ، بدلاً من مجاري المياه ، التي قد تشتت وتنتشر النار.

حماية الصحة. بالإضافة إلى تدابير المراقبة الطبية الموصى بها لجميع العمال المعرضين للنيكل ، يجب أن يخضع الأشخاص المعرضون المهني لكربونيل النيكل لمراقبة بيولوجية لتركيز النيكل في عينات البول بشكل منتظم ، شهريًا في العادة. يجب أن يكون لدى الأشخاص الذين يدخلون الأماكن الضيقة حيث من المحتمل أن يتعرضوا لكربونيل النيكل جهاز تنفس قائم بذاته وحزمة مناسبة مع شريان حياة يتولى رعايته موظف آخر خارج المكان. تشمل الأدوات التحليلية للرصد الجوي المستمر لكربونيل النيكل (أ) مطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه ، (ب) أجهزة الاستشراب بالبلازما و (ج) أجهزة الكشف عن الإشعاع الكيميائي. يمكن أيضًا تحليل عينات الغلاف الجوي لكربونيل النيكل عن طريق (د) كروماتوغرافيا الغاز ، (هـ) قياس طيف الامتصاص الذري و (و) إجراءات قياس الألوان.

علاج او معاملة. يجب إزالة العمال المشتبه في تعرضهم بشدة لكربونيل النيكل على الفور من موقع التعرض. يجب إزالة الملابس الملوثة. يجب إعطاء الأكسجين وإبقاء المريض في حالة راحة حتى يراه الطبيب. يتم حفظ كل إفراغ للبول لتحليل النيكل. ترتبط شدة التسمم الحاد بالكربونيل بالنيكل بتركيزات النيكل في البول خلال الأيام الثلاثة الأولى بعد التعرض. تصنف حالات التعرض على أنها "معتدلة" إذا كانت العينة الأولية من البول التي تبلغ مدتها 3 ساعات تحتوي على تركيز نيكل أقل من 8 ميكروغرام / لتر ، و "معتدل" إذا كان تركيز النيكل 100 إلى 100 ميكروغرام / لتر ، و "شديد" إذا كان تركيز النيكل يتجاوز 500 ميكروغرام / لتر. ثنائي إيثيلديثيوكاربامات الصوديوم هو الدواء المفضل للعلاج بالاستخلاب للتسمم الحاد بالكربونيل بالنيكل. تشمل التدابير العلاجية المساعدة الراحة في الفراش ، والعلاج بالأكسجين ، والكورتيكوستيرويدات والمضادات الحيوية الوقائية. قد يحدث التسمم بأول أكسيد الكربون في وقت واحد ويتطلب العلاج.

الرجوع