Un ácido inorgánico es un compuesto de hidrógeno y uno o más elementos (con la excepción del carbono) que se disocia o se descompone para producir iones de hidrógeno cuando se disuelve en agua u otros solventes. La solución resultante tiene ciertas características, como la capacidad de neutralizar bases, volver rojo el papel de tornasol y producir cambios de color específicos con ciertos otros indicadores. Los ácidos inorgánicos a menudo se denominan ácidos minerales. La forma anhidra puede ser gaseosa o sólida.
Un anhídrido inorgánico es un óxido de metaloide que puede combinarse con agua para formar un ácido inorgánico. Puede ser producido por síntesis como: S + O2 → SO2, que puede transformarse en ácido mediante la adición de una molécula de agua (hidratación); o eliminando el agua de un ácido, como:
2HMnO4 → Mn2O7 + H2O
Los anhídridos inorgánicos comparten en general las propiedades biológicas de sus ácidos, ya que la hidratación puede ocurrir fácilmente en medios biológicos acuosos.
Usos
Los ácidos inorgánicos se utilizan como intermediarios químicos y catalizadores en reacciones químicas. Se encuentran en una variedad de industrias, incluyendo metalurgia y carpintería, textiles, tintes, petróleo y fotografía. En la metalurgia, a menudo se utilizan como agentes de limpieza antes de soldar, enchapar o pintar. Ácido sulfámico, ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico se utilizan en la galvanoplastia, y ácido perclórico se utiliza en el revestimiento de metales.
Ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido perclórico y el ácido sulfámico son ampliamente utilizados en la industria. El ácido clorhídrico, o cloruro de hidrógeno en solución acuosa, se usa para la acidificación industrial, para refinar minerales de estaño y tántalo, para convertir el almidón de maíz en jarabe y para eliminar incrustaciones de calderas y equipos de intercambio de calor. También es un agente curtiente en la industria del cuero. ácido sulfurico se utiliza en papel pergamino y en varios procesos, incluida la purificación de petróleo, el refinado de aceite vegetal, la carbonización de tejidos de lana, la extracción de uranio de la pechblenda y el decapado de hierro y acero. El ácido sulfúrico y el ácido perclórico se utilizan en la industria de explosivos. El ácido sulfámico es un retardante de llama en las industrias maderera y textil y un agente blanqueador y bactericida en la industria de la pulpa y el papel. También se utiliza para la estabilización de cloro en piscinas.
Ácido nítrico se utiliza en la fabricación de nitrato de amonio para fertilizantes y explosivos. Además, se utiliza en síntesis orgánica, metalurgia, flotación de minerales y para el reprocesamiento de combustible nuclear gastado.
Peligros
Los peligros específicos de los ácidos inorgánicos industrialmente importantes se encuentran a continuación; sin embargo, cabe señalar que todos estos ácidos tienen ciertas propiedades peligrosas en común. Las soluciones de ácidos inorgánicos no son inflamables en sí mismas; sin embargo, cuando entran en contacto con otras sustancias químicas o materiales combustibles, pueden producirse incendios o explosiones. Estos ácidos reaccionan con ciertos metales con la liberación de hidrógeno, que es una sustancia altamente inflamable y explosiva cuando se mezcla con aire u oxígeno. También pueden actuar como agentes oxidantes y, cuando entran en contacto con materiales orgánicos u otros materiales oxidables, pueden reaccionar de forma destructiva y violenta.
Efectos en la salud. Los ácidos inorgánicos son corrosivos, especialmente en altas concentraciones; destruirán el tejido corporal y causarán quemaduras químicas cuando entren en contacto con la piel y las membranas mucosas. En particular, el peligro de accidentes oculares es pronunciado. Los vapores o neblinas de ácidos inorgánicos son irritantes de las vías respiratorias y de las mucosas, aunque el grado de irritación depende en gran medida de la concentración; la decoloración o erosión de los dientes también puede ocurrir en trabajadores expuestos. El contacto repetido con la piel puede provocar dermatitis. La ingestión accidental de ácidos inorgánicos concentrados resultará en una severa irritación de la garganta y el estómago, y la destrucción del tejido de los órganos internos, quizás con un desenlace fatal, si no se toman medidas correctivas inmediatas. Ciertos ácidos inorgánicos también pueden actuar como venenos sistémicos.
Medidas de Seguridad y Salud
Siempre que sea posible, los ácidos altamente corrosivos deben ser reemplazados por ácidos que presenten menos peligros; es imprescindible utilizar sólo la concentración mínima necesaria para el proceso. Dondequiera que se utilicen ácidos inorgánicos, se deben instituir las medidas apropiadas con respecto al almacenamiento, manipulación, eliminación de desechos, ventilación, protección personal y primeros auxilios.
Almacenamiento. Evite el contacto con otros ácidos y materiales combustibles u oxidables. Las instalaciones eléctricas también deben ser del tipo resistente a los ácidos.
Las áreas de almacenamiento deben estar separadas de otros locales, bien ventiladas, protegidas de la luz solar y fuentes de calor; deben tener un piso de cemento y no contener sustancias con las que un ácido pueda reaccionar. Las reservas grandes deben estar rodeadas de bordillos o umbrales para retener el ácido en caso de fuga, y deben tomarse medidas para la neutralización. Fuera de los locales de almacenamiento debe haber una boca de incendios y un suministro de equipo autónomo de protección respiratoria para casos de emergencia o rescate. Los derrames deben tratarse de inmediato con una manguera; en caso de una gran fuga, el personal debe desalojar el local y luego, habiéndose puesto el equipo de emergencia, regresar para neutralizar el ácido con agua o arena calcinada. El equipo eléctrico debe ser del tipo impermeable y resistente al ataque de ácidos. La iluminación de seguridad es deseable.
Los contenedores deben mantenerse bien cerrados y deben estar claramente etiquetados para indicar el contenido. Se deben tomar medidas de descompresión cuando sea necesario. Las tuberías, los acoplamientos, las juntas y las válvulas deben estar hechos de material resistente al ácido nítrico. Los recipientes de vidrio o plástico deberían estar adecuadamente protegidos contra impactos; deben mantenerse alejados del suelo para facilitar la descarga en caso de fuga. Los tambores deben almacenarse en cunas o rejillas y calzarse en su posición. Los cilindros de gas de ácido anhidro gaseoso deben almacenarse en posición vertical con la tapa en su lugar. Los envases vacíos y llenos deben almacenarse preferiblemente por separado. El mantenimiento y la buena limpieza son esenciales.
Manejo. Siempre que sea posible, los ácidos deben bombearse a través de sistemas sellados para evitar todo peligro de contacto. Siempre que haya que transportar o trasvasar contenedores individuales, debería emplearse el equipo apropiado y sólo se debería permitir que personas experimentadas realicen el trabajo. La decantación debe realizarse mediante sifones especiales, bombas de trasvase, cunas basculantes de bidones o bombonas, etc. Los cilindros de gas ácido anhidro requieren válvulas y conexiones de descarga especiales.
Cuando los ácidos se mezclen con otros productos químicos o con agua, los trabajadores deben ser plenamente conscientes de cualquier reacción violenta o peligrosa que pueda tener lugar. Por ejemplo, un ácido concentrado debe agregarse lentamente al agua, y no al revés, para evitar la generación de calor excesivo y reacciones violentas que pueden causar salpicaduras y contacto con la piel o los ojos.
Ventilación. Cuando los procesos produzcan nieblas o vapores ácidos, como en la galvanoplastia, se debe instalar ventilación de escape.
Protección personal. A las personas expuestas a salpicaduras peligrosas de ácidos inorgánicos se les debe exigir que usen equipo de protección personal resistente a los ácidos, incluyendo protección para manos y brazos, protección para los ojos y la cara y delantales, monos o abrigos. Siempre que se adopten procedimientos de trabajo seguros, no debería ser necesario el uso de equipos de protección respiratoria; sin embargo, debe estar disponible para uso de emergencia en caso de fuga o derrame.
Cuando se requiere que los trabajadores ingresen a un tanque que ha contenido ácidos inorgánicos para realizar tareas de mantenimiento o reparaciones, primero se deben purgar los tanques y tomar todas las precauciones para ingresar a espacios cerrados, como se describe en otra parte del Enciclopedia, Debería ser tomado.
Entrenamiento. Todos los trabajadores que deben manipular ácidos deben recibir instrucciones sobre sus propiedades peligrosas. Ciertas actividades de trabajo, como las que implican espacios cerrados o la manipulación de grandes cantidades de ácidos, deben ser realizadas siempre por dos personas, estando una dispuesta a acudir en ayuda de la otra en caso de necesidad.
Saneamiento. La higiene personal es de suma importancia donde hay contacto con ácidos inorgánicos. Se deben proporcionar instalaciones sanitarias y de lavado adecuadas y se debe alentar a los trabajadores a lavarse bien antes de las comidas y al final de los turnos.
Primeros auxilios. El tratamiento esencial para la contaminación de la piel o los ojos con ácidos inorgánicos es el enjuague inmediato y abundante con agua corriente. Las duchas de emergencia y las fuentes, bañeras o botellas lavaojos deben estar estratégicamente ubicadas. Las salpicaduras en los ojos deben tratarse con abundante irrigación con agua. Se debe quitar la ropa contaminada y se deben implementar otros procedimientos apropiados de tratamiento de la piel de emergencia y se debe capacitar al personal en su administración. La neutralización del ácido en el área afectada con una solución alcalina como bicarbonato de sodio al 2 o 3%, o carbonato de sodio al 5% e hiposulfito de sodio al 5%, o trietanolamina al 10% es un procedimiento estándar.
Las personas que hayan inhalado neblinas ácidas deberán ser retiradas inmediatamente de la zona contaminada y se les impedirá realizar ningún esfuerzo. Deben ser puestos al cuidado de un médico inmediatamente. En caso de ingestión accidental, se debe administrar a la víctima una sustancia neutralizante y realizar un lavado gástrico. En general, no se debe inducir el vómito ya que esto puede hacer que la lesión se extienda más.
Supervisión médica. Los trabajadores deben recibir exámenes médicos previos al empleo y periódicos. El examen previo al empleo debe estar particularmente dirigido a la detección de enfermedades respiratorias, gastrointestinales o nerviosas crónicas y cualquier enfermedad de los ojos y la piel. Los exámenes periódicos deben realizarse a intervalos frecuentes y deben incluir un control del estado de los dientes.
Contaminación del agua. Esto debe evitarse asegurándose de que las aguas residuales que contienen ácido gastado no se viertan en cursos de agua o sistemas de alcantarillado hasta que el pH (acidez) se haya llevado a un nivel entre 5.5 y 8.5.
Ácido clorhídrico
El cloruro de hidrógeno anhidro no es corrosivo; sin embargo, las soluciones acuosas atacan a casi todos los metales (mercurio, plata, oro, platino, tantalio y ciertas aleaciones son excepciones) con liberación de hidrógeno. El ácido clorhídrico reacciona con los sulfuros para formar cloruros y sulfuro de hidrógeno. Es un compuesto muy estable, pero a altas temperaturas se descompone en hidrógeno y cloro.
Peligros. Los peligros especiales del ácido clorhídrico son su acción corrosiva sobre la piel y las membranas mucosas, la formación de hidrógeno cuando entra en contacto con ciertos metales e hidruros metálicos y su toxicidad. El ácido clorhídrico producirá quemaduras en la piel y las mucosas, cuya gravedad estará determinada por la concentración de la solución; esto puede conducir a ulceraciones seguidas de cicatrices queloides y retráctiles. El contacto con los ojos puede producir reducción de la visión o ceguera. Las quemaduras en la cara pueden producir cicatrices graves y desfigurantes. El contacto frecuente con soluciones acuosas puede provocar dermatitis.
Los vapores tienen un efecto irritante en el tracto respiratorio, causando laringitis, edema glótico, bronquitis, edema pulmonar y muerte. Las enfermedades digestivas son frecuentes y se caracterizan por una necrosis dental molecular en la que los dientes pierden su brillo, se vuelven amarillos, se vuelven blandos y puntiagudos y luego se rompen.
Medidas de seguridad y salud. Además de las medidas generales descritas anteriormente, el ácido no debe almacenarse cerca de sustancias inflamables u oxidantes, como ácido nítrico o cloratos, o cerca de metales e hidruros metálicos que puedan ser atacados por el ácido con formación de hidrógeno. (Los límites explosivos del hidrógeno son del 4 al 75% por volumen en aire). El equipo eléctrico debe ser a prueba de llamas y estar protegido contra la acción corrosiva de los vapores.
Ácido nítrico
El ácido nítrico es altamente corrosivo y ataca a una gran cantidad de metales. Las reacciones entre el ácido nítrico y diversos materiales orgánicos suelen ser altamente exotérmicas y explosivas, y las reacciones con metales pueden producir gases tóxicos. El ácido nítrico causará quemaduras en la piel y los vapores son muy irritantes para la piel y las membranas mucosas; la inhalación de cantidades significativas producirá una intoxicación aguda.
Fuego y explosión. El ácido nítrico ataca a la mayoría de las sustancias y todos los metales excepto los metales nobles (oro, platino, iridio, torio, tantalio) y ciertas aleaciones. La velocidad de reacción varía según el metal y la concentración del ácido; los gases producidos durante la reacción incluyen los óxidos de nitrógeno, nitrógeno y amoníaco, que pueden tener un efecto tóxico o asfixiante. Cuando entra en contacto con sodio o potasio, la reacción es violenta y peligrosa y se libera nitrógeno. Sin embargo, en el caso de ciertos metales, se forma una película protectora de óxido que evita ataques posteriores. El ácido nítrico puede reaccionar explosivamente con sulfuro de hidrógeno. Los nitratos obtenidos por la acción del ácido sobre diversas bases son poderosos agentes oxidantes.
Incluso en concentraciones diluidas, el ácido nítrico es un poderoso material oxidante. Las soluciones de una concentración superior al 45% pueden provocar la ignición espontánea de materiales orgánicos como trementina, madera, paja, etc.
Riesgos para la salud. Las soluciones de ácido nítrico son altamente corrosivas y producirán lesiones en la piel, ojos y mucosas, cuya gravedad dependerá de la duración del contacto y de la concentración del ácido; las lesiones van desde irritación hasta quemaduras y necrosis localizada después de un contacto prolongado. Las neblinas de ácido nítrico también son corrosivas para la piel, las membranas mucosas y el esmalte dental.
Los vapores de ácido nítrico siempre contendrán una cierta proporción de otros compuestos de nitrógeno gaseoso (por ejemplo, óxidos de nitrógeno), según la concentración del ácido y el tipo de operación. La inhalación puede producir una intoxicación aguda y una intoxicación sobreaguda. El envenenamiento hiperagudo es raro y puede ser fatal. La intoxicación aguda comprende generalmente tres fases: la primera consiste en irritación de las vías respiratorias superiores (ardor en la garganta, tos, sensación de ahogo) y de los ojos con lagrimeo (lagrimeo); la segunda fase es engañosa, ya que los signos patológicos están ausentes por un período de hasta varias horas; en la tercera fase, los trastornos respiratorios reaparecen y pueden convertirse rápidamente en edema pulmonar agudo, a menudo con resultados graves.
La ingestión accidental producirá daños severos en la boca, faringe, esófago y estómago, pudiendo tener graves secuelas.
Medidas de seguridad y salud. Dependiendo de las cantidades y concentraciones involucradas, el ácido nítrico debe almacenarse en recipientes de acero inoxidable, aluminio o vidrio. Las bombonas de vidrio o winchesters deben estar protegidas por una envoltura de metal para brindar resistencia a los impactos. Sin embargo, el ácido nítrico que contenga compuestos fluorados no debe almacenarse en vidrio. Los materiales orgánicos como la madera, la paja, el aserrín, etc., deben mantenerse alejados de las operaciones que involucren ácido nítrico. Cuando el ácido nítrico se va a diluir con agua, el ácido debe verterse en el agua y debe evitarse el calentamiento localizado.
ácido sulfurico
El ácido sulfúrico es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de los 30 °C, desprende vapor y, por encima de los 200 °C, emite trióxido de azufre. Cuando está frío, reacciona con todos los metales, incluido el platino; cuando está caliente, la reactividad se intensifica. El ácido sulfúrico diluido disuelve aluminio, cromo, cobalto, cobre, hierro, manganeso, níquel y zinc, pero no plomo ni mercurio. Tiene una gran afinidad por el agua, absorbe la humedad atmosférica y extrae agua de los materiales orgánicos, provocando carbonización. Descompone las sales de todos los demás ácidos excepto el ácido silícico.
El ácido sulfúrico se encuentra en estado nativo en las cercanías de los volcanes, en particular en los gases volcánicos.
Riesgos. La acción del ácido sulfúrico sobre el cuerpo es la de un poderoso agente cáustico y tóxico general. Introducido en el organismo en forma líquida o vapor, provoca intensas irritaciones y quemaduras químicas de las mucosas de las vías respiratorias y digestivas, los dientes, los ojos y la piel. En contacto con la piel, el ácido sulfúrico provoca una deshidratación violenta. Libera calor en cantidad suficiente para producir quemaduras similares a las térmicas y pueden clasificarse según corresponda en primer, segundo o tercer grado. La profundidad de las lesiones depende de la concentración del ácido y la duración del contacto. La inhalación de vapores produce los siguientes síntomas: secreción nasal, estornudos, sensación de ardor en la garganta y región retroesternal; éstos van seguidos de tos, dificultad respiratoria, a veces acompañada de espasmo de las cuerdas vocales, y una sensación de ardor en los ojos con lagrimeo y congestión conjuntival. Altas concentraciones pueden causar secreción nasal sanguinolenta y esputo, hematemesis, gastritis, etc. Las lesiones dentales son comunes; afectan principalmente a los incisivos y se manifiestan como tinción parda, estriación del esmalte, caries y destrucción rápida e indolora de la corona dental.
La exposición ocupacional a neblinas de ácidos inorgánicos fuertes, como las neblinas de ácido sulfúrico, ha sido clasificada por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) como cancerígena para los humanos.
Las quemaduras químicas son las lesiones más comunes en los trabajadores de producción de ácido sulfúrico. Las soluciones concentradas provocan quemaduras profundas en las mucosas y la piel; inicialmente la zona de contacto con el ácido se blanquea y se vuelve marrón antes de la formación de una úlcera bien definida sobre un fondo rojo claro. Estas heridas tardan en cicatrizar y con frecuencia pueden causar cicatrices extensas que dan como resultado una inhibición funcional. Si la quema es lo suficientemente extensa, el resultado puede resultar fatal. El contacto repetido de la piel con bajas concentraciones de ácido provoca desecación de la piel y ulceración de las manos, y panaris o inflamación purulenta crónica alrededor de las uñas. Las salpicaduras de ácido en los ojos pueden tener consecuencias especialmente graves: ulceración corneal profunda, queratoconjuntivitis y lesiones palpebrales con secuelas graves.
La acción tóxica general del ácido sulfúrico provoca el agotamiento alcalino del cuerpo (es decir, una acidosis que afecta el sistema nervioso y produce agitación, andar vacilante y debilidad generalizada).
Medidas de seguridad y salud. Las medidas más eficaces son el cerramiento total de los procesos y la mecanización de los procedimientos de manipulación para evitar todo contacto personal con el ácido sulfúrico. Debe prestarse especial atención a los procedimientos de almacenamiento, manipulación y aplicación de ácido, la ventilación e iluminación de los lugares de trabajo, el mantenimiento y la buena limpieza y el equipo de protección personal. Además de las precauciones generales dadas anteriormente, el ácido sulfúrico no debe almacenarse cerca de cromatos, cloratos o sustancias similares en vista del riesgo de incendio y explosión involucrado.
Fuego y explosión. El ácido sulfúrico y el oleum no son inflamables per se. Sin embargo, reaccionan vigorosamente con numerosas sustancias, especialmente materiales orgánicos, con liberación de calor suficiente para producir un incendio o una explosión; además, el hidrógeno liberado durante la reacción con los metales puede formar una mezcla explosiva en el aire.
Catalizadores Cuando se utilice un catalizador de vanadio en el proceso de contacto, los trabajadores deberían estar protegidos contra la exposición a las emisiones de vanadato de amonio o pentóxido de vanadio, que se emplean sobre un soporte de diatomeas o gel de sílice.
Ácidos inorgánicos, tablas
Tabla 1 - Información química.
Tabla 2 - Riesgos para la salud.
Tabla 3 - Riesgos físicos y químicos.
Tabla 4 - Propiedades físicas y químicas.