Ф. Вилијам Сандерман, мл.

Појава и употреба

Метални карбонили имају општу формулу Ме_x(ЦО)_y, а настају комбинацијом метала (Ме) са угљен моноксидом (ЦО). Физичка својства неких металних карбонила су наведена у табели 1. Већина су чврсте материје на уобичајеним температурама, али карбонил никла, пентакарбонил гвожђа и пентакарбонил рутенијума су течности, а кобалт хидрокарбонил је гас. Овај чланак се фокусира на карбонил никла, који због своје испарљивости, изузетне токсичности и индустријског значаја заслужује посебну пажњу у погледу професионалне токсикологије. Пошто пентакарбонил гвожђа и кобалт хидрокарбонил такође имају високе притиске паре и потенцијал за ненамерно стварање, они захтевају озбиљно разматрање као могући токсични супстанци на радном месту. Већина металних карбонила снажно реагује са кисеоником и оксидирајућим супстанцама, а неки се спонтано запале. Након излагања ваздуху и светлости, карбонил никла се разлаже до угљен моноксида и честица метала никла, кобалт хидрокарбонил се разлаже до кобалт октакарбонил и водоника, а гвожђе пентакарбонил се разлаже до гвожђе ненакарбонил и угљен моноксид.

Табела 1. Физичка својства неких карбонила метала

*Разлагање почиње на приказаној температури.

Извор: Прилагођено из Бриеф ет ал. 1971. године.

Метални карбонили се користе за изоловање одређених метала (нпр. никла) из сложених руда, за производњу угљеничног челика и за метализацију таложењем из паре. Такође се користе као катализатори у органским реакцијама (нпр. кобалт хидрокарбонил or карбонил никла у оксидацији олефина; кобалт октакарбонил за синтезу алдехида; карбонил никла за синтезу акрилних естара). Гвожђе пентакарбонил користи се као катализатор за различите органске реакције, а разлаже се да би се добило фино прашкасто, ултра чисто гвожђе (тзв. карбонил гвожђе), које се користи у рачунарској и електронској индустрији. Метициклопентадиенил манган трикарбонил (ММТ) (ЦХ₃C₅H₄Мн(ЦО)₃) је адитив против детонације бензину и о њему се говори у чланку „Манган“.

Опасности по здравље

Токсичност датог карбонила метала зависи од токсичности угљен моноксида и метала из којег је изведен, као и од испарљивости и нестабилности самог карбонила. Главни пут излагања је удисање, али течним карбонилима може доћи до апсорпције коже. Релативна акутна токсичност (ЛД₅₀ за пацова) карбонила никла, кобалта хидрокарбонила и пентакарбонила гвожђа могу се изразити у односу 1:0.52:0.33. Инхалационо излагање експерименталних животиња овим супстанцама изазива акутни интерстицијски пнеумонитис, са плућним едемом и оштећењем капилара, као и повредом мозга, јетре и бубрега.

Судећи по оскудној литератури о њиховој токсичности, кобалт хидрокарбонил и гвожђе пентакарбонил ретко представљају опасност по здравље у индустрији. Без обзира на то, пентакарбонил гвожђа може се ненамерно формирати када се угљен моноксид, или смеша гаса која садржи угљен моноксид, складишти под притиском у челичним цилиндрима или се доводи кроз челичне цеви, када се светлећи гас производи реформингом нафте, или када се врши гасно заваривање. оут. Присуство угљен-моноксида у емисијама из високих пећи, електролучних пећи и куполних пећи током производње челика такође може довести до стварања пентакарбонила гвожђа.

Мере безбедности и здравља

Посебне мере опреза су обавезне у складиштењу металних карбонила; њихово руковање мора бити максимално механизовано, а декантирање треба избегавати где год је то могуће. Посуде и цевоводе треба да се испуне инертним гасом (нпр. азот, угљен-диоксид) пре отварања, а карбонилне остатке треба спалити или неутралисати бромном водом. Тамо где постоји опасност од удисања, радницима треба обезбедити респираторе или самосталне апарате за дисање. Радионице треба да буду опремљене вентилацијом са силазном вуцом.

Ницкел Царбонил

никл карбонил (Ни(ЦО)₄) се углавном користи као интермедијер у Монд процесу за рафинацију никла, али се такође користи за парно превлачење у металуршкој и електронској индустрији и као катализатор за синтезу акрилних мономера у индустрији пластике. До ненамерног формирања карбонила никла може доћи у индустријским процесима који користе катализаторе никла, као што су гасификација угља, реакције прераде нафте и хидрогенације, или током спаљивања папира пресвучених никлом који се користе за пословне облике осетљиве на притисак.

Хазардс

Акутна, случајна изложеност радника инхалацији карбонила никла обично производи благе, неспецифичне, тренутне симптоме, укључујући мучнину, вртоглавицу, главобољу, диспнеју и бол у грудима. Ови почетни симптоми обично нестају у року од неколико сати. После 12 до 36 сати, а повремено и 5 дана након излагања, развијају се тешки плућни симптоми, са кашљем, диспнејом, тахикардијом, цијанозом, дубоком слабошћу и често гастроинтестиналним симптомима. Људски смртни случајеви су се десили 4 до 13 дана након излагања карбонилу никла; смртни случајеви су последица дифузног интерстицијалног пнеумонитиса, церебралног крварења или церебралног едема. Поред патолошких лезија у плућима и мозгу, лезије су пронађене у јетри, бубрезима, надбубрежним жлездама и слезини. Код пацијената који преживе акутно тровање никл карбонилом, плућна инсуфицијенција често изазива продужено опорављање. Карбонил никла је канцероген и тератоген код пацова; Европска унија је класификовала карбонил никла као животињски тератоген. Процеси који користе никл карбонил представљају опасност од катастрофе, јер пожар и експлозија могу настати када је карбонил никла изложен ваздуху, топлоти, пламену или оксидантима. Разлагање карбонила никла праћено је додатним токсичним опасностима од удисања продуката његовог распадања, угљен моноксида и финих честица метала никла.

Хронична изложеност радника инхалацији ниских атмосферских концентрација карбонила никла (0.007 до 0.52 мг/м³) може изазвати неуролошке симптоме (нпр. несаница, главобоља, вртоглавица, губитак памћења) и друге манифестације (нпр. стезање у грудима, прекомерно знојење, алопеција). Електроенцефалографске абнормалности и повишена активност моноамин оксидазе у серуму примећени су код радника који су били хронично изложени карбонилу никла. Синергистички ефекат пушења цигарета и изложености карбонилу никла на учесталост размене сестринских хроматида забележен је у цитогенетској процени радника са хроничном изложеношћу карбонилу никла.

Мере безбедности и здравља

Спречавање пожара и експлозија. Због своје запаљивости и склоности експлозији, карбонил никла треба чувати у добро затвореним контејнерима у хладном, добро проветреном простору, далеко од топлоте и оксидатора као што су азотна киселина и хлор. Пламен и извори паљења треба да буду забрањени где год се рукује, користи или складишти карбонил никла. Карбонил никла треба транспортовати у челичним цилиндрима. Пена, сува хемикалија или ЦО₂ апарате за гашење пожара треба користити за гашење запаљеног никл карбонила, а не млаз воде који би могао распршити и проширити ватру.

Здравствена заштита. Поред мера медицинског надзора које се препоручују за све раднике изложене никлу, особе које су на радном месту изложене карбонилу никла треба да имају редовно биолошко праћење концентрације никла у узорцима урина, обично месечно. Особе које улазе у затворене просторе у којима би могле бити изложене карбонилу никла треба да имају самостални апарат за дисање и одговарајући појас са ужетом за спашавање које негује други запослени ван простора. Аналитички инструменти за континуирано атмосферско праћење карбонила никла укључују (а) инфрацрвене апсорпционе спектроскопе са Фоуриер-трансформацијом, (б) плазма хроматографе и (ц) хемилуминисцентне детекторе. Узорци атмосфере се такође могу анализирати на карбонил никла (д) гасном хроматографијом, (е) атомском апсорпционом спектрофотометријом и (ф) колориметријским поступцима.

Третман. Раднике за које се сумња да су били акутно изложени карбонилу никла треба одмах уклонити са места изложености. Контаминирану одећу треба уклонити. Кисеоник треба давати и пацијента држати у мировању док га не прегледа лекар. Свако пражњење урина се чува за анализу никла. Озбиљност акутног тровања никл карбонилом корелира са концентрацијом никла у урину током прва 3 дана након излагања. Изложеност се класификује као "блага" ако почетни узорак урина од 8 сати има концентрацију никла мању од 100 µг/л, "умерен" ако је концентрација никла 100 до 500 µг/л и "озбиљан" ако је концентрација никла прелази 500 µг/л. Натријум диетилдитиокарбамат је лек избора за хелациону терапију акутног тровања никл карбонилом. Помоћне терапијске мере укључују одмор у кревету, терапију кисеоником, кортикостероиде и профилактичке антибиотике. Тровање угљен-моноксидом може се појавити истовремено и захтева лечење.

Назад