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28.04.2004
Safety engineering involving economic and ecological aspects
Kipscholl Janorschke Weyer HeineckeEnglish
Caustic Substances and their Effect on Organic Material
28.04.2004
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Topics:
ExperimentsTheory
Safety
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Theory
What are caustic substances? Hazards for humans and nature Safety / Rules of behaviour Dealing with hazards Correct methods of disposal
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Important examples of caustic substances are:
• acids• bases• halogens
Caustic Substances
What are caustic substances ???
They attack the surfaces that they come into contact with and corrode them.
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Acids and Bases.
According to Brönsted‘s theory acids are substances that can yield hydrogen ions.
Bases are substances that can take up protons (hydrogen ions).
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Acids
Some of the acids that are often used in chemistry are, for example:
• Sulphuric acid (H2SO4)
• Hydrochloric acid (HCl)
• Nitric acid (HNO3)
• Phosphoric acid (H3PO4)
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Bases
Some of the bases that are often used in chemistry are, for example:
• Caustic soda solution (NaOH)• Caustic potash solution (KOH)
• Ammonium hydroxide (NH4OH)
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Safety
Labelling Examples of injuries
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Labelling of Caustic Substances
Caustic substances are labelled with these symbols:
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Labelling of Caustic Substances
If signs like these show that you should wear these items of protective clothing, then always follow the instructions!
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R-sentences
The R-sentences that are relevant for caustic substances are R34 and R35
R34:“caustic“. The substance destroys the skin in a period of 4 hours
R35: “very caustic“. Skin is destroyed within 3 minutes.
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Hand showing acid burns.
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Eye damaged by acid.
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Experiments:
Pigs‘ eyes
Sugar and acid
Proteins and acid
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Reaction of Sulphuric Acid and Sugar. Apparatus: - 500 ml beaker
- Pipette - Peleus ball - Glass rod
Chemicals: - Sulphuric acid - Sugar (Saccharose)
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Reaction of Sulphuric Acid and Sugar.Safety notes :
Caution: The reaction is severe and produces heat and SO2.
Gloves must be worn and you must work under a fume cupboard!
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Reaction of Sulphuric Acid and Sugar.Procedure:
- Weigh out 35 g of sugar and put it into a
beaker
- Add 10 ml of concentrated sulphuric acid to
the sugar
- Stir briefly with a glass rod
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Reaction of Sulphuric Acid and Sugar.Observation:
The mass becomes black, heats up and puffs up within a short time span.
Pictures
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Reaction of Sulphuric Acid and Sugar. Explanation: The sugar (C12H22O11) is a
carbohydrate that is split by the sulphuric acid into water vapour and carbon. As a result of this pure carbon remains in the beaker.
C12H22O11 12 C+11 H2O
C+ 2H2SO4 CO2+2SO2+ 2H2O
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Reaction of Acids and Bases with Protein. Chemicals, substances: concentrated caustic soda solution
NaOH(aq), concentrated nitric acid HNO3, concentrated hydrochloric acid HCl(aq), concentrated sulphuric acid H2SO4, drain pipe cleaner, protein (from a chicken egg), cooked ham
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Reaction of Acids and Bases with Protein.Procedure: A small sample of the egg white or of
cooked ham is placed on a watch glass and sprinkled with approximately 10 ml of one of the caustic substances.
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Reaction of Acids and Bases with Protein.Observations: Drain pipe cleaner: opaque, firm
gelatinous mass Concentrated caustic soda solution:
clear, gelatinous mass Concentrated nitric acid on protein: firm,
yellow substance
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Reaction of Acids and Bases on Protein.Observations: concentrated hydrochloric acid on
protein: firm, white substance concentrated sulphuric acid on protein:
firm, dark substance, high heat development
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Reaction of Acids and Bases on Proteins.Observations: Drain pipe cleaner on cooked ham: rapid
disintegration of the sample. Concentrated caustic soda solution on cooked
ham: disintegration of the sample. Concentrated nitric acid on cooked ham: rapid
disintegration of the sample and bleaching. Concentrated sulphuric acid on cooked ham:
Sample disintegrates and turns a darker colour.
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Reaktion von Säuren und Basen mit Eiweiß.Auswertung: Eiweiße denaturieren wenn sie in
Kontakt mit starken Säuren oder Basen kommen.
Bei Salpetersäure wird die Probe zusätzlich oxidiert.
Schwefelsäure die stark hydrophil ist, verändert die Probe zusätzlich durch Wasserentzug und Wärmeentwicklung.
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Reaktion von Säuren und Basen mit Eiweiß. Auswertung: Die gelbliche Verfärbung bei der
Salpetersäure ist auf das Entstehen von NO2 zurückzuführen.
Der Versuch zeigt auch die Gefährlichkeit dieser Substanzen für menschliche Haut, die aus Eiweißen besteht.
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Reaktion von Säuren und Basen mit Eiweiß.Auswertung: Dem Versuchsteil im gekochtem
Schinken (denaturalisierten Eiweiß) ist zu entnehmen, das Säure und Base denaturalisiertes Gewebe noch weiter zersetzen.
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Wirkung von Säuren und Basen auf Schweineaugen.
Chemikalien, Substanzen: konzentrierte Natronlauge NaOH (aq), konzentrierte Salpetersäure HNO3, konzentrierte Salzsäure HCl (aq), konzentrierte Schwefelsäure H2SO4, Abflussreiniger; Schweineaugen
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Wirkung von Säuren und Basen auf SchweineaugenDurchführung: Die Schweineaugen werden auf
Uhrgläser gelegt und mit je einer der Substanzen betropft.
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Beobachtung
Die Hornhaut des Auges wird trüb.
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Beobachtung
Und wird nach einiger Zeit zersetzt.
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Beobachtung
Vorher nachher!
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Gefahren für Mensch und Umwelt
bei Säuren sind gefährliche Reaktionen mit Laugen möglich und umgekehrt.
bei Mischungen mit anderen Stoffen vorgeschriebene Reihenfolge beachten (starke Wärmeentwicklung!)
Säuren und Laugen sind abwassergefährdend
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Gefahren für Mensch und Umwelt
bei Säuren gefährliche Reaktionen mit Laugen möglich und umgekehrt
bei Mischungen mit anderen Stoffen vorgeschriebene Reihenfolge beachten (starke Wärmeentwicklung!)
Säuren und Laugen sind abwassergefährdend
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Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln Berührung mit Haut, Schleimhäuten
und Augen vermeiden Augenschutz tragen, bei
Umfüllvorgängen Vollsichtbrille und Gesichtsschutzschirm benutzen.
Säure- und laugenbeständige Schutzhandschuhe benutzen.
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Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln Gummischürze und säurebeständige
Schutzschuhe benutzen. Feststoffe: Staubentwicklung beim
Einfüllen/Umfüllen vermeiden. Gebinde stets geschlossen halten. beim Herstellen wässriger
Verdünnungen, Säuren und Laugen stets in kleinen Portionen unter Rühren dem Wasser zugeben – nie umgekehrt.
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Verhalten im Gefahrfall Mitarbeiter warnen, Vorgesetzte
informieren. Beim Auftreten von Nebeln, Stäuben,
Dämpfen: Atemschutzvollmaske mit vorgeschriebenem Filter benutzen.
Verschüttete Stoffe umgehend mit Bindemitteln aufnehmen und entsorgen.
Verunreinigte Fußböden und Einrichtungen gründlich reinigen.
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Verhalten im Gefahrfall Verunreinigte Haut gründlich mit Wasser
reinigen. Augen gründlich 10 - 15 Minuten mit Wasser
spülen – Augenarzt aufsuchen. Verunreinigte Kleidung (auch Unterkleidung)
sofort ablegen, bei großflächiger Hautkontamination Notdusche benutzen.
Möglichst Erbrechen vermeiden, zur Verdünnung Wasser trinken.
Ambulanz aufsuchen.
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Sachgerechte Entsorgung
Abfälle in dafür vorgesehenen und gekennzeichneten Gefäßen sammeln und zur Entsorgung geben.
„DKFZ- Abfallrichtlinien“ beachten. Betriebsanweisungen sind arbeitsplatz-
oder tätigkeitsbezogene verbindliche schriftliche Anordnungen und Verhaltensregeln.
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Sachgerechte Entsorgung
des Arbeitgebers an Arbeitnehmer zum Schutz vor Unfall- und Gesundheitsgefahren sowie zum Schutz der Umwelt beim Umgang mit Gefahrstoffen (TRGS 555).
Verfasser: Stabsstelle Sicherheit des Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg Stand: Mai 1993