ทั้งกรดไนตริก (Nitric acid HNO3) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (Hydrogen peroxide H2O2) ต่างเป็นสารออกซิไดซ์ (oxidising agent) และเป็นสารอันตรายทั้งคู่ และถ้านำสารละลายความเข้มข้นสูงของสารทั้งสองมาผสมกันในสัดส่วนที่พอเหมาะ อันตรายก็จะเพิ่มขึ้นไปอีก (รูปที่ ๑)
แต่ก็มีบางงานที่สารทั้งสองต้องมาทำปฏิกิริยากัน เช่นการควบคุมการปลดปล่อยแก๊สไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) โดยให้แก๊สปล่อยทิ้งที่มีไนโตรเจนออกไซด์ผสมอยู่นั้นทำปฏิกิริยากับสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ทำให้เกิดกรดไนตริกดังสมการ
2NO + 3H2O2 -----> 2HNO3 + 2H2O
2NO2 + H2O2 -----> 2HNO3
ในปฏิกิริยานี้ความเข้มข้นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะลดลง ในขณะที่ความเข้มข้นของกรดไนตริกนั้นจะเพิ่มสูงขึ้น
กรดไนตริกเองยังถูกใช้ทำ "passivation" คือการล้างสิ่งปนเปื้อนและออกซิไดซ์พื้นผิวที่จะสัมผัสกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เพื่อให้พื้นผิวนั้นไม่ไปทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัว (เครื่องแก้วที่ใช้กันในห้องปฏิบัติการเคมีก็สามารถทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวได้) ในงานนี้หลังจากทำการ passivation แล้วต้องล้างกรดไนตริกออกจากพื้นผิวให้หมดก่อนที่จะทำการบรรจุไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้าระบบ
แต่ก็มีงานหนึ่งที่จงใจผสมกรดไนตริกความเข้มข้นสูงและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ความเข้มข้นสูงเข้าด้วยกัน นั่นคือการย่อยสลายตัวอย่างทางชีวภาพเพื่อทำการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุ เทคนิคดังกล่าวทำการผสมกรดไนตริกกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และตัวอย่างที่ต้องการย่อยสลายในภาชนะที่ทำจากเทฟลอน (PTFE) รับความดันได้ (ทำในระบบปิด) และให้ความร้อนด้วยเครื่องไมโครเวฟ เทคนิคนี้จะใช้เวลาสั้นกว่าเทคนิคแบบเดิมที่ทำในภาชนะเปิดและให้ความร้อนด้วยเตา
บทความเรื่อง " "Spontaneous Reaction for Acid Dissolution of Biological Tissues in Closed Vessels" โดย R.N. Sah และ R.O Miller" ทำศึกษาการย่อยสลายตัวอย่างด้วยวิธีการที่กล่าวมาข้างต้น ในงานวิจัยนี้ใช้กรดไนตริกเข้มข้น 70%w/w และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 30% ผลการทดลองพบว่าที่บางสัดส่วนของการผสมนั้น กรดไนตริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากันอย่างรุนแรงจนความดันในภาชนะที่ใช้ย่อยสลายตัวอย่างนั้นเพิ่มสูงขึ้นมากอย่างรวดเร็วดังแสดงในรูปที่ ๒ ข้างล่าง
สิ่งที่น่าสนใจคือ ข้อมูลในรูปที่ ๑ ที่กล่าวว่ากรดไนตริกเข้มข้นและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้มข้นสามารถทำปฏิกิริยากันได้อย่างรุนแรง มีการเผยแพร่ในปีค.ศ. ๑๙๓๘ (เสียดายที่ทางผมไม่สามารถหาบทความต้นฉบับได้ เนื่องจากทางมหาวิทยาลัยไม่ได้บอกรับวารสารดังกล่าว) ส่วนปฏิกิริยารุนแรงในรูปที่ ๒ นั้นมีการเผยแพร่ในปีค.ศ. ๑๙๙๒ หรือห่างจากบทความแรกถึง ๕๔ ปี ที่ทางคณะผู้วิจัยนั้นรายงานเหมือนว่าเป็นการค้นพบสิ่งใหม่ สาเหตุหนึ่งคาดว่าอาจเป็นเพราะการเผยแพร่ในปีค.ศ. ๑๙๓๘ นั้นตีพิมพ์ในวารสารที่ไม่ได้มีการบอกรับเป็นวงกว้าง
จุดที่ยังเป็นข้อสงสัยอยู่คือผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกรดไนตริกคืออะไร ทำไมจึงทำให้เกิดการคายความร้อนอย่างรุนแรงจนเกิดแก๊สจำนวนมาก ปฏิกิริยาหนึ่งที่มีรายงานว่าเป็นไปได้คือการเกิดกรด pernitric acid หรือ peroxynitric acid (HO(NO3) แต่ข้อมูลของกรดตัวนี้ก็ไม่มีรายละเอียดใด ๆ มากนัก อีกความเป็นไปได้หนึ่งคืออาจไม่มีปฏิกิริยาเข้ามาเกี่ยวข้อง แต่การละลายเข้าด้วยกันมีการคายความร้อนในปริมาณมากออกมา และความร้อนนี้ไปเร่งการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกรดไนตริกที่ทำให้มีการคายความร้อนและเกิดแก๊สขึ้น
รูปที่ ๓ นำมาจากบทความเรื่อง "Seven workers injured due to nitric acid vapor intoxication" จากเว็บ https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/accident/52762_en/?lang=en เป็นเหตุการณ์ที่คนงานเข้าใจผิด หยิบถังบรรจุไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ยังมีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หลงเหลืออยู่ เพื่อนำไปใช้บรรจุกรดไนตริกเข้มข้น โดยในช่วงเช้าหลังจากเติมกรดลงไป โอเปอร์เรเตอร์พบว่าถังบรรจุ (ถังพอลิเอทิลีน) มีอาการบวม เลยคลายฝาปิดเพื่อระบายแก๊สออก โดยทำอย่างนี้อยู่สองครั้งระหว่างขนถังบรรจุที่เติมกรดแล้วไปยังบริเวณจัดเก็บ และในช่วงสายวันเดียวกัน ถังดังกล่าวก็เกิดการระเบิดทำให้มีกรดและไอกรดกระจายออกมา
เหตุการณ์นี้แสดงให้เห็นถึงการไม่มีการติดฉลากที่เหมาะสม ทำให้มีการหยิบถังบรรจุผิดใบ และอาจรวมไปถึงการใช้ถังบรรจุที่มีลักษณะ (เช่นสี รูปร่าง และขนาด) ที่เหมือนกัน ซึ่งเป็นการเพิ่มโอกาสที่จะทำงานผิดพลาด
สิ่งที่น่าตั้งคำถามอีกข้อหนึ่งก็คือ เมื่อบรรจุกรดลงไปในถังแล้ว ความดันในถังเพิ่งสูงขึ้นจนทำให้ถังบวมออก ทำไมโอเปอร์เรเตอร์จึงไม่เฉลียวใจว่ามีความผิดปรกติเกิดขึ้น โอเปอร์เรเตอร์ทำเพียงแค่คลายฝาปิดให้ความดันในถังลดลงแล้วก็ปิดฝากลับคืนเดิม การที่ความดันในถังเพิ่มขึ้นจนถังบวมนั้นเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก หรือว่าก่อนหน้านี้เคยเกิดเหตุการณ์ทำนองเดียวกันนี้มาแล้ว แต่ไม่เกิดผลกระทบที่รุนแรงตามมา ก็เลยคิดว่าไม่เป็นอะไร
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น