شرایط بهینه نگهداری اسید نیتریک

مقدمه

اسید نیتریک (HNO3) یک اسید بسیار خورنده و به شدت اکسیدکننده است که به ‌طور گسترده در صنایع و آزمایشگاه‌ ها استفاده می ‌شود. اما همین ویژگی‌ ها که آن را کاربردی می ‌کنند، کار با آن و نگهداری آن را خطرناک می ‌سازند. این اسید بخارهای سمی و خفه کننده منتشر می ‌کند و می ‌تواند در صورت کار نادرست با بسیاری از مواد واکنش شدید نشان دهد که به آتش ‌سوزی یا انفجار منجر شود. شرایط صحیح نگهداری برای حفظ پایداری اسید نیتریک و حفاظت از پرسنل، تجهیزات و محیط زیست ضروری است.

شناخت اسید نیتریک و خطرات آن

اسید نیتریک مایعی بی رنگ تا زرد رنگ با بویی تند و خفه کننده است. این ماده به شدت خورنده اغلب مواد است و در تماس با پوست می‌ تواند سوختگی شیمیایی شدید ایجاد کند. به عنوان یک اکسیدکننده قوی ممکن است مواد آلی مانند چوب، کاغذ یا روغن ‌ها را آتش بزند یا با آن‌ها واکنش انفجاری داشته باشد. همچنین این اسید با بسیاری از فلزات واکنش شدید نشان می ‌دهد و گازهای سمی اکسید نیتروژن آزاد می ‌کند. اسید نیتریک غلیظ (حدود ۶۵ تا ۷۰ درصد یا بیشتر) بخارهای قهوه ‌ای مایل به قرمز متصاعد می کند، به ویژه زمانی که گرم شود یا در معرض نور قرار گیرد. این بخارات در صورت استنشاق بسیار خطرناک است. به دلیل این خطرات نگهداری نادرست می‌تواند به خوردگی ظرف، نشت، آتش سوزی یا حتی انفجار منجر شود. شناخت ماهیت بسیار واکنش پذیر و خطرناک آن نخستین گام برای اجرای شیوه‌ های ایمن نگهداری و جلوگیری از حوادث فاجعه بار است.

حفظ دمای بهینه در نگهداری اسید نیتریک

کنترل دما برای نگهداری ایمن اسید نیتریک بسیار مهم است. دمای ایده آل نگهداری آن دمای اتاق خنک (حدود ۱۵ تا ۲۵ درجه سانتی‌ گراد) است. نگهداری اسید نیتریک در محیط خنک سرعت تجزیه آن را کاهش می ‌دهد و تجمع فشار ناشی از تبخیر بخارات را به حداقل می رساند. باید از گرمای بیش از حد پرهیز شود دمای بالا تجزیه اسید نیتریک به گاز دی ‌اکسید نیتروژن را تسریع کرده و می ‌تواند فشار داخل ظرف را افزایش دهد که احتمال ترکیدن یا نشت را در پی دارد. اسید نیتریک را دور از هر منبع حرارت، شعله باز یا تابش مستقیم آفتاب نگه دارید. در عمل معمولاً از اتاق یا کابینت مخصوص با کنترل دما استفاده می شود تا محیط نگهداری خنک بماند. از سوی دیگر شرایط بسیار سرد نیز باید اجتناب شود، حتی با اینکه اسید نیتریک نقطه انجماد پایینی دارد (حدود ۴۲- درجه سانتی ‌گراد برای غلظت ۶۸٪). یخ زدگی می ‌تواند باعث انبساط یا انقباض شود که ممکن است به یکپارچگی ظرف آسیب برساند. حفظ دامنه دمایی ثابت و معتدل باعث می شود اسید در شرایط خوبی باقی بماند و خطرات کاهش یابد.

اطمینان از رطوبت پایین و شرایط خشک

خشک بودن محیط نگهداری برای پایداری خرید اسید نیتریک صادراتی مهم است. رطوبت بالا می ‌تواند باعث ورود نم به محیط شود. هرچند خود اسید نیتریک به اندازه بعضی اسیدهای دیگر جاذب رطوبت نیست، حضور آب همچنان می ‌تواند مشکل ساز شود. اگر آب وارد ظرف شود، ممکن است اسید نیتریک را رقیق کند. هرگونه تماس آب با اسید می‌ تواند واکنش شدیدی ایجاد کرده و گرما و بخارات خورنده آزاد کند. نگهداری اسید نیتریک در فضای کم رطوبت و دارای تهویه مناسب به جلوگیری از میعان و تجمع رطوبت در اطراف ظروف کمک می‌ کند. به طور ایده آل رطوبت نسبی در محل نگهداری باید زیر حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد حفظ شود. این کار خطر زنگ زدگی فلزات در کابینت نگهداری یا درپوش ظروف را که از ترکیب بخارات اسید با رطوبت ناشی می ‌شود کاهش می دهد. همیشه مطمئن شوید که ظروف پیش از پر کردن با اسید نیتریک کاملاً خشک هستند، چون حتی مقدار کمی آب باقی مانده در یک بطری می ‌تواند واکنش یا افزایش فشار غیرمنتظره ای ایجاد کند. با حفظ شرایط خشک و دور نگه داشتن اسید از هرگونه تماس با آب، کیفیت آن را حفظ کرده و از واکنش های گرماذای خطرناک حین نگهداری جلوگیری می کنید.

محافظت از اسید نیتریک در برابر نور

تابش نور می ‌تواند با گذشت زمان اسید نیتریک را به طور قابل توجهی تخریب کند. وقتی اسید نیتریک در معرض نور خورشید یا پرتو فرابنفش شدید قرار گیرد، تجزیه فوتوشیمیایی می شود. این واکنش گاز دی ‌اکسید نیتروژن (NO2) تولید می کند همان بخارات قهوه ای رنگی که به اسید نیتریک کهنه رنگ زرد قهوه ای می ‌دهد، به همراه اکسیژن و آب. این تجزیه نه تنها غلظت و اثربخشی اسید را کاهش می دهد، بلکه به دلیل تشکیل گاز فشار داخل ظرف را نیز افزایش می دهد. به همین دلیل معمولاً اسید نیتریک را در بطری های شیشه ای کهربایی (قهوه ای رنگ) یا ظروف مات دیگر که نور را مسدود می کنند نگهداری می کنند. برای بهینه سازی شرایط نگهداری، اسید نیتریک را در محل تاریک مثلاً داخل کابینت یا انبار دور از پنجره ها و نور مستقیم خورشید نگه دارید. اگر اسید در ظرف شفاف نگهداری می شود، حتما آن را در جای تاریک قرار دهید یا به یک بطری شیشه ای قهوه ای منتقل کنید. کاهش مواجهه با نور به جلوگیری از تغییر رنگ اسید و افزایش فشار داخلی ناشی از گاز کمک می کند. علاوه بر این نگهداری در محیط خنک و تاریک سرعت تجزیه طبیعی را کاهش می دهد، بنابراین اسید برای مدت طولانی تری پایدار می ماند و هر زمان که نیاز باشد ایمن تر قابل استفاده است. اگر مشاهده کردید که اسید نیتریک شما با گذشت زمان کم رنگ و متمایل به زرد می شود، این نشانه ای است که باید میزان نور و شرایط نگهداری را بررسی کنید.

حفظ تهویه مناسب در محل نگهداری

تهویه مناسب یکی از شرایط کلیدی برای نگهداری اسید نیتریک است، زیرا این ماده حتی در حالت ذخیره سازی نیز می تواند بخارات سمی متصاعد کند. هر مکانی که اسید نیتریک در آن نگهداری می شود باید جریان هوای کافی داشته باشد تا از تجمع گازهای اکسید نیتروژن و سایر بخارات جلوگیری شود. در آزمایشگاه، بطری های اسید نیتریک را ترجیحاً در کابینت مخصوص مواد خورنده که دارای تهویه است یا در فضایی با تهویه مناسب نگهداری کنید. در اتاق های بزرگ نگهداری یا محیط های صنعتی، باید سیستم های تهویه مکانیکی (مانند هواکش ها یا هودهای بخار) وجود داشته باشند تا هرگونه بخاری که ممکن است از ظروف نشت کند پراکنده شود. تهویه مناسب نه تنها از افراد در برابر استنشاق گازهای خطرناک محافظت می کند، بلکه به کاهش اثر خورندگی آن بخارات بر تجهیزات یا مواد مجاور نیز کمک می کند. هرگز اسید نیتریک را در فضای بسته و بدون تهویه که گازها می توانند تجمع پیدا کنند نگهداری نکنید این کار می تواند محیطی بسیار خطرناک ایجاد کند. همچنین بهتر است ظروف اسید نیتریک را داخل یک هود بخار باز کنید، تا هرگونه رها شدن ناگهانی بخارات فوراً به دام افتاده و خارج شود. با حفظ تهویه کافی، مطمئن می شوید که حتی اگر نشتی یا تبخیر جزئی رخ دهد، بخارات خطرناک در سطوح خطرناک تجمع نخواهند یافت.

انتخاب جنس ظرف مناسب برای نگهداری

انتخاب جنس ظرف بسیار مهم است زیرا ماهیت خورنده اسید نیتریک می تواند ظروف نامناسب را تخریب کند. در آزمایشگاه ها برای مقادیر کم، اسید نیتریک معمولاً در بطری های شیشه ای نگهداری می شود. شیشه بوروسیلیکات (به ویژه نوع قهوه ای) در برابر خوردگی اسید بسیار مقاوم است و با اسید نیتریک واکنش نمی دهد، بنابراین انتخابی ایمن به شمار می آید. بسیاری از محلول های تجاری اسید نیتریک نیز در بطری های شیشه ای قهوه ای عرضه می شوند تا محتوا را از نور محافظت کنند. بعضی پلاستیک ها نیز سازگار هستند: پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و تفلون (PTFE) به طور معمول استفاده می شوند چرا که در برابر اسید های قوی مقاوم هستند. در محیط های صنعتی اسید نیتریک غلیظ اغلب در تانک هایی از جنس فولاد زنگ نزن (استیل ۳۱۶) ذخیره می شود که می توانند بدون خوردگی قابل توجه در برابر این اسید اکسیدکننده مقاومت کنند. در این میان بررسی و نگهداری دوره‌ ای تجهیزات ذخیره‌ سازی اسید نیتریک اهمیت بالایی دارد تا هرگونه ضعف یا آسیب احتمالی در ظروف یا مخازن به موقع شناسایی شود. در مقابل موادی هستند که باید به طور جدی از آنها اجتناب کرد. فلزات معمولی مانند آهن، مس، برنج یا آلومینیوم با اسید نیتریک واکنش می دهند که منجر به خوردگی خطرناک، انتشار گاز سمی یا حتی آتش سوزی می شود (مثلاً واکنش اسید نیتریک با مس بخارات شدید و گرما تولید می کند). همچنین برخی پلاستیک ها مانند PVC (پلی وینیل کلرید) یا PP (پلی پروپیلن) ممکن است پس از مواجهه طولانی با اسید نیتریک تضعیف شده و تخریب شوند. همواره از ظروفی استفاده کنید که به طور اختصاصی برای نگهداری اسید قوی طراحی و درجه بندی شده اند و جنس مقاوم در برابر خوردگی اسید دارند. استفاده از ظرف مناسب از نشت و واکنش های ناخواسته جلوگیری کرده و اطمینان می دهد که اسید برای مدت طولانی به طور ایمن در ظرف باقی می ماند.

ایمن ‌سازی ظروف و مدیریت فشار

پس از انتخاب ظرف مناسب مهم است که آن را به درستی مهر و موم کنید و حواس تان به فشار داخلی باشد. ظروف حاوی اسید نیتریک در زمان نگهداری باید کاملاً بسته باشند تا از تبخیر بخارات و ورود آلودگی جلوگیری شود. از درپوش ها یا بست هایی استفاده کنید که جنس آنها مقاوم در برابر اسید باشد (معمولاً پلاستیکی یا با لایه تفلون، نه فلزی) تا مهر و موم خوبی ایجاد شود. اما همچنین در نظر داشته باشید که اسید نیتریک می تواند به مرور زمان درون بطری فشار ایجاد کند، به خصوص اگر تجزیه شود یا آلاینده ای در آن باشد. به همین دلیل هرگز نباید ظروف را بیش از حد پر کنید؛ همیشه بالای مایع مقداری فضای خالی (هوا) بگذارید تا برای انبساط یا تجمع گاز جا باشد. اگر یک بطری اسید نیتریک برای مدت طولانی ذخیره شده است، آن را با احتیاط در یک فضای با تهویه خوب یا زیر هود باز کنید، زیرا ممکن است گاز دی ‌اکسید نیتروژن تجمع یافته به سرعت خارج شود. بعضی آزمایشگاه ها از درپوش های دارای تهویه استفاده می کنند که اجازه می ‌دهد فشار به آرامی خارج شود و از ترکیدن ظرف جلوگیری شود، به ویژه برای محلول های پسماند اسید نیتریک که ممکن است گاز تولید کنند. اطمینان حاصل کنید که درپوش هنگام نگهداری محکم بسته شده است، اما از سفت کردن بیش از حد درپوش پلاستیکی که به آب بندی آسیب برساند خودداری کنید. یک ظرف به درستی مهر و موم شده و به حالت عمودی، نشت را به حداقل می ‌رساند و با کمی دقت در کنترل فشار، خطر پاشش یا ترکیدن ناگهانی هنگام باز کردن اسید کاهش می یابد.

جداسازی اسید نیتریک از مواد ناسازگار

نگهداری ایمن اسید نیتریک مستلزم دور نگه داشتن آن از مواد شیمیایی است که ممکن است با آن واکنش خطرناک دهند. اسید نیتریک یک اکسیدکننده قوی است و باید از هر ماده قابل اشتعال یا سوختنی جدا نگهداری شود برای مثال، هرگز آن را کنار حلال های آلی، سوخت ها، روغن ها، کاغذ یا پارچه ذخیره نکنید. اگر اسید نیتریک نشت کند یا حتی بخارات آن با چنین موادی تماس پیدا کند، می تواند منجر به آتش سوزی یا ایجاد ترکیبات انفجاری شود. به همین شکل اسید نیتریک را جدا از بازها (مواد قلیایی) نگهداری کنید تا از واکنش شدید خنثی سازی جلوگیری شود. همچنین بهتر است آن را دور از سایر اسیدها، به خصوص اسیدهایی که ترکیبات آلی یا کلرید دارند، نگهداری کنید؛ برای مثال مخلوط کردن اسید نیتریک با اسید هیدروکلریک می تواند گاز کلر تولید کند (تیزاب سلطانی تشکیل می‌ شود) که بسیار خطرناک است. به طور کلی بهتر است برای اسید نیتریک محل یا سینی مجزایی در نظر بگیرید، دور از موادی مانند اسیدهای آلی، فلزات، سولفیدها و هر عامل کاهنده قوی. بسیاری از دستورالعمل های ایمنی توصیه می کنند از یک سینی ثانویه برای ایزوله کردن اسید نیتریک داخل کابینت اسید استفاده شود، تا حتی اگر نشتی رخ دهد اسید با سایر مواد مخلوط نشود. با جداسازی اسید نیتریک از مواد ناسازگار، احتمال مخلوط شدن تصادفی یا واکنش های شیمیایی که می تواند به آتش سوزی، انتشار گاز سمی یا انفجار در محل نگهداری منجر شود را از بین می برید.

استفاده از کابینت اسید و محفظه ثانویه

برای ایمنی بهینه، اسید نیتریک را در یک کابینت مخصوص مواد خورنده با محفظه ثانویه نگهداری کنید. کابینت های نگهداری اسید معمولاً از موادی ساخته شده است که در برابر خوردگی مقاوم هستند (مثلاً چوب، پلی اتیلن با چگالی بالا یا فلز با پوشش اپوکسی) و برای مهار نشتی طراحی شده اند. نگهداری اسید نیتریک در چنین کابینتی تضمین می کند که در یک محیط کنترل شده باقی می ماند کابینت بطری ها را در تاریکی نگه می دارد، دمای خنک تری را حفظ می کند و یک مانع فیزیکی در برابر سایر مواد فراهم می کند. داخل کابینت همیشه یک محفظه ثانویه مانند سینی یا تشت پلاستیکی زیر بطری های اسید نیتریک قرار دهید. این سینی هرگونه نشت یا چکه را جمع آوری می کند و مانع پخش شدن اسید یا آسیب به کابینت و کف می شود. محفظه ثانویه به ویژه برای اسید نیتریک مهم است زیرا حتی یک نشت کوچک در صورت مهار نشدن می تواند خسارت جدی به بار آورد. اگر بیش از چند صد میلی لیتر ذخیره می کنید، شاید بهتر باشد که یک کابینت یا بخش کامل را فقط به اسید نیتریک اختصاص دهید، به جای اینکه آن را در کنار سایر مواد ذخیره کنید. در ذخیره سازی در مقیاس بزرگ یا صنعتی، باید کف محل در برابر اسید مقاوم باشد و محفظه های توکار (مانند لبه های حوضچه مانند یا چاله ها) برای جمع آوری هر گونه نشت عمده وجود داشته باشد. در مجموع استفاده از کابینت ها و اقدامات محفظه بندی مناسب یک لایه ایمنی اضافه می کند. حتی اگر یک ظرف خراب شود، اسید نیتریک محدود و خنثی خواهد شد بدون اینکه آسیب گسترده ای ایجاد کند.

چیدمان ایمن ظروف اسید نیتریک

نحوه چیدمان و قرار دادن ظروف اسید نیتریک در محل نگهداری می تواند تا حد زیادی بر ایمنی تأثیر بگذارد. بطری های اسید نیتریک باید همیشه به صورت عمودی و محکم قرار داده شوند تا از واژگون شدن آنها جلوگیری شود. هرگز ظروف اسید را روی هم انبار نکنید و از ازدحام بیش از حد که می تواند به برخورد تصادفی یا دشواری در دسترسی منجر شود پرهیز کنید. مهم تر از همه اسید نیتریک را در ارتفاع هم سطح یا بالاتر از چشم ذخیره نکنید. همیشه آن را در قفسه های پایین (زیر ارتفاع چشم یا سینه) نگهداری کنید تا اگر یک بطری افتاد یا هنگام کار با آن پاششی رخ داد، به صورت شما برخورد نکند. نگه داشتن بطری های سنگین اسید در قفسه های پایین نیز خطر حوادث شدید ناشی از سقوط را کاهش می دهد. قفسه ها باید محکم باشند و لبه برجسته یا حفاظ داشته باشند تا از سر خوردن بطری ها جلوگیری شود (این امر به ویژه در مناطق مستعد لرزش یا زلزله مهم است). همچنین مقدار اسید نیتریک ذخیره شده در یک مکان را طبق دستورالعمل های ایمنی محدود کنید. حجم های بسیار زیاد را در مکان های جداگانه یا کابینت های تخصصی تقسیم کنید تا تأثیر هر حادثه ای به حداقل برسد. سازماندهی خوب و چیدمان حساب شده ظروف اسید نیتریک دسترسی روزمره را ایمن تر می کند و به جلوگیری از حوادث ناشی از افتادن، نشت یا اشتباه کمک می کند.

برچسب گذاری و شناسایی صحیح

تمام ظروف اسید نیتریک باید برای نگهداری و کار ایمن به طور واضح برچسب گذاری شوند. برچسب گذاری صحیح یعنی روی بطری نام ماده اسید نیتریک به صورت برجسته درج شود، همراه با غلظت آن (مثلاً اسید نیتریک ۷۰٪ یا اسید نیتریک دود کننده ۹۰٪) و هشدارهای خطر مناسب. علامت ها یا نمادهای خورنده و اکسیدکننده را اضافه کنید زیرا اسید نیتریک هر دو خاصیت را دارد. اگر اسید در ظرف ثانویه یا سینی نگهداری می شود، آن را نیز باید برچسب یا علامت گذاری کرد تا هر کس بتواند خطر را در نگاه اول تشخیص دهد. برچسب ها باید بادوام و مقاوم در برابر اسید باشند؛ بسیاری از بطری های اسید نیتریک دارای برچسب با روکش پلاستیکی هستند تا بر اثر چکه محو یا لکه دار نشوند. همچنین بهتر است تاریخ خرید یا باز شدن بطری را نیز روی ظرف یادداشت کنید، به عنوان بخشی از مدیریت موجودی و برای ردیابی عمر آن. هرگز به حافظه یا ظروف بدون برچسب متکی نباشید. استفاده یا جابجایی یک بطری اسید نیتریک ناشناس می تواند به اشتباهات جدی یا مخلوط های ناسازگار منجر شود. در یک کابینت نگهداری، اسید نیتریک را در قسمت برچسب خورده مخصوص خود قرار دهید و مطمئن شوید هیچ ظرفی بدون شناسه واضح نباشد. با اجرای دقیق روش های برچسب گذاری و شناسایی، یک سیستم نگهداری سازمان یافته خواهید داشت که در آن خطرات مشخص هستند و هر فرد فوراً می تواند محتویات و خطرات هر ظرف را تشخیص دهد.