Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Caustic Substances and their Effect.

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1 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Caustic Substances and their Effect on Organic Material

2 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Topics: Experiments Theory Safety

3 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Theory What are caustic substances? Hazards for humans and nature Safety / Rules of behaviour Dealing with hazards Correct methods of disposal

4 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

5 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Acids and Bases. According to Brönsteds theory acids are substances that can yield hydrogen ions. Bases are substances that can take up protons (hydrogen ions).

6 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Acids Some of the acids that are often used in chemistry are, for example: Sulphuric acid (H 2 SO 4 ) Hydrochloric acid (HCl) Nitric acid (HNO 3 ) Phosphoric acid (H 3 PO 4 )

7 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Bases Some of the bases that are often used in chemistry are, for example: Caustic soda solution (NaOH) Caustic potash solution (KOH) Ammonium hydroxide (NH 4 OH)

8 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Safety Labelling Examples of injuries

9 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Labelling of Caustic Substances Caustic substances are labelled with these symbols:

10 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Labelling of Caustic Substances If signs like these show that you should wear these items of protective clothing, then always follow the instructions!

11 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

12 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Hand showing acid burns.

13 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Eye damaged by acid.

14 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Experiments: Pigs eyes Sugar and acid Proteins and acid

15 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Reaction of Sulphuric Acid and Sugar. Apparatus: - 500 ml beaker - Pipette - Peleus ball - Glass rod Chemicals:- Sulphuric acid - Sugar (Saccharose)

16 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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!

17 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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

18 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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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25 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Reaction of Sulphuric Acid and Sugar. Explanation: The sugar (C 12 H 22 O 11 ) 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. C 12 H 22 O 11 12 C+11 H 2 O C+ 2H 2 SO 4 CO 2 +2SO 2 + 2H 2 O

26 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Reaction of Acids and Bases with Protein. Chemicals, substances: concentrated caustic soda solution NaOH(aq), concentrated nitric acid HNO 3, concentrated hydrochloric acid HCl(aq), concentrated sulphuric acid H 2 SO 4, drain pipe cleaner, protein (from a chicken egg), cooked ham

27 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

28 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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

29 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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

30 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

31 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

32 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Reaktion von Säuren und Basen mit Eiweiß. Auswertung: Die gelbliche Verfärbung bei der Salpetersäure ist auf das Entstehen von NO 2 zurückzuführen. Der Versuch zeigt auch die Gefährlichkeit dieser Substanzen für menschliche Haut, die aus Eiweißen besteht.

33 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

34 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Wirkung von Säuren und Basen auf Schweineaugen. Chemikalien, Substanzen: konzentrierte Natronlauge NaOH (aq), konzentrierte Salpetersäure HNO 3, konzentrierte Salzsäure HCl (aq), konzentrierte Schwefelsäure H 2 SO 4, Abflussreiniger; Schweineaugen

35 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Wirkung von Säuren und Basen auf Schweineaugen Durchführung: Die Schweineaugen werden auf Uhrgläser gelegt und mit je einer der Substanzen betropft.

36 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Beobachtung Die Hornhaut des Auges wird trüb.

37 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Beobachtung Und wird nach einiger Zeit zersetzt.

38 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Beobachtung Vorher nachher!

39 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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

40 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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

41 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln Berührung mit Haut, Schleimhäuten und Augen vermeiden Augenschutz tragen, bei Umfüllvorgängen Vollsichtbrille und Gesichtsschutzschirm benutzen. Säure- und laugenbeständige Schutzhandschuhe benutzen.

42 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

43 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

44 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

45 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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.

46 Safety engineering involving economic and ecological aspects Kipscholl Janorschke Weyer Heinecke English 28.04.2004 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