Możliwość wystąpienia niekontrolowanej reakcji
Niektóre substancje chemiczne nieodpowiednio przechowywane lub znajdujące się w obecności materiałów katalizujących ulegają łatwo niekontrolowanym reakcjom rozkładu lub polimeryzacji, w których wyniku wzrasta ciśnienie w pojemniku i dochodzi do rozsadzenia. Powyższe przemiany są zazwyczaj wywołane przez różne substancje wprowadzone do pojemnika przypadkowo (np. powietrze) lub znajdujące się w nim jako zanieczyszczenia. Gazy uwolnione z pojemnika w wyniku wybuchu mogą tworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową.
Niestabilne substancje chemiczne w pewnych określonych, ale zazwyczaj niekontrolowanych, warunkach mogą stanowić zagrożenie z powodu uwalniania dużych ilości energii i/lub toksycznych gazów. Z tego też względu praca i przechowywanie tego typu związków wymaga zachowania zasad szczególnej ostrożności. Niektóre związki mogą samorzutnie i gwałtownie polimeryzować, rozkładać się, kondensować lub zmieniać swoją aktywność chemiczną. Inne mogą gwałtownie reagować w zetknięciu z innymi powszechnie dostępnymi odczynnikami lub nawet pod wpływem warunków środowiska.
Reakcje te mogą występować samorzutnie w zetknięciu z wodą lub tlenem z powietrza. Na przykład szereg metali w stanie czystym szybko utlenia się w zetknięciu z powietrzem. Wiele związków wykazuje stabilność o ile nie dojdzie do kontaktu w innymi związkami. Niektóre substancje wymagają bardzo niewielkiej energii aktywacji potrzebnej do zainicjowania reakcji spontanicznych. W przypadku reakcji egzotermicznych początkowo produkowana energia może przyspieszać dalsze zachodzenie reakcji prowadząc do wybuchów.
Działanie temperatury, tarcie mechaniczne czy nagromadzony ładunek elektrostatyczny mogą wywoływać reakcji samorzutne. W niektórych przypadkach niestabilnych związek chemiczny może stanowić katalizator zmniejszający ilość energii potrzebnej do zainicjowania lub podtrzymania zachodzenia innych reakcji chemicznych.
Zachodzące samorzutnie reakcje rozkładu lub zmiany w stanie skupienia nawet jeśli zachodzą z niewielką szybkością mogą stanowić zagrożenie poprzez zmniejszanie stabilności związków chemicznych i ich mieszanin i tworzenie produktów o dużo bardziej reaktywnym charakterze. Szczególnie niebezpieczne jest wykorzystanie nadtlenków organicznych. Innym przykładem jest tworzenie wrażliwych na uderzenie kryształów kwasu pikrynowego, które mogą wytrącać się z roztworów wodnych.
Do szczególnie reaktywnych grup związków należą:
1. Utleniacze
Związki lub pierwiastki przyjmujące elektrony i ulegające tym sam redukcji.
Do silnych utleniaczy należą: brom i jego związki, chlor i jego związki, chromiany i dichromiany i związki chromu, fluor, jod i jego związki, kwas azotowy, azotany, azotyny, nadmanganiany, nadtlenki, nadsiarczany, pikryniany, kwas siarkowy.
2. Związki wrażliwe na wilgoć i wodę
Związki te mogą zapalać się, eksplodować, tworzyć agresywne i toksyczne gazy w zetknięciu z wilgocią i wodą.
Do tego typu związki stanowią: metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych takie jak sód, lit, potas, wapń, magnez; bezwodne halogenki metali takich jak np. glin czy german oraz halogenki niemetali; bezwodne tlenki metali; węglik wapnia (karbid), chlorek benzoilu, bezwodniki kwasowe.
3. Związki wrażliwe na tlen
Związki te mogą zapalać się, eksplodować, tworzyć agresywne i toksyczne gazy w zetknięciu z tlenem z powietrza.
Do grupy związków o takich właściwościach należą: alkilowe pochodne metali (etoksydietyloaluminium, chlorek dimetylobismutu), dimetylofosforowodór, trietyloarsenowodór, karbonylowe pochodne metali np. pentakarbonylożelazo; wodorki metali i ich pochodne; czerwony fosfor.
4. Związki wrażliwe na temperaturę
Związki te mogą ulegać gwałtownym reakcjom rozkładu po przekroczeniu określonej charakterystycznej dla nich temperatury. Mogą one zapalać się, eksplodować, tworzyć agresywne i toksyczne gazy.
Do tego typu związków należą: utleniacze takie jak nadchlorany, chlorany, azotany, bromiany, chloryny, jodany, związki azowe, nadtlenki organiczne.
5. Związki ulegające samorzutnemu rozkładowi
Związki te zmieniają swoje właściwości z upływem czasu i wykazują silną tendencję do zapalania się, eksplodowania, tworzenia agresywnych i toksycznych gazów nawet bez zaistnienia dodatkowego bodźca fizykochemicznego.
Jak przykłady takich związków można wskazać: stężony wodorotlenek wodoru zwłaszcza jeśli jest on zanieczyszczony, suchy nadtlenek benzoilu, nitrogliceryna.
6. Związki wrażliwe na uderzenie, tarcie i wyładowania elektrostatyczne
Związki te mogą gwałtownie rozkładać się w odpowiedzi na bodziec związany z uderzeniem, tarciem czy też nagromadzeniem się ładunku elektrostatycznego.
Do związków tych należą: acetylenki, azydki, azozwiązki, pioruniany, nitrozwiązki, nitrozozwiązki, azotany organiczne, nadtlenki organiczne i nieorganiczne, ozonki, kwas pikrynowy.
7. Nadtlenki
Nadtlenki są wrażliwe na ciepło, tarcie, uderzenie, światło i są uważane jako jedne z najbardziej niebezpiecznych związków.
Wiele związków chemicznych może tworzyć nadtlenki jeśli poddane są działaniu tlenu z powietrza. Nawet proste otworzenie pojemnika z odczynnikiem i pozostawienie go otwartego może stwarzać warunki odpowiednie do tworzenia tych związków. Tworzenie kryształów i zmętnień w pojemnikach w których przechowywane są odczynniki wskazuje na możliwą obecność nadtlenków. Powstawanie kryształów zachodzi najczęściej w pobliżu zakrętek. Tarcie związane z otwieraniem pojemników może powodować wybuch, który może inicjować pożar łatwopalnej zawartości pojemników. Tworzenie nadtlenków występuje również w wielu przypadkach podczas polimeryzacji związków nienasyconych. Wytworzone nadtlenki mogą z kolei inicjować niekontrolowane i wybuchowe reakcje polimeryzacji. Poniżej zestawiono związki w kolejności zmniejszającego się zagrożenia związanego w tworzeniem nadtlenków:
Związki organiczne:
- etery i acetale z wodorem w pozycji alfa łańcucha węglowego;
- olefiny z wodorem przy grupie allylowej;
- chloroolefiny i fluoroolefiny;
- chlorki, estry i etery winylu;
- dieny;
- pochodne winyloacetylenu z wodorem w pozycji alfa łańcucha węglowego;
- pochodne alkiloacetylenu z wodorem w pozycji alfa łańcucha węglowego;
- pochodne alkiloarenowe zawierające czwartorzędowe atomy wodoru;
- alkany i cykloalkany zawierające czwartorzędowe atomy wodoru;
- akrylany i metakrylany;
- alkohole drugorzędowe;
- ketony zawierające atomy wodoru w pozycji alfa łańcucha węglowego;
- aldehydy;
- amidy i laktamy które zawierają atom wodoru przy atomie węgla połączonym z atomem azotu.
Związki nieorganiczne:
- metale alkaliczne zwłaszcza potas, rubin i cez;
- amidy metali;
- związki metaloorganiczne z atomem metalu związanym z węglem;
- alkoholany metali.
