Bir ametalin aktifliği elektron alma yeteneği ile ölçülür. Bu bağlamda ametallerin aktiflik sıralaması aşağıda verilmektedir;
F > O > N > Br > I > S > C > H > P > B > Si
Bu sıralamada önde olan ametal öncelikle indirgenir. Bu nedenle en iyi yükseltgen flor (F)'dir.
Oksitleyici kimyasalların genel özellikleri
Oksitleyici kimyasallar oda sıcaklığında veya düşük sıcaklıklarda oksijen veya diğer oksitleyici gazlar (brom, klor veya flor) açığa çıkaran katı maddelerdir.
Diğer bir tanımla; kendisinin alevlenir olması zorunluluğu olmamasına rağmen
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 7
Yanıcı Katılar-Oksitleyici Kimyasallar
genellikle oksijen vermek yoluyla başka maddelerin oksitlenerek yanmasına neden olan ya da katkıda bulunan kimyasal maddelerdir. Oksijen açığa çıkardıkları için yangın oluşumunu kolaylaştırır veya olası bir yangında yangının büyümesine neden olurlar. Güçlü oksitleyici kimyasallar yanıcı organik veya diğer oksitleyici maddeler ile birleştiklerinde patlayıcı karışımı formuna dönüşebilirler. Bu özellikleri nedeniyle oksitleyici kimyasallar yanıcı maddelerin yanına istiflenmemelidirler. Özetle oksitleyici kimyasallar;
• Yangın oluşum riskini ve var olan yangının şiddetini artırırlar.
• Yanında bulundukları kendiliğinden tutuşma riski olmayan kimyasalların yanmasına neden olurlar.
• Yanında bulundukları yanıcı maddelerin çok şiddetli bir şekilde alev almasına ve çok büyük yangınların oluşumuna neden olurlar.
Yukarıda belirtilen tüm riskler, oksitleyici kimyasalın yapısal kararlılığına bağlı olarak artabilir. Aşağıda yaygın olarak kullanılan oksitleyici kimyasalların listesi verilmektedir.
NFPA teknik komitesi tarafından hazırlanan NFPA 430; oksitleyici kimyasalların güvenli olarak depolanmasını sağlamak için gereken sınıflandırma sistemi hakkında detaylı bilgi vermektedir. 4 sınıftan oluşan bu sınıflandırma
sistemi oksitleyici kimyasalların yanıcı maddelerin yanma hızları
üzerindeki etkisine
• Perkloratlar (Örnek: Postayum Perklorat, KClO4)
• Kromatlar (Örnek: Potasyum Kromat, K 2CrO4)
• Dikromatlar (Örnek: potasyum perkromat, K 2Cr2O7)
• Anorganik peroksitler (Örnek: Baryum Peroksit, BaO2)
• Nitratlar (Örnek: Amonyum Nitrat, NH4NO3)
• Permanganatlar (Örnek: Amonyum Permanganat, (NH4)MnO4)
• Persulfatlar
• Perboratlar
• Peroksi asitler
NFPA (National Fire Protection Association); 1896 yılında kurulan yangın, elektrik ve diğer benzeri kazalar dolayısıyla ortaya çıkan ölümleri, yaralanmaları ve ekonomik kayıplarımı önlemeyi kendine misyon edinmiş, dünya çapında kâr amacı gütmeyen bir organizasyondur. NFPA misyon edindiği konular ile ilgili görüş birliği ile oluşturulmuş 300'den fazla kod ve standartlar, araştırma, eğitim ve hukuk ile bilgi ve birikimini ücretsiz olarak paylaşmaktadır. NFPA teknik komitesi tarafından hazırlanan NFPA 430; oksitleyici kimyasalların güvenli olarak depolanmasını sağlamak için gereken sınıflandırma sistemi hakkında detaylı bilgi vermektedir. 4 sınıftan oluşan bu sınıflandırma sistemi oksitleyici kimyasalların yanıcı maddelerin yanma hızları üzerindeki etkisine bakılarak hazırlanmıştır.
Sınıf 1: Temas ettiği yanıcı maddenin yanma hızında çok fazla değişim sağlamayan oksitleyici maddeler.
Sınıf 2: Temas ettiği yanıcı maddenin yanma hızında az miktarda artış sağlayan oksitleyici maddeler.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 8
Yanıcı Katılar-Oksitleyici Kimyasallar
Sınıf 3: Temas ettiği yanıcı maddenin yanma hızında ciddi miktarda artış sağlayan veya ısıya maruz kalma ve kirlenme dolayısıyla kuvvetli bir bozulma gösteren oksitleyici maddeler.
Sınıf 4: Kirlenme, fiziksel darbe ve ısıya maruz kalma sonucu patlayıcı reaksiyon veren ve temas ettiği yanıcı maddenin yanma hızında ciddi miktarda artış sağlayan oksitleyici maddeler.
Her oksitleyici sınıfına tipik örnekler aşağıdaki Tablo 6.3'te verilmiştir:
Tablo 6.3. Oksitleyici Madde (NFPA göre sınıflandırılmış) Sınıf Örnekler
Sınıf 1
Alüminyum nitrat Potasyum dikromat Amonyum persülfat Potasyum nitrat Baryum klorat Potasyum persülfat Baryum Nitrat Baryum peroksit
Sodyum karbonat peroksit Kalsiyum klorat
Sodyum dikloro-s-triazinetrione Kalsiyum nitrat
Sodyum dikromat Kalsiyum peroksit Sodyum nitrat Bakır nitrat Sodyum nitrit
Hidrojen peroksit (8-27,5%) Sodyum perborat
Kurşun nitrat
Sodyum perborat tetrahydrate Lityum hipoklorit
Sodyum perklorat monohidrat Lityum peroksit
Sodyum persülfat Magnezyum nitrat Stronsiyum klorat Magnezyum perklorat Stronsiyum nitrat Magnezyum peroksit Stronsiyum peroksit Çinko klorat
Nitrik asit (<% 70 kons.)
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 9
Yanıcı Katılar-Oksitleyici Kimyasallar
Çinko peroksit
Perklorik asit (<% 60 yoğunlaştırma)
Sınıf 2
Kalsiyum hipoklorit (<% 50 wgt) Potasyum permanganat
Krom trioksit (kromik asit) Sodyum klorit (<% 40 wgt.) Sodyum peroksit
Hidrojen peroksit (27,5-52% kons.) Sodyum permanganat
Nitrik asit (>% 70 kons.)
Sınıf 3
Amonyum dikromat Potasyum klorat
Potasyum dichloroisocyanurate Kalsiyum hipoklorit (>% 50 wgt.) Sodyum klorat
Perklorik asit (60-72,5% kons.) Sodyum klorit (>% 40 wgt.) Potasyum bromat
Sodyum dikloro-s-triazinetrione
Sınıf 4
Amonyum perklorat Amonyum permanganat Guanidin nitrat
Potasyum süperoksit
Tablo 6.3'te belirtilen kimyasallar dışında oksitleyici özelliği olan kimyasallar mevcuttur. Örneğin, %30 oranda oksijen içeren sıvı hava, oksitleyici özelliğinden dolayı birçok patlamada yer alır. Bu nedenledir ki çok düşük
sıcaklıklarda yapılan üretim ve işlemler için soğutucu olarak sıvı havaya göre çok daha güvenli olan sıvı azot kullanılır.
Oksitleyici kimyasalların depolanması ve güvenli kullanımı
Oksitleyiciler oda sıcaklığında veya yüksek sıcaklıklarda kendiliğinden oksijen meydana getirirler ve şok ile ısıtma altında şiddetle patlayabilirler. Farklı kimyasal kararsızlıklarından dolayı oksitleyici aktif maddeler beklenmedik şekilde patlayıcı olup bu yüzden tehlike tehdidi gösterirler. Oksitleyiciler organik
maddelerle temas edince şiddetle tepkimeye girerler. Bu nedenle oksitleyicilerle, organik maddelerin etkileşiminden kaçınılmalıdır. Oksitleyici kimyasallar
depolanırken dikkat edilecek en önemli ve öncelikli husus; söz konusu maddelerin
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 10
Yanıcı Katılar-Oksitleyici Kimyasallar
yanıcı ve parlayıcı maddelerden tamamen izole edilmesidir. Ayrıca bu tür maddelerin gün ışığından uzak, serin, kuru ve iyi havalandırılan alanlarda
depolanması gerekmektedir. Aşırı ve ani sıcaklık değişimlerinden korunmalıdırlar.
Özellikle kırılmayan renkli cam ve reaksiyona girmeyen kaplarda muhafaza edilmelidir. Oksitleyici kimyasalların depolandığı tüm alanlar Şekil 6.2'de gösterilen etiketle işaretlenmelidir. Oksitleyici kimyasalların depolanma alanlarında bu maddeler ile temas hâlindeki yapı malzemeleri yanmaz özellikte olmalıdır. Oksitleyici madde sınıflarının depolanması ilgili tüm detaylar NFPA 430, Sıvı ve Katı Oksitleyicilerin Depolanması ile ilgili yönetmelikte yer almaktadır.
Şekil 6.2. Oksitleyici maddeler için kullanılan sembol
Oksitleyiciler oda sıcaklığında veya yüksek
sıcaklıklarda kendiliğinden oksijen meydana getirirler ve şok ile ısıtma altında şiddetle
patlayabilirler.
Yukarıda belirtilen risklerinin yanı sıra, oksitleyici kimyasallar toksik ve aşındırıcı olabilirler. Ayrıca oksitleyici kimyasallar yapı, maruz kalma yolu (soluma, göz veya deri teması veya yutma) ve dozaja bağlı olarak, insan sağlığına önemli zararlar verebilirler. Diğer taraftan aşındırıcı özelliği olan oksitleyici kimyasallar metallere atak edip, onları bozabilirler. Bu nedenle oksitleyici kimyasalları kullanmadan önce mutlaka madde güvenlik bilgi kartları (MSDS) okunmalıdır.
Örnek olarak amonyum perklorat'ı verelim. Bu madde beyaz veya renksiz, kokusuz kristal formda bulunan bir kimyasaldır. Amonyum perklorat patlayıcıların ve havai fişeklerin yapımında, katı roketlerin ve mermi iticiler için oksitleyici ajan olarak ve deniz altılarda yaşamın sürdürülmesi için oksijen üreten cihazlarda kullanılır. Amonyum perklorat yüksek sıcaklıklarda bozunarak klorür, hidrojen klorür ve azot oksit gibi zehirli/toksik gazlar açığa çıkarır. Bu nedenle kapalı kaplarda ısıtılır ise çıkan gazların oluşturduğu basınç nedeniyle patlama meydana getirirler. Yanıcı maddelerin yanına istiflendiğinde yangın oluşma riskini oldukça artırır. Ayrıca göze ve deriye temas ettiğinde kaşıntı ve tahriş oluşturur.
Oksitleyici kimyasalların güvenli kullanımı
Oksitleyici kimyasallar ile çalışılırken aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir.
• Oksitleyici katılar ile çalışırken, uygun kişisel koruyucu giysiler giyilmelidir.
Bu tür maddeler ile çalışırken standart nitril eldiven, laboratuvar gözlüğü ve önlüğü giyilmelidir.
• Eğer oksitleyici maddeler ile çalışırken gerçekleştirilecek olan tepkimenin patlama riski var ise veya bu konu ile ilgili herhangi bir bilgi yok ise, patlamaya ve yanmaya dayanaklı çekme gücü yüksek çeker ocaklarda çalışılmalıdır.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi 11