Abschnitt 5.5 - 5.5 Zersetzungsreaktionen
Viele Stoffe oder Gemische erweisen sich bei thermischer oder mechanischer Beanspruchung als instabil. Sie zersetzen sich unter Umständen spontan mit hoher Energiefreisetzung, so dass die Zersetzung einen explosionsartigen Verlauf nehmen kann. Dabei können auch toxische Stoffe entstehen und freigesetzt werden.
Eine zu hohe thermische Belastung kann in der Laborpraxis z. B. beim Trocknen oder Destillieren gegeben sein. Beim Trocknen thermisch instabiler Stoffe in Wärmeschränken ist die Trocknungstemperatur so zu wählen und ggf. durch eine Übertemperatursicherung abzusichern, so dass eine Zersetzung nicht eingeleitet werden kann.
Destillationen sind im Abzug durchzuführen.
Bei der Destillation dürfen Substanzen, insbesondere Destillationsrückstände, nicht zu hoch erhitzt werden. Zeigen sich im Verlauf von Destillationen Anzeichen für eine beginnende Zersetzung (z. B. plötzliches Aufschäumen, Ausgasen), muss mit einem spontanen Verlauf der Zersetzung gerechnet werden. Die Heizquelle ist zu entfernen oder von ungefährdeter Stelle aus abzuschalten. Gegebenenfalls ist der gefährdete Bereich zu räumen und die betroffene Umgebung zu warnen.
Einige Substanzen sind im trockenen Zustand schlag-, druck- oder reibempfindlich. Beispiele hierfür sind Diazoniumsalze, Nitrophenolate und Pikrinsäure. Die Handhabung solcher Stoffe ist nur in Kleinstmengen ratsam, das Austrocknen ist zu vermeiden. Die Gefahrstoffe sind feucht zu halten (mit Wasser zu phlegmatisieren).
In der Laborpraxis bildet insbesondere die mechanische und thermische Instabilität von organischen Peroxiden eine latente Gefahr. Peroxide bilden sich in vielen organischen Lösemitteln beim Stehen unter Luftzutritt.
Zur Bildung von Peroxiden neigen zahlreiche organische Verbindungen, z. B. Ether, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ketone und Lösungen dieser Stoffe.
Zwar liegen solche Peroxide oft nur in sehr kleinen Konzentrationen vor, sie werden aber bei Destillationen in den Rückständen angereichert und können unter bestimmten, nicht vorhersehbaren Umständen zu verheerenden Explosionen führen.
Flüssigkeiten, die zur Bildung organischer Peroxide neigen, sind im Dunkeln oder in Flaschen aus Braunglas oder aus lichtundurchlässigem Material luftdicht aufzubewahren. Bei einigen Peroxide bildenden Stoffen genügt die Aufbewahrung im Dunklen nicht. Sie müssen vor der Destillation bzw. dem Abdampfen auf Anwesenheit von Peroxiden untersucht und gegebenenfalls von Peroxiden befreit werden.
Lösemittel sind mit Hilfe eines für die jeweilige Substanz geeigneten Peroxid-Teststäbchens auf Peroxide zu prüfen.
Peroxidhaltige Lösemittel müssen gemäß einer geeigneten Methode gereinigt werden. Dies darf nur von fachkundigen Personen ausgeführt werden. Die erneute Bildung von Peroxiden wird verhindert durch Zugabe von Oxidationsinhibitoren, durch Aufbewahrung in dunklen Flaschen, am wirksamsten aber unter Inertgas, idealerweise Argon.
Einige Peroxide sind zudem nur schwer zerstörbar, aber dennoch sehr labil, so dass auch Detonationsgefahr ohne Anreicherungsprozesse besteht. Daher sollte insbesondere auf Diisopropylether verzichtet werden.
Bei allen chemischen Synthesen mit Peroxiden, Peroxosäuren, Wasserstoffperoxid, molekularem Sauerstoff und Ozon muss vor der Aufarbeitung auf Anwesenheit von nicht umgesetzten Peroxiden geprüft werden, die gegebenenfalls vor der Aufarbeitung des Produkts durch ein Reduktionsmittel zerstört werden müssen. Peroxidische Verbindungen als Synthesezwischenprodukte sollten nur in verdünnten Lösungen gehandhabt werden.
Siehe auch DGUV Information 213-850 "Sicheres Arbeiten in Laboratorien" (DGUV Information 213-851 "Working Safely in Laboratories"), Abschnitt 5.1.2 und 5.1.3