Gefahren durch Alkalimetallbestände

Vorsicht vor Altbeständen

Über eine Serie verschiedener Explosionsereignisse mit einem Toten und mehreren Verletzten beim Umgang mit Kalium berichteten wir in der Sicheren Chemiearbeit 2-1998, Seite 17, ausführlich auch in den Nachrichten aus Chemie, Technik und Laboratorium 46 (1998), Seite 16.

Mittlerweile hat die Analyse der gelblich-rötlichen Krusten von oxidierten Kaliumstücken ergeben, dass diese zu 10 – 15 Prozent aus Kaliumhyperoxid besteht. Dieser Stoff ist ein extrem starkes Oxidationsmittel, welches mit dem Öl, unter dem Kalium gelagert wird, bereits bei mechanischem Druck detonieren kann. 80 – 90 Prozent der Kruste bildet ein Kaliumhydroxid-Monohydrat, welches beim Erhitzen bei 110 – 140 °C sein Wasser abgibt und somit zu einer weiteren Gefahr führt (J. Evers, T. Klapöthke, G. Oehlinger, Nachrichten aus der Chemie 50 (2002), Seite 1126).

Das abgegebene Wasser reagiert ebenfalls unter Wasserstoffbildung explosionsartig mit dem Kalium. Daher dürfen Kaliumstücke mit Krusten gleich welcher Art nicht erhitzt werden. Da alle Alkalimetallhydroxide verschiedene Hydrate MOH · n H₂O bilden können, muss immer mit einer Reaktion durch Wasserabspaltung gerechnet werden.

Kürzlich erfolgte eine Explosion beim Versuch, mit dem Metallspatel eine Probe aus einer 16 Jahre alten Flasche mit 1,2 kg 33%iger Natriumdispersion in Xylol zu entnehmen. Ein Chemiker wurde dabei schwer verletzt (CLB Chemie in Labor und Biotechnik 53 Heft 7 (2002) M56). Auch hier muss die Bildung von stark oxidierend wirkendem Natriumperoxid angenommen werden.

Beim Umgang mit allen Alkalimetallaltbeständen und -abfällen muss entsprechende Vorsicht walten. Die wichtigste Maßnahme besteht darin, eine gefährliche Oxidation zu vermeiden, insbesondere durch Verhindern einer Überalterung. Eine Aufbewahrung unter Sperrflüssigkeiten wie Paraffinöl verhindert den Zutritt von Sauerstoff und Wasser nicht vollständig, führt also zur – wenn auch langsamen – Oxidation. Eine zusätzliche Inertisierung der Flaschen mit Argon oder Füllung mit Sperrflüssigkeit bis zum Rand erhöht die Sicherheit durch eine weitere Verzögerung der Oxidation, aber nur in Glasampullen unter Argon oder im Vakuum dicht abgeschmolzen sind die Metalle ohne Oxidation haltbar. Die Glasampullen müssen jedoch gegen unbeabsichtigtes Zerbrechen gesichert werden, beispielsweise durch Einstellen in mit Blähglimmer gefüllte Metallgefäße.

Geraten die Metalle in Brand, müssen zum Löschen geeignete Feuerlöscher eingesetzt werden. Löschversuche mit Wasser oder Kohlendioxid können katastrophal enden. Zu empfehlen ist Metallbrandpulver (Brandklasse D), hilfsweise auch wasserfreies Natriumcarbonat zum Abdecken kleiner Brände. Auch andere Chemikalien können sich im Lauf der Zeit in gefährlicher Weise verändern, beispielsweise Alkalimetallamide oder Ether. Daher fordern die Richtlinien für Laboratorien (jetzt: Sicheres Arbeiten in Laboratorien) und die TRGS 526 in den Punkten 4.9.4 und 4.16.2 die jährliche Überprüfung aller vorgehaltenen Chemikalien und Präparate bzw. der Abfälle.

Siehe auch: Sichere Chemiearbeit, 4-2003, Seite 46