Letzte Aktualisierung: 07.06.2009
Letzter vollständiger Linkcheck: 07.06.2009
Unfall beim Vernichten von Natrium in Alkohol
Ort, Jahr:
FU-Berlin, 1998
Zeitraum:
In der Nacht. (Keine Personen anwesend.)
Hergang:
Der Abzug wurde morgens so vorgefunden, wie auf den Fotos abgebildet.
Am Vortag hatte ein Mitarbeiter die aus einem Praktikum angefallenen Natriumreste mit
Ethanol vernichtet. Als er bei dem in einem Eisbad gekühlten Reaktionskolben keine
Gasentwicklung
mehr beobachten konnte, ging er davon aus, dass die Reaktion beendet sei. (Die Mischung war
undurchsichtig, man konnte also nicht sehen, ob sich das Metall aufgelöst hatte.)
Der Mitarbeiter überließ deshalb die Mischung sich selbst. Vermutlich hat sich in der
Nacht eine zündfähige Wasserstoffatmosphäre entwickelt, was um so eher
möglich war, als der Abzug gegen 22 Uhr planmäß automatisch abgeschaltet wurde.
Weshalb die
Mischung zündete, kann nur vermutet werden. (s.u.)
Schäden:
Alle Seitenscheiben des Abzuges brachen aus. Desgleichen die Rückwand. Die Fliesen
der Arbeitsfläche wurden abgelöst. Mäßige Rußbelastung im Raum.
Völlige Zersplitterung des Reaktionskolbens und einiger anderer im Abzug befindlicher
Glasgeräte.
Durch den Explosionsdruck fielen im Nachbarraum Bücher von den Regalen.
Sofern ein Brand entstanden ist, kann er nur geringfügig gewesen sein. Ev. entstandene
Flammen sind jedenfalls von selbst wieder verlöscht.
Unfallfolgen:
Der defekte Abzug mußte komplett durch einen neuen ersetzt werden.
Probleme:
Stark verkrustete Natriumreste können beim Auflösen in Alkohol eine so stark
trübe Mischung ergeben, dass man nicht mehr in das Kolbeninnere sehen kann.
In so einem Falle kann erst dann davon ausgegangen werden dass die
Mischung abreagiert hat, wenn diese filtriert worden ist und der Filterrückstand
keine Reaktion mit frischem Alkohol zeigt.
Das beim Auflösen von Natrium entstehende Natriumalkoholat neigt schon in geringen
Konzentration dazu, den Alkohol pastös einzudicken. Vermutlich hatte dies im vorliegenden
Fall verhängnisvolle Folgen:
Das metallische Natrium wird in "Alkoholatnester" eingeschlossen, in denen es
nur noch wenig aktiven Wasserstoff gibt, die Reaktion also langsam ist. Vermutlich ist aus
diesem Grund die Wasserstoffentwicklung temporär zum Erliegen gekommen.
Die Wärmeableitung der viskosen Mischung ist erheblich schlechter als die des
dünnflüssigen Alkohols. Möglicherweise haben sich die Natriumnester deshalb
im Laufe der Zeit erwärmt. Sie könnten dabei so heiß geworden sein, dass das
Metall aufgeglüht hat oder den Kolben durch thermische Spannung zum Zerbrechen gebracht
hat. (Bei der Vernichtung von Natrium in zu geringer Alkoholmenge kann man leicht ein Feuer
auslösen.)
Auf jeden Fall wird die Wasserstoffentwicklung in der Nacht wieder
verstärkt in Gang gekommen sein, vermutlich auch deswegen, weil die Kühlleistung
des Eisbades irgendwann erschöpft war.
Methodische Fehler:
Die Beurteilung des Reaktionsendes bei einer trüben Mischung allein durch
Sichtkontrolle der Gasentwicklung ist nicht ausreichend. Vielmehr ist zu filtrieren.
Bei der Auflösung von Natrium in Alkoholen darf nicht mit dem Eisbad gekühlt
werden. Die pastöse Eindickung der Mischung findet in der Kälte noch viel
eher statt und kann die Reaktion temporär sogar stoppen. Es schadet nichts, wenn sich die
Mischung während der Reaktion erwärmt. Im Gegenteil bleibt sie dadurch länger
dünnflüssig, wodurch gleichmäßige Reaktion und Wärmeableitung
gewährleistet sind. Auf jeden Fall ist im ausreichenden Alkoholüberschuss zu
arbeiten. Bei pastös gewordenen Mischungen kann das Metall sich lokal so stark aufheizen,
dass es zündet!
Im Falle eines Kolbenbruchs kann das Wasser des Eisbades explosionsartig mit noch
vorhandenen Natriumresten reagieren. Auch aus diesem Grund ist das Eisbad hier fehl am
Platze.
Die Vernichtung von Natrium gelingt am sichersten, wenn man ausreichend Zeit hat. Es ist
deshalb ungünstig, dies noch am Ende des Arbeitstages zu beginnen.
Maßnahmen:
Modifizierung der
Betriebsanweisung für den Umgang mit Natrium, Unterweisung der Beschäftigten.
Fotos:
Abbildung 1: Abzug nach Explosion
Seitenscheibe und Frontschieber komplett herausgebrochen. Rückwand zerbrochen.
Stativmaterial hat sich schräg nach vorn geneigt.
Abbildung 2: Vom Explosionsdruck zerdrückte Hebebühne
(Auf der Hebebühne befand sich das Eisbad)
Die weißen Brocken sind Teile der Rückwand.
Abbildung 3: Arbeitsfläche des Abzuges.
Vermutlich durch den Explosionsdruck sind alle Fliesen herausgebrochen worden
und liegen nur noch lose auf der Arbeitsfläche.
Abbildung 4: Schrank an der gegenüberliegenden Wand
Der Schrank stand etwa 2 m vom Abzug entfernt. An der Frontseite erkennt man bei
(a) einen dunklen rechteckigen Streifen. Er ist durch den Frontschieber verursacht
worden, welcher gegen den Schrank geschleudert wurde, ohne auf den 2 m Wegstrecke
wesentlich an Höhe zu verlieren. Die Scheibe ist danach bei (b) zu Boden gefallen und
zerschellt. An den übrigen Schrankwänden erkennt man die Rußbelastung.
(Möglicherweise war es auch kein Ruß sondern "Dreck" z.B. aus dem
zerknallten Abzugschacht.)
