Tetrachlorid uhelnatý

Meera Senthilingam

Tento týden nahlédneme do života stážisty v chemické laboratoři. A vzpomíná Brian Clegg:

Brian Clegg

Mezi školou a univerzitou, s nablýskanou novou maturitou z chemie za pasem, jsem strávil léto prací v průmyslové laboratoři. Jako nejnižší z nejnižších jsem dělal práci, kterou nikdo jiný nechtěl dělat. Úkolem naší laboratoře bylo testovat vstupní suroviny v továrně, která se specializovala na mastné kyseliny. Nejhorší prací bylo bezpochyby být „lumper bumper“ – přezdívka nejasného původu pro chození ven za každého počasí a lezení na střechu cisteren s chemikáliemi, aby se odebraly vzorky horkého obsahu. V lepším případě to znamenalo manipulaci se sladce vonícím olejem z kakaových ořechů, v horším se zapáchajícím lojem. Po těchto výpravách se zařízení na odběr vzorků připojilo k nekonečným hromadám špinavého laboratorního nádobí, které jsem měl také na starosti. A právě tam jsem se seznámil s tetrachlormetanem.

Tenkrát byl tetrachlormetan téměř univerzálním laboratorním čisticím prostředkem. Bezstarostně jsme jím mrskali a pohotově využívali schopnosti tohoto rozpouštědla rozpouštět obtížně odstranitelné látky, jako jsou oleje a tuky. Teď se na to dívám s jistým zděšením: dnes víme, že tetrachlormethan způsobuje poškození nervového systému a orgánů a dost možná je karcinogenní.

Tato jednoduchá sloučenina atomu uhlíku s připojenými čtyřmi atomy chloru je při pokojové teplotě čirá, bezbarvá kapalina a má opojnou, téměř ovocnou vůni. Poprvé ji v roce 1839 vyrobil Henry Victor Regnault, který je pravděpodobně známější jako fyzik, ale na začátku své kariéry se intenzivně zabýval organickou chemií. Vzal chloroform, což je podobná molekula s jedním atomem vodíku místo chlóru, a zreagoval s plynným chlorem na tetrachlormethan. Dnes je výchozím materiálem obvykle snadno dostupný metan – CH4 – a velké množství chloru, který se obvykle vyrábí elektrolýzou slané vody.

Na počátku 20. století našel tetrachlormethan mnohostranné využití. Jako vynikající rozpouštědlo byl samozřejmým produktem pro chemické čištění. Tento podivně pojmenovaný proces (suchý je pouze v tom smyslu, že se ho neúčastní voda) se používá k čištění látek, které by se běžným praním poškodily. Prvními prostředky pro chemické čištění, pocházejícími z poloviny 19. století, byly benzin a petrolej, které však byly trapně hořlavé, a tak se hledala rozpouštědla, která by přesto dokázala odvést práci, ale nevzplála by a nezpůsobila by explozi strojů.

Tetrachlorid uhličitý se zdál být ideální volbou. Snadno a levně se vyráběl, dobře fungoval, ale zjištění, že je také vysoce toxický, znamenalo, že ve 30. letech 20. století byl nahrazen tetrachlorethylenem (v obchodě známým jako „perc“ podle staršího názvu perchlorethylen), který se používá dodnes, i když i ten je nyní nahrazován kvůli obavám z jeho karcinogenního potenciálu.

Tetrouhlík (jak se mu v laboratoři s oblibou říkalo) si našel cestu i do malých hasicích přístrojů. Jemný aerosol by se žárem ohně odpařil a následně by oheň uhasil potlačením reakcí hoření.

Na opačném konci teplotního spektra pomáhal mnoha raným ledničkám při jejich práci. Ačkoli se původně používal jako samostatné chladivo, jeho hlavní úloha spočívala ve výrobě freonových plynů, jako je dichlordifluormethan. To bylo největší průmyslové využití tetrachlormethanu, dokud se nezjistilo, že tyto chlorofluorouhlíkové (neboli freonové) plyny mají vážný dopad na ozonovou vrstvu.

Možná nejpodivnější je, že si jej oblíbili také sběratelé známek. Vodoznak na papíře je často jediným způsobem, jak s jistotou rozeznat jednotlivé varianty známky, takže sběratele známek vždy zajímaly způsoby, jak je zviditelnit. V dnešní době pravděpodobně používají specializované lampy, ale za vynikající způsob, jak odhalit vodoznak bez poškození papíru, se svého času považovalo několik kapek tetrachlormethanu. Dokonce by při tom odstranil i mastné stopy.

Uživatelům z počátku 20. století se tetrachlormethan zdál být jakýmsi univerzálním zázrakem. Začaly se však objevovat trhliny. Dýchání výparů vyvolávalo u pracovníků zpočátku pocit omámení, později nevolnost, závratě a náchylnost k bolestem hlavy. Časem se zjistilo, že expozice tetrachlormetanu poškozuje centrální nervový systém a vysoké dávky potlačují funkci jater a ledvin. V krajním případě může i zabíjet. Existuje také podezření, že je karcinogenní, ačkoli to nebylo jednoznačně prokázáno.

Aby toho nebylo málo, tetrachlormethan se při silném zahřátí může přeměnit na fosgen. Tento plyn, známý svým zápachem po čerstvě posekaném seně, byl smrtelně účinně použit v první světové válce. Fosgen blokuje bílkoviny, které umožňují zpracování kyslíku v plicních sklípcích, takže oběť je bez vzduchu a umírá. Uhlíkové hasicí přístroje se tak staly neúmyslnými chemickými zbraněmi. A aby toho nebylo málo, jako spoluviník ničení ozonové vrstvy poškozuje naše životní prostředí i zdraví.

Tyto problémy vedly k obrovskému poklesu používání tetrachlormethanu. Rozhodně není pravděpodobné, že by se s ním v laboratořích zacházelo tak zběžně jako kdysi, a i když se stále používá k výrobě chladiv, je to do značné míry sloučenina včerejška. Doba rozkvětu tetrachlormethanu byla jiná. Doba, kdy riziko bylo až na druhém místě za novinkou. A přesto by se na něj díky jednoduchosti jeho struktury a mladistvé bujnosti jeho původního využití nemělo zapomínat.

Meera Senthilingam

A díky tomuto podcastu se tak nestane. To byl vědecký spisovatel Brian Clegg, který nás zavedl do doby, kdy byl tetrachlormethan v nejlepších letech. Nyní, příští týden, budeme pokračovat v pohledu do minulosti a sáhneme dolů, abychom odhalili špinavější stránku počátků biotechnologie.

Lars ?hrstr?m

Když pomyslíme na biotechnologii, vybaví se nám zářící reaktory z nerezové oceli, muži a ženy v bílých laboratorních pláštích, pipety, stříkačky a počítačem řízené procesy v čistých místnostech. Obvykle nemyslíme na lopaty, hnůj, moč zrezivělých kotlů velikosti člověka. Ale takové byly přístroje a činidla petermanů, pravděpodobně prvních vládních chemiků. Tyto nepoctivé, ale dobře organizované bandy mužů pustošily v 17. století farmy, rozkopávaly stodoly a stáje při státem posvěceném hledání svého jmenovce, salpetru; jinak známého jako dusičnan draselný.

Meera Senthilingam

A abychom se dozvěděli, jaké je využití dusičnanu draselného, kvůli kterému stojí za to kasudovat takovou zkázu, přidejte se k Larsu ?hrstkovi v příštím díle Chemie ve svém živlu. Do té doby vám děkujeme za pozornost. Jsem Meera Senthilingam.