Meera Senthilingam
Diese Woche, ein Einblick in das Leben eines Chemielaboranten. Brian Clegg erinnert sich daran:
Brian Clegg
Zwischen Schule und Universität, mit einem glänzenden neuen Chemie-Abitur in der Tasche, habe ich den Sommer über in einem Industrielabor gearbeitet. Als der Niedrigste der Niedrigen waren meine Aufgaben die, die sonst niemand machen wollte. Die Aufgabe unseres Labors bestand darin, in einem auf Fettsäuren spezialisierten Betrieb die eingehenden Rohstoffe zu prüfen. Der schlimmste Job war zweifelsohne der des „Stoßstangenfahrers“ – ein Spitzname ungewissen Ursprungs für das Hinausgehen bei jedem Wetter und das Hinaufklettern auf Chemikalientankwagen, um Proben des heißen Inhalts zu nehmen. Im besten Fall bedeutete dies, dass man es mit süßlich riechendem Kakao-Nussöl zu tun hatte, im schlimmsten Fall mit stinkendem Talg. Nach diesen Ausflügen gesellte sich die Probenahmeausrüstung zu den endlosen Stapeln schmutziger Laborgeräte, für die ich ebenfalls verantwortlich war. Und dort lernte ich Tetrachlorkohlenstoff kennen.
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Zu dieser Zeit war Tetrachlorkohlenstoff ein fast universeller Laborreiniger. Wir schwappten damit umher und machten uns die Fähigkeit dieses Lösungsmittels zunutze, schwer zu entfernende Substanzen wie Öle und Fette aufzulösen. Heute weiß man, dass Tetrachlorkohlenstoff das Nervensystem und die Organe schädigt und möglicherweise krebserregend ist.
Diese einfache Verbindung aus einem Kohlenstoffatom und vier daran gebundenen Chloratomen ist bei Zimmertemperatur eine klare, farblose Flüssigkeit und hat einen berauschenden, fast fruchtigen Geruch. Sie wurde zum ersten Mal 1839 von Henry Victor Regnault hergestellt, der wohl eher als Physiker bekannt ist, aber in seiner früheren Laufbahn viel in der organischen Chemie forschte. Er nahm Chloroform, ein ähnliches Molekül mit einem Wasserstoffatom anstelle eines Chlors, und ließ es mit Chlorgas reagieren, um Tetrachlorkohlenstoff herzustellen. Heute ist der Ausgangspunkt in der Regel leicht verfügbares Methan – CH4 – und viel Chlor, das normalerweise durch Elektrolyse von Salzwasser hergestellt wird.
Zu Beginn des 20. Als Lösungsmittel der Superlative war es ein naheliegendes Produkt für die chemische Reinigung. Dieses Verfahren mit dem seltsamen Namen „Trockenreinigung“ (trocken ist es nur in dem Sinne, dass kein Wasser verwendet wird) wird zur Reinigung von Textilien verwendet, die durch herkömmliches Waschen beschädigt würden. Die ersten chemischen Reinigungsmittel, die auf die Mitte des 19. Jahrhunderts zurückgehen, waren Benzin und Kerosin, aber diese waren auf peinliche Weise entflammbar, so dass man nach Lösungsmitteln suchte, die zwar die Aufgabe erfüllen konnten, aber nicht in Flammen aufgingen oder Maschinen zum Explodieren brachten.
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Tetrachlorkohlenstoff schien die ideale Wahl. Es war leicht und billig herzustellen und funktionierte gut, aber die Entdeckung, dass es auch hochgiftig war, führte dazu, dass es in den 1930er Jahren durch Tetrachlorethylen (in der Fachwelt unter dem älteren Namen Perchlorethylen als „Perk“ bekannt) ersetzt wurde, das bis zum heutigen Tag verwendet wird, obwohl auch dieses aufgrund von Bedenken über sein krebserregendes Potenzial ersetzt wird.
Kohlenstofftet (wie es im Labor liebevoll genannt wurde) fand auch seinen Weg in kleine Feuerlöscher. Ein feiner Sprühnebel wurde durch die Hitze des Feuers verdampft und löschte dann das Feuer, indem es die Verbrennungsreaktionen unterdrückte.
Am anderen Ende des Temperaturspektrums half es vielen frühen Kühlschränken bei ihrer Arbeit. Obwohl es zunächst als eigenständiges Kältemittel verwendet wurde, spielte es seine Hauptrolle bei der Herstellung von Freongasen wie Dichlordifluormethan. Dies war die wichtigste industrielle Anwendung von Tetrachlorkohlenstoff, bis man entdeckte, dass diese Fluorchlorkohlenwasserstoffgase (FCKW) ernsthafte Auswirkungen auf die Ozonschicht hatten.
Vielleicht am merkwürdigsten ist, dass es auch bei Briefmarkensammlern beliebt war. Oft ist das Wasserzeichen auf dem Papier die einzige Möglichkeit, Varianten einer Briefmarke sicher zu unterscheiden, weshalb Briefmarkensammler schon immer daran interessiert waren, es besser sichtbar zu machen. Heutzutage verwenden sie wahrscheinlich Speziallampen, aber ein paar Tropfen Tetrachlorkohlenstoff galten früher als hervorragendes Mittel, um das Wasserzeichen sichtbar zu machen, ohne das Papier zu beschädigen. Es würde sogar Fettflecken entfernen.
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Für die Benutzer des frühen 20. Jahrhunderts schien Tetrachlorkohlenstoff ein Allzweckwunder zu sein. Aber die Risse begannen sich zu zeigen. Beim Einatmen der Dämpfe fühlten sich die Arbeiter zunächst berauscht, dann wurde ihnen übel, schwindlig und sie bekamen Kopfschmerzen. Mit der Zeit stellte man fest, dass Tetrachlorkohlenstoff das zentrale Nervensystem schädigt und in hohen Dosen die Leber- und Nierenfunktion beeinträchtigt. Im Extremfall kann es tödlich sein. Es besteht auch der Verdacht, dass Tetrachlorkohlenstoff krebserregend ist, was jedoch nicht eindeutig nachgewiesen werden konnte.
Zu allem Überfluss kann Tetrachlorkohlenstoff bei starker Erhitzung in Phosgen umgewandelt werden. Dieses Gas, bekannt für seinen Geruch nach frisch gemähtem Heu, wurde im Ersten Weltkrieg mit tödlicher Wirkung eingesetzt. Phosgen blockiert die Proteine, die die Verarbeitung von Sauerstoff in den Lungenbläschen ermöglichen, so dass das Opfer ohne Luft bleibt und stirbt. So wurden diese Kohlenstofftet-Feuerlöscher ungewollt zu chemischen Waffen. Und zu allem Überfluss schädigt es als Mitschuldiger an der Zerstörung der Ozonschicht nicht nur unsere Gesundheit, sondern auch unsere Umwelt.
Diese Probleme haben dazu geführt, dass die Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff stark zurückgegangen ist. Es wird in den Labors sicher nicht mehr so leichtfertig gehandhabt wie früher, und obwohl es immer noch zur Herstellung von Kühlmitteln verwendet wird, ist es eine Verbindung von gestern. Die Blütezeit von Tetrachlorkohlenstoff war eine andere Zeit. Eine Zeit, in der das Risiko erst in zweiter Linie nach der Neuheit kam. Doch die Einfachheit seiner Struktur und der jugendliche Überschwang seiner ursprünglichen Verwendung bedeuten, dass es nicht in Vergessenheit geraten sollte.
Meera Senthilingam
Und dank dieses Podcasts wird es das auch nicht. Das war der Wissenschaftsautor Brian Clegg, der uns in die Zeit zurückversetzt, als Tetrachlorkohlenstoff seine Blütezeit erlebte. Nächste Woche setzen wir unseren Blick in die Vergangenheit fort, um die schmutzige Seite der Anfänge der Biotechnologie zu enthüllen.
Lars ?hrstr?m
Wenn wir an Biotechnologie denken, denken wir an glänzende Edelstahlreaktoren, an Männer und Frauen in weißen Laborkitteln, an Pipetten, Spritzen und computergesteuerte Prozesse in Reinräumen. Normalerweise denken wir nicht an Schaufeln, Dung, Urin und rostige mannshohe Kessel. Aber so sahen die Instrumente und Reagenzien der Petermänner aus, die wohl die ersten staatlichen Chemiker waren. Diese verrufenen, aber gut organisierten Banden von Männern richteten auf Bauernhöfen des 17. Jahrhunderts verheerende Schäden an, indem sie Scheunen und Ställe auf der staatlich sanktionierten Suche nach ihrem Namensgeber, dem Salpeter, auch bekannt als Kaliumnitrat, ausgruben.
Meera Senthilingam
Und um herauszufinden, welche Verwendungszwecke von Patassiumnitrat eine solche Zerstörung wert sind, hören Sie nächste Woche Lars ?hrstr?m in Chemie in ihrem Element. Bis dahin vielen Dank fürs Zuhören. Ich bin Meera Senthilingam.