Szén-tetraklorid

Meera Senthilingam

Ezen a héten betekintést nyerhetünk egy kémiai laborgyakornok életébe. Erre emlékezik vissza Brian Clegg:

Brian Clegg

Az iskola és az egyetem között, egy csillogóan új kémia érettségivel a hátam mögött, a nyarat egy ipari laborban dolgoztam. Mint a legalja, olyan munkákat végeztem, amiket senki más nem akart csinálni. A mi laborunk feladata a beérkező nyersanyagok vizsgálata volt egy zsírsavakra szakosodott üzemben. A legrosszabb munka kétségtelenül az volt, hogy én voltam a “lumper bumper” – ez a bizonytalan eredetű becenév arra utal, hogy minden időjárási körülmények között ki kellett menni és felmászni a vegyi anyagokat szállító tartálykocsik tetejére, hogy mintát vegyünk a forró tartalomból. Ez a legjobb esetben édes illatú kakaódióolajat jelentett, a legrosszabb esetben pedig bűzlő faggyút. E kirándulások után a mintavételi felszerelés csatlakozott a piszkos laboratóriumi eszközök végtelen kupacaihoz, amelyek szintén az én felelősségemet képezték. És itt ismerkedtem meg a széntetrakloriddal.

A széntetraklorid akkoriban szinte univerzális laboratóriumi tisztítószer volt. Szertelenül fröcsköltük, kihasználva ennek az oldószernek a nehezen eltávolítható anyagok, például olajok és zsírok feloldására való képességét. Ma már kissé elborzadva tekintek vissza: ma már tudjuk, hogy a szén-tetraklorid idegrendszeri és szervi károsodást okoz, és könnyen lehet, hogy rákkeltő.

Ez az egyszerű, egy szénatomból és négy klóratomból álló vegyület szobahőmérsékleten tiszta, színtelen folyadék, és bódító, szinte gyümölcsös szaga van. Először 1839-ben állította elő Henry Victor Regnault, aki valószínűleg inkább fizikusként ismert, de pályafutása korábbi szakaszában a szerves kémia szorgalmas kutatója volt. Fogta a kloroformot, amely hasonló molekula, de klór helyett egy hidrogénatomot tartalmaz, és klórgázzal reagáltatva széntetrakloridot állított elő. Ma a kiindulási alap általában könnyen hozzáférhető metán – CH4 – és sok klór, amelyet általában sós víz elektrolízisével állítanak elő.

A 20. század elején a szén-tetraklorid számos felhasználási módot talált. Szuperlatív oldószerként kézenfekvő termék volt a vegytisztításhoz. Ezt a furcsa nevű eljárást (csak abban az értelemben száraz, hogy nem vesz részt benne víz) olyan szövetek tisztítására használják, amelyek a hagyományos mosással károsodnának. Az első, a 19. század közepére visszanyúló száraz tisztítószerek a benzin és a kerozin voltak, de ezek kínosan gyúlékonyak voltak, ezért olyan oldószereket kerestek, amelyek még képesek elvégezni a munkát, de nem lobbannak lángra és nem robbannak fel a gépek.

A széntetraklorid ideális választásnak tűnt. Könnyen és olcsón előállítható, jól teljesített, de a felfedezés, hogy erősen mérgező is, azt jelentette, hogy az 1930-as évekre felváltotta a tetraklóretilén (a kereskedelemben “perc” néven ismert, régebbi nevén perklór-etilén), amelyet a mai napig használnak, bár mostanában ezt is felváltják a rákkeltő potenciáljával kapcsolatos aggodalmak miatt.

A szén-tet (ahogy a laboratóriumban szeretettel nevezték) a kis tűzoltó készülékekbe is bekerült. A finom permetet a tűz hője elpárologtatta, majd az égési reakciók elfojtásával eloltotta a tüzet.

A hőmérsékleti spektrum másik végén sok korai hűtőszekrényt segített a munkájában. Bár kezdetben önmagában is hűtőközegként használták, fő szerepe a freongázok, például a diklór-difluormetán előállításában volt. Ez volt a szén-tetraklorid legnagyobb ipari alkalmazása, amíg fel nem fedezték, hogy az ilyen klórfluor-szénhidrogén (vagy CFC) gázok komoly hatással vannak az ózonrétegre.

A legkülönösebb talán az, hogy a bélyeggyűjtők kedvence is volt. Gyakran a papíron lévő vízjel az egyetlen módja annak, hogy biztosan meg lehessen különböztetni egy bélyeg változatát, ezért a bélyeggyűjtők mindig is érdekeltek abban, hogyan lehet ezeket jobban láthatóvá tenni. Manapság valószínűleg speciális lámpákat használnak, de egy időben néhány csepp széntetrakloridot is kiváló módszernek tartottak arra, hogy a vízjelet a papír károsítása nélkül felfedjék. Eközben még a zsírnyomokat is eltüntette.

A 20. század eleji felhasználók számára a szén-tetraklorid egyfajta univerzális csodaszernek tűnt. De a repedések kezdtek megmutatkozni. A gőz belégzésétől a munkások kezdetben bódultnak, majd émelygőnek, szédültnek és fejfájásra hajlamosnak érezték magukat. Idővel kiderült, hogy a szén-tetrakloridnak való kitettség károsítja a központi idegrendszert, a nagy dózisok pedig gátolják a máj- és veseműködést. Szélsőséges esetben akár halálos is lehet. Azt is gyanítják, hogy rákkeltő, bár ezt nem sikerült egyértelműen megállapítani.

A helyzetet tovább rontja, hogy a szén-tetraklorid erős hevítés hatására foszgénné alakulhat. Ezt a frissen kaszált széna szagáról ismert gázt halálos hatásfokkal használták az első világháborúban. A foszgén blokkolja azokat a fehérjéket, amelyek lehetővé teszik az oxigén feldolgozását a tüdő alveolusaiban, így az áldozat levegő nélkül marad és meghal. Így a szén-tet tűzoltó készülékek akaratlanul vegyi fegyverekké váltak. És mindennek tetejébe, mint az ózonréteg pusztításának cinkosa, károsítja a környezetünket, valamint az egészségünket.

Ezek a problémák a szén-tetraklorid használatának hatalmas csökkenéséhez vezettek. A laboratóriumokban bizonyára nem kezelik olyan lazán, mint egykor, és bár még mindig használják hűtőközegek előállítására, ez már nagyon is tegnapi vegyület. A szén-tetraklorid fénykora egy másik korszak volt. Egy olyan időszak, amikor a kockázat messze a második helyen állt az újdonságok után. Mégis, a szerkezetének egyszerűsége és eredeti felhasználásának fiatalos túláradása miatt nem szabad elfelejteni.

Meera Senthilingam

És ennek a podcastnak köszönhetően nem is fog. Ez volt Brian Clegg tudományos író, aki visszavezetett minket abba az időbe, amikor a széntetraklorid fénykorát élte. Jövő héten folytatjuk a múltba tekintést, és leásunk a mélybe, hogy felfedjük a biotechnológia kezdeteinek piszkosabb oldalát.

Lars ?hrstr?m

Amikor a biotechnológiára gondolunk, csillogó rozsdamentes acél reaktorokra, fehér köpenyes férfiakra és nőkre, pipettákra, fecskendőkre és számítógép által vezérelt folyamatokra gondolunk a tiszta helyiségekben. Általában nem gondolunk lapátokra, trágyára, vizeletre, rozsdás, emberméretű üstökre. De ilyenek voltak a péteremberek, vitathatatlanul az első kormányzati vegyészek műszerei és reagensek. Ezek a rossz hírű, de jól szervezett embercsapatok pusztítást végeztek a 17. századi gazdaságokban, felásták a pajtákat és istállókat, hogy államilag szentesített módon keressék névadójukat, a salétromot, más néven kálium-nitrátot.

Meera Senthilingam

És hogy megtudja, milyen felhasználási módja van a kálium-nitrátnak, amiért érdemes ilyen pusztítást végezni, csatlakozzon Lars ?hrstr?mhez a jövő heti Kémia elemében című sorozatban. Addig is köszönjük, hogy meghallgattak. Meera Senthilingam vagyok.