Tetracloruro di carbonio

Meera Senthilingam

Questa settimana, uno sguardo nella vita di uno stagista di laboratorio chimico. E a ricordarlo è Brian Clegg:

Brian Clegg

Tra la scuola e l’università, con un nuovo brillante livello di chimica sotto la cintura, ho passato l’estate lavorando in un laboratorio industriale. Essendo l’ultimo degli ultimi, i miei lavori erano quelli che nessun altro voleva fare. Il ruolo del nostro laboratorio era testare le materie prime in arrivo in un impianto specializzato in acidi grassi. Il lavoro peggiore era, senza dubbio, fare il “paraurti del paraurti” – un soprannome di origine incerta per uscire con qualsiasi tempo e salire in cima alle cisterne di prodotti chimici per prendere campioni del contenuto caldo. Nel migliore dei casi questo significava maneggiare olio di noce di cacao profumato e nel peggiore, sego puzzolente. Dopo queste escursioni, l’attrezzatura di campionamento si univa alle pile infinite di utensili da laboratorio sporchi che erano anche la mia responsabilità. Ed è lì che ho avuto la mia introduzione al tetracloruro di carbonio.

All’epoca, il tetracloruro di carbonio era un detergente da laboratorio quasi universale. Lo sbattevamo in giro con abbandono, facendo pronto uso della capacità di questo solvente di dissolvere sostanze difficili da rimuovere come oli e grassi. Ora mi guardo indietro con un po’ di orrore: oggi sappiamo che il tetracloruro di carbonio causa danni al sistema nervoso e agli organi e potrebbe anche essere cancerogeno.

Questo semplice composto di un atomo di carbonio con quattro atomi di cloro attaccati è un liquido chiaro e incolore a temperatura ambiente e ha un odore inebriante, quasi fruttato. Fu prodotto per la prima volta nel 1839 da Henry Victor Regnault, probabilmente più conosciuto come fisico, ma all’inizio della sua carriera fu un impegnato ricercatore in chimica organica. Prese il cloroformio, che è una molecola simile con un atomo di idrogeno al posto del cloro, e lo fece reagire con il cloro gassoso per fare il tetracloruro di carbonio. Oggi, il punto di partenza è di solito il metano facilmente disponibile – CH4 – e molto cloro, di solito prodotto dall’elettrolisi dell’acqua salata.

All’inizio del XX secolo, il tetracloruro di carbonio ha trovato una moltitudine di usi. Come solvente superlativo, era un prodotto ovvio per il lavaggio a secco. Questo processo dal nome strano (è secco solo nel senso che l’acqua non è coinvolta) è usato per pulire i tessuti che sarebbero danneggiati dal lavaggio convenzionale. I primi agenti per il lavaggio a secco, risalenti alla metà del 19° secolo, erano benzina e cherosene, ma questi erano imbarazzantemente infiammabili, così ci fu uno sforzo per trovare solventi che potessero ancora fare il lavoro ma che non prendessero fuoco o facessero esplodere le macchine.

Il tetracloruro di carbonio sembrava una scelta ideale. Facile ed economico da produrre, funzionava bene, ma la scoperta che era anche altamente tossico fece sì che negli anni ’30 fosse sostituito dal tetracloroetilene (conosciuto nel commercio come ‘perc’ dal suo vecchio nome percloroetilene), che ha continuato ad essere usato fino ad oggi, sebbene anche questo sia stato sostituito a causa delle preoccupazioni sul suo potenziale cancerogeno.

Il tet di carbonio (come era affettuosamente conosciuto in laboratorio) trovò anche la sua strada in piccoli estintori. Uno spruzzo sottile sarebbe stato vaporizzato dal calore del fuoco e avrebbe poi spento il fuoco sopprimendo le reazioni di combustione.

All’estremità opposta dello spettro della temperatura ha aiutato molti dei primi frigoriferi a fare il loro lavoro. Anche se inizialmente usato come refrigerante in sé, il suo ruolo principale era nella produzione di gas freon come il diclorodifluorometano. Questa fu la più grande applicazione industriale del tetracloruro di carbonio fino a quando si scoprì che tali gas clorofluorocarburi (o CFC) stavano avendo un serio impatto sullo strato di ozono.

Forse la cosa più strana è che era anche uno dei preferiti dai collezionisti di francobolli. Spesso la filigrana sulla carta è l’unico modo per distinguere con certezza le varianti di un francobollo, quindi i collezionisti di francobolli sono sempre stati interessati a modi per renderli più visibili. Oggi è probabile che usino lampade specializzate, ma alcune gocce di tetracloruro di carbonio erano un tempo considerate un modo eccellente per rivelare la filigrana senza danneggiare la carta. Rimuoveva anche i segni di grasso nel processo.

Per gli utenti dell’inizio del XX secolo, il tetracloruro di carbonio sembrava una meraviglia universale. Ma le crepe cominciarono a mostrarsi. Respirare il vapore faceva sentire i lavoratori inizialmente intossicati, poi nauseati, storditi e soggetti a mal di testa. Col tempo si scoprì che l’esposizione al tetracloruro di carbonio causava danni al sistema nervoso centrale, e alte dosi inibivano la funzione epatica e renale. All’estremo può uccidere. Si sospetta anche che sia un cancerogeno, anche se questo non è stato chiaramente stabilito.

Per peggiorare le cose, il tetracloruro di carbonio può essere convertito in fosgene quando fortemente riscaldato. Questo gas, noto per il suo odore di fieno appena tagliato, è stato usato con effetto mortale nella prima guerra mondiale. Il fosgene blocca le proteine che permettono all’ossigeno di essere processato dagli alveoli nei polmoni, lasciando la vittima senza aria e morente. Così quegli estintori al carbonio sono diventati armi chimiche involontarie. E per coronare il tutto, come complice della distruzione dello strato di ozono, danneggia il nostro ambiente, così come la nostra salute.

Questi problemi hanno portato ad un enorme calo nell’uso del tetracloruro di carbonio. È certamente improbabile che venga maneggiato con la stessa disinvoltura nei laboratori come una volta e, anche se viene ancora utilizzato per produrre refrigeranti, è un composto di ieri. Il periodo d’oro del tetracloruro di carbonio era un’epoca diversa. Un tempo in cui il rischio arrivava lontano dopo la novità. Eppure la semplicità della sua struttura e l’esuberanza giovanile dei suoi usi originali significano che non dovrebbe essere dimenticato.

Meera Senthilingam

E grazie a questo podcast, non lo sarà. Questo era lo scrittore scientifico Brian Clegg, che ci riporta indietro nel tempo quando il tetracloruro di carbonio era al suo apice. Ora, la prossima settimana, continuiamo a guardare nel passato e scaviamo fino a rivelare il lato più sporco degli inizi della biotecnologia.

Lars ?hrstr?m

Quando pensiamo alla biotecnologia, pensiamo a splendenti reattori in acciaio inossidabile, a uomini e donne in camice bianco, a pipette, siringhe e processi controllati da computer in camere bianche. Normalmente non pensiamo a pale, sterco, urina e calderoni arrugginiti a misura d’uomo. Ma tali erano gli strumenti e i reagenti dei petermen, probabilmente i primi chimici del governo. Queste disdicevoli ma ben organizzate bande di uomini hanno seminato il caos nelle fattorie del 17° secolo, scavando fienili e stalle alla ricerca del loro omonimo, il salnitro, altrimenti noto come nitrato di potassio.

Meera Senthilingam

E per scoprire gli usi del nitrato di patassio che valgono la pena di casudiung tale distruzione, unitevi a Lars ?hrstr?m nella prossima settimana di Chimica nel suo elemento. Fino ad allora, grazie per aver ascoltato. Sono Meera Senthilingam.