Meera Senthilingam
Deze week, een inkijkje in het leven van een chemielaborant. En de herinnering hieraan is Brian Clegg:
Brian Clegg
Tussen school en universiteit, met een glimmend nieuw scheikunde A-niveau onder mijn riem, bracht ik de zomer door met werken in een industrieel lab. Als het laagste van het laagste, waren mijn jobs diegene die niemand anders wou doen. Ons lab testte binnenkomende grondstoffen in een fabriek die gespecialiseerd was in vetzuren. Het ergste werk was zonder twijfel ‘lumper bumper’ – een bijnaam van onzekere oorsprong voor het in weer en wind naar buiten gaan en bovenop chemische tankers klimmen om monsters te nemen van de hete inhoud. In het beste geval betekende dit het hanteren van zoet ruikende cacaonootolie en in het slechtste geval stinkend talg. Na deze uitstapjes kwam de bemonsteringsapparatuur bij de eindeloze stapels vies laboratoriumgerei die ook onder mijn verantwoordelijkheid vielen. En daar maakte ik kennis met tetrachloorkoolstof.
Bron: ©
Tegen die tijd was tetrachloorkoolstof een bijna universeel schoonmaakmiddel voor laboratoria. We kliederden er lustig op los en maakten handig gebruik van het vermogen van dit oplosmiddel om moeilijk te verwijderen stoffen zoals oliën en vetten op te lossen. Nu kijk ik er met afgrijzen op terug: vandaag weten we dat tetrachloorkoolstof het zenuwstelsel en de organen beschadigt en dat het misschien wel kankerverwekkend is.
Deze eenvoudige verbinding van een koolstofatoom met vier chlooratomen eraan vast is een heldere, kleurloze vloeistof bij kamertemperatuur en heeft een bedwelmende, bijna fruitige geur. Het werd voor het eerst gemaakt in 1839 door Henry Victor Regnault, waarschijnlijk beter bekend als natuurkundige, maar eerder in zijn carrière was hij een druk onderzoeker in de organische scheikunde. Hij nam chloroform, een soortgelijk molecuul met één waterstofatoom in plaats van een chlooratoom, en reageerde dat met chloorgas om tetrachloorkoolstof te maken. Tegenwoordig is het uitgangspunt meestal gemakkelijk beschikbaar methaan – CH4 – en veel chloor, gewoonlijk geproduceerd door elektrolyse van zout water.
In het begin van de 20e eeuw vond tetrachloorkoolstof een veelheid van toepassingen. Als superieur oplosmiddel was het een voor de hand liggend product voor stomerijen. Dit proces met een vreemde naam (het is alleen droog in de zin dat er geen water aan te pas komt) wordt gebruikt om stoffen schoon te maken die beschadigd zouden worden door conventioneel wassen. De eerste droogkuismiddelen, die dateren van het midden van de 19e eeuw, waren benzine en kerosine, maar deze waren beschamend ontvlambaar, zodat men op zoek ging naar oplosmiddelen die nog steeds hun werk konden doen, maar niet in brand zouden vliegen of machines zouden doen ontploffen.
Bron: ©
Koolstoftetrachloride leek een ideale keuze. Het was gemakkelijk en goedkoop te maken en presteerde goed, maar de ontdekking dat het ook zeer giftig was, betekende dat het tegen de jaren 1930 was vervangen door tetrachloorethyleen (in de handel bekend als ‘perc’ naar zijn oudere naam perchloorethyleen), dat tot op de dag van vandaag in gebruik is gebleven, hoewel ook dit nu wordt vervangen vanwege bezorgdheid over het carcinogene potentieel ervan.
Koolstoftetrachloride (zoals het in het laboratorium liefkozend werd genoemd) vond ook zijn weg naar kleine brandblussers. Een fijne nevel zou door de hitte van het vuur worden verdampt en zou dan het vuur doven door de verbrandingsreacties te onderdrukken.
Aan de andere kant van het temperatuurspectrum hielp het menig vroege koelkast zijn werk te doen. Hoewel het aanvankelijk op zichzelf als koelmiddel werd gebruikt, speelde het vooral een rol bij de productie van freongassen zoals dichloordifluormethaan. Dit was de grootste industriële toepassing van tetrachloorkoolstof totdat werd ontdekt dat dergelijke chloorfluorkoolstofgassen (of CFK’s) de ozonlaag ernstig aantastten.
Misschien wel het vreemdste is dat het ook een favoriet was bij postzegelverzamelaars. Vaak is het watermerk op het papier de enige manier om met zekerheid varianten van een postzegel te onderscheiden, dus postzegelverzamelaars zijn altijd geïnteresseerd geweest in manieren om ze beter zichtbaar te maken. Tegenwoordig gebruiken ze waarschijnlijk gespecialiseerde lampen, maar een paar druppels tetrachloorkoolstof werden vroeger beschouwd als een uitstekende manier om het watermerk zichtbaar te maken zonder het papier te beschadigen. Het zou zelfs vetvlekken verwijderen.
Bron: ©
Voor de gebruikers aan het begin van de 20e eeuw leek tetrachloorkoolstof een wondermiddel voor alle doeleinden. Maar de barsten begonnen zichtbaar te worden. Door het inademen van de damp voelden werknemers zich aanvankelijk bedwelmd, daarna misselijk, duizelig en vatbaar voor hoofdpijn. Na verloop van tijd ontdekte men dat blootstelling aan tetrachloorkoolstof schade aan het centrale zenuwstelsel veroorzaakte en dat hoge doses de lever- en nierfunctie belemmerden. In het uiterste geval kan het dodelijk zijn. Men vermoedt ook dat het kankerverwekkend is, hoewel dit niet duidelijk is vastgesteld.
Tot overmaat van ramp kan tetrachloorkoolstof bij sterke verhitting worden omgezet in fosgeen. Dit gas, bekend om zijn geur van pas gemaaid hooi, werd in de Eerste Wereldoorlog met dodelijke afloop gebruikt. Fosgeen blokkeert de eiwitten die ervoor zorgen dat zuurstof door de longblaasjes kan worden verwerkt, waardoor het slachtoffer luchtledig wordt en sterft. Dus die carbon tet brandblussers werden onbedoelde chemische wapens. En als klap op de vuurpijl schaadt het, als medeplichtige aan de vernietiging van de ozonlaag, zowel ons milieu als onze gezondheid.
Deze problemen hebben geleid tot een enorme daling in het gebruik van tetrachloorkoolstof. Het is onwaarschijnlijk dat er in laboratoria nog zo nonchalant mee wordt omgegaan als vroeger en hoewel het nog steeds wordt gebruikt om koelmiddelen te maken, is het een verbinding van gisteren. De hoogtijdagen van tetrachloorkoolstof waren een andere tijd. Een tijd waarin risico’s op de tweede plaats kwamen na nieuwigheid. En toch betekenen de eenvoud van zijn structuur en de jeugdige uitbundigheid van zijn oorspronkelijke toepassingen dat het niet mag worden vergeten.
Meera Senthilingam
En dankzij deze podcast, zal dat niet gebeuren. Dat was wetenschapsschrijver Brian Clegg, die ons mee terug nam naar de tijd toen tetrachloorkoolstof zijn hoogtepunt bereikte. Volgende week kijken we verder in het verleden en graven we naar de viezere kant van het begin van de biotechnologie.
Lars ?hrstr?m
Wanneer we aan biotechnologie denken, denken we aan glanzende roestvrijstalen reactoren, aan mannen en vrouwen in witte labjassen, aan pipetten, spuiten en computergestuurde processen in schone kamers. Normaal denken we niet aan schoppen, mest, urine, roestige manshoge ketels. Maar dat waren de instrumenten en de reagentia van de petermannen, misschien wel de eerste overheidsscheikundigen. Deze onfatsoenlijke maar goed georganiseerde bendes richtten vernielingen aan op 17e-eeuwse boerderijen, groeven schuren en stallen op in een door de staat gesanctioneerde zoektocht naar hun naamgenoot, salpeter; ook bekend als kaliumnitraat.
Meera Senthilingam
En om te weten te komen welke toepassingen van kaliumnitraat het de moeite waard maken om zo’n vernieling aan te richten, kom volgende week naar Lars ?hrstr?m in Chemistry in it’s element. Tot dan, bedankt voor het luisteren. Ik ben Meera Senthilingam.