Tetraclorură de carbon

Meera Senthilingam

În această săptămână, o incursiune în viața unui stagiar de laborator de chimie. Și rememorând acest lucru este Brian Clegg:

Brian Clegg

Între școală și universitate, cu un nou nivel A de chimie strălucitor sub centură, mi-am petrecut vara lucrând într-un laborator industrial. Fiind cel mai de jos dintre cei mai de jos, slujbele mele erau cele pe care nimeni altcineva nu voia să le facă. Rolul laboratorului nostru era de a testa materiile prime care intrau la o fabrică specializată în acizi grași. Cea mai proastă slujbă a fost, fără îndoială, să fiu „lumper bumper” – o poreclă de origine incertă pentru a ieși pe orice vreme și a te urca deasupra cisternelor cu produse chimice pentru a lua probe din conținutul fierbinte. În cel mai bun caz, asta însemna să manipulezi ulei de nucă de cacao cu miros dulceag, iar în cel mai rău caz, seu împuțit. După aceste excursii, echipamentul de prelevare a probelor s-a alăturat grămezilor nesfârșite de ustensile de laborator murdare care erau, de asemenea, responsabilitatea mea. Și acolo am făcut cunoștință cu tetraclorura de carbon.

La acea vreme, tetraclorura de carbon era un detergent de laborator aproape universal. O împrăștiam cu abandon, folosindu-ne cu ușurință de capacitatea acestui solvent de a dizolva substanțe greu de îndepărtat, cum ar fi uleiurile și grăsimile. Acum privesc înapoi cu o oarecare oroare: astăzi, știm că tetraclorura de carbon provoacă leziuni ale sistemului nervos și ale organelor și este foarte posibil să fie cancerigenă.

Acest compus simplu al unui atom de carbon cu patru atomi de clor atașați este un lichid limpede și incolor la temperatura camerei și are un miros îmbătător, aproape fructat. A fost realizat pentru prima dată în 1839 de Henry Victor Regnault, probabil mai bine cunoscut ca fizician, dar la începutul carierei sale a fost un cercetător ocupat în domeniul chimiei organice. El a luat cloroformul, care este o moleculă similară cu un atom de hidrogen în loc de clor, și l-a făcut să reacționeze cu clor gazos pentru a obține tetraclorură de carbon. Astăzi, punctul de plecare este de obicei metanul ușor disponibil – CH4 – și mult clor, produs de obicei prin electroliza apei sărate.

La începutul secolului XX, tetraclorura de carbon și-a găsit o multitudine de utilizări. Fiind un solvent superlativ, a fost un produs evident pentru curățarea uscată. Acest proces cu nume ciudat (este uscat doar în sensul că nu este implicată apa) este folosit pentru a curăța țesăturile care ar fi deteriorate prin spălare convențională. Primii agenți de curățare uscată, care datează de la mijlocul secolului al XIX-lea, au fost benzina și kerosenul, dar acestea erau jenant de inflamabile, așa că s-a încercat găsirea unor solvenți care să facă totuși treaba, dar să nu ia foc sau să provoace explozia mașinilor.

Tetraclorura de carbon părea o alegere ideală. Fabricată ușor și ieftin, a funcționat bine, dar descoperirea faptului că era, de asemenea, extrem de toxică a făcut ca în anii 1930 să fie înlocuită cu tetracloroetilena (cunoscută în comerț sub numele de „perc” pentru denumirea mai veche de percloroetilenă), care a continuat să fie folosită până în prezent, deși și aceasta este acum înlocuită din cauza preocupărilor legate de potențialul său cancerigen.

Carbon tet (așa cum era afectuos cunoscut în laborator) și-a găsit, de asemenea, locul în micile stingătoare de incendiu. Un spray fin era vaporizat de căldura incendiului și apoi stingea focul prin suprimarea reacțiilor de combustie.

La capătul opus al spectrului de temperaturi, a ajutat multe dintre primele frigidere să-și facă treaba. Deși inițial a fost folosit ca agent frigorific de sine stătător, rolul său principal a fost în producția de gaze freon, cum ar fi diclorodifluorometanul. Aceasta a fost cea mai mare aplicație industrială a tetraclorurii de carbon până când s-a descoperit că astfel de gaze de clorofluorocarbon (sau CFC) aveau un impact serios asupra stratului de ozon.

Pe cât se poate de ciudat, a fost, de asemenea, un favorit al colecționarilor de timbre. Adesea, filigranul de pe hârtie este singura modalitate de a distinge cu certitudine între variantele unui timbru, astfel încât colecționarii de timbre au fost întotdeauna interesați de modalități de a le face mai vizibile. În prezent, aceștia folosesc probabil lămpi specializate, dar câteva picături de tetraclorură de carbon au fost considerate la un moment dat o modalitate excelentă de a descoperi filigranul fără a deteriora hârtia. În acest proces, îndepărta chiar și urmele de grăsime.

Pentru utilizatorii de la începutul secolului al XX-lea, tetraclorura de carbon părea un fel de minune polivalentă. Dar fisurile au început să se vadă. Respirarea vaporilor îi făcea pe muncitori să se simtă inițial intoxicați, apoi grețoșiți, amețiți și predispuși la dureri de cap. În timp, s-a descoperit că expunerea la tetraclorură de carbon provoca leziuni ale sistemului nervos central, iar dozele mari inhibau funcțiile hepatice și renale. La extremă, poate ucide. Se bănuiește, de asemenea, că este cancerigenă, deși acest lucru nu a fost stabilit în mod clar.

Pentru a înrăutăți situația, tetraclorura de carbon poate fi transformată în fosgen atunci când este puternic încălzită. Acest gaz, cunoscut pentru mirosul său de fân proaspăt cosit, a fost folosit cu efecte mortale în Primul Război Mondial. Fosgenul blochează proteinele care permit oxigenului să fie procesat de alveolele din plămâni, lăsând victima fără aer și pe moarte. Astfel, acele stingătoare de incendiu cu carbon tet au devenit arme chimice neintenționate. Și, culmea, ca și complice la distrugerea stratului de ozon, dăunează mediului înconjurător, precum și sănătății noastre.

Aceste probleme au dus la o scădere uriașă a utilizării tetraclorurii de carbon. Cu siguranță, este puțin probabil ca acesta să fie manipulat cu aceeași dezinvoltură în laboratoare ca odinioară și, deși încă mai este folosit pentru a produce agenți frigorifici, este în mare măsură un compus de ieri. Perioada de glorie a tetraclorurii de carbon a fost o epocă diferită. O epocă în care riscul era pe locul al doilea după noutate. Și totuși, simplitatea structurii sale și exuberanța tinerească a utilizărilor sale originale înseamnă că nu ar trebui să fie uitat.

Meera Senthilingam

Și datorită acestui podcast, nu va fi. Acesta a fost scriitorul de știință Brian Clegg, care ne-a dus înapoi la o perioadă în care tetraclorura de carbon era la apogeu. Acum, săptămâna viitoare, continuăm să privim în trecut și să săpăm în adânc pentru a dezvălui latura mai murdară a începuturilor biotehnologiei.

Lars ?hrstr?m

Când ne gândim la biotehnologie, ne gândim la reactoare strălucitoare din oțel inoxidabil, la bărbați și femei în halate albe de laborator, la pipete, seringi și procese controlate de calculator în camere curate. În mod normal, nu ne gândim la lopeți, bălegar, urină, cazane ruginite de mărimea unui om. Dar așa erau instrumentele și reactivii petermenilor, fără îndoială primii chimiști guvernamentali. Aceste bande de oameni de rea-credință, dar bine organizate, au făcut ravagii în fermele din secolul al XVII-lea, săpând hambare și grajduri într-o căutare aprobată de stat pentru a-și găsi omonimul, salpetrul; cunoscut și sub numele de nitrat de potasiu.

Meera Senthilingam

Și pentru a afla care sunt utilizările nitratului de potasiu care îl fac să merite casudiung astfel de distrugeri, alăturați-vă lui Lars ?hrstr?m în ediția de săptămâna viitoare a emisiunii Chemistry in it’s element. Până atunci, vă mulțumim că ne-ați ascultat. Eu sunt Meera Senthilingam.