Meera Senthilingam
Denna vecka får du en inblick i livet som kemilaborant. Brian Clegg minns detta:
Brian Clegg
Mellan skola och universitet, med en skinande ny kemi A-nivå under bältet, tillbringade jag sommaren med att arbeta i ett industrilabb. Som den lägsta av de lägsta var mina jobb de som ingen annan ville göra. Vårt labb hade till uppgift att testa inkommande råvaror på en fabrik som specialiserade sig på fettsyror. Det värsta jobbet var utan tvekan att vara ”lumper bumper” – ett smeknamn av osäkert ursprung för att gå ut i alla väder och klättra upp på toppen av kemikalietankbilar för att ta prover av det heta innehållet. I bästa fall innebar detta att man hanterade doftande kakaonötsolja och i värsta fall stinkande talg. Efter dessa utflykter anslöt sig provtagningsutrustningen till de ändlösa högarna med smutsiga laboratorieprylar som också var mitt ansvar. Och det var där jag fick min introduktion till koltetraklorid.
Källa: ©
På den tiden var koltetraklorid ett nästan universellt rengöringsmedel för laboratorier. Vi slösade runt med det utan att tveka och använde oss av lösningsmedlets förmåga att lösa upp svårborttagbara ämnen som oljor och fetter. I dag vet vi att koltetraklorid orsakar skador på nervsystemet och organ och kan mycket väl vara cancerframkallande.
Denna enkla förening av en kolatom med fyra kloratomer är en klar, färglös vätska vid rumstemperatur och har en berusande, nästan fruktig lukt. Den tillverkades första gången 1839 av Henry Victor Regnault, som förmodligen är mer känd som fysiker, men som tidigare i sin karriär var en flitig forskare inom organisk kemi. Han tog kloroform, som är en liknande molekyl med en väteatom i stället för en kloratom, och lät den reagera med klorgas för att göra koltetraklorid. Idag är utgångspunkten vanligtvis lätt tillgänglig metan – CH4 – och gott om klor, som vanligtvis framställs genom elektrolys av saltvatten.
I början av 1900-talet fann koltetraklorid en mängd användningsområden. Som ett utmärkt lösningsmedel var det en självklar produkt för kemtvätt. Denna märkligt namngivna process (den är bara torr i den meningen att vatten inte är inblandat) används för att rengöra tyger som skulle skadas av konventionell tvätt. De första kemtvättsmedlen, som går tillbaka till mitten av 1800-talet, var bensin och fotogen, men dessa var pinsamt lättantändliga, så man försökte hitta lösningsmedel som fortfarande kunde göra jobbet, men som inte skulle brinna eller få maskinerna att explodera.
Källa: ©
Kolvtetraklorid verkade vara ett idealiskt val. Den var lätt och billigt tillverkad och fungerade bra, men upptäckten att den också var mycket giftig innebar att den på 1930-talet hade ersatts av tetrakloretylen (i branschen känd som ”perc” efter sitt äldre namn perkloretylen), som har fortsatt att användas fram till i dag, även om även den nu håller på att ersättas på grund av oro för dess cancerframkallande potential.
Carbon tet (som den kallades kärleksfullt i labbet) hittade också sin väg in i små brandsläckare. En fin spray skulle förångas av brandens värme och sedan släcka branden genom att undertrycka förbränningsreaktionerna.
I motsatt ände av temperaturspektrumet hjälpte det många tidiga kylskåp att göra sitt jobb. Även om den ursprungligen användes som kylmedel i sin egen rätt, var dess huvudroll i produktionen av freongaser som diklordifluormetan. Detta var den största industriella tillämpningen av koltetraklorid tills man upptäckte att sådana klorfluorkarbongaser (CFC) hade en allvarlig inverkan på ozonskiktet.
Kanske är det mest märkliga att det också var en favorit bland frimärkssamlare. Ofta är vattenstämpeln på pappret det enda sättet att säkert skilja mellan olika varianter av ett frimärke, så frimärkssamlare har alltid varit intresserade av sätt att göra dem mer synliga. Numera använder de sannolikt speciallampor, men några droppar koltetraklorid ansågs en gång i tiden vara ett utmärkt sätt att avslöja vattenstämpeln utan att skada pappret. Det skulle till och med ta bort fettmärken i processen.
Källa: ©
För användare i början av 1900-talet verkade koltetraklorid vara något av ett universalunder. Men sprickorna började visa sig. När arbetarna andades in ångorna kände de sig först berusade, sedan illamående, yrvakna och benägna till huvudvärk. Med tiden upptäckte man att exponering för koltetraklorid orsakade skador på det centrala nervsystemet och att höga doser hämmade lever- och njurfunktionen. I extrema fall kan det vara dödligt. Man misstänker också att det är cancerframkallande, även om detta inte är klart fastställt.
För att göra saken värre kan koltetraklorid omvandlas till fosgen vid kraftig upphettning. Denna gas, som är känd för sin lukt av nyklippt hö, användes med dödlig effekt under första världskriget. Fosgen blockerar de proteiner som gör det möjligt för syre att bearbetas av lungornas alveoler, vilket gör att offret saknar luft och dör. Så dessa brandsläckare med koltet blev oavsiktligt kemiska vapen. Och till råga på allt skadar det som medbrottsling i förstörelsen av ozonskiktet vår miljö, liksom vår hälsa.
Dessa problem har resulterat i en enorm nedgång i användningen av koltetraklorid. Det är inte troligt att det kommer att hanteras lika lättvindigt i laboratorier som tidigare, och även om det fortfarande används för att tillverka köldmedier är det i hög grad gårdagens förening. Koltetrakloridens storhetstid var en annan tid. En tid då risken kom långt efter nyheten. Ändå innebär enkelheten i dess struktur och det ungdomliga överflödet i dess ursprungliga användningsområden att den inte bör glömmas bort.
Meera Senthilingam
Och tack vare den här podcasten kommer den inte att glömmas bort. Det var vetenskapsskribenten Brian Clegg som tog oss tillbaka till en tid då koltetraklorid hade sin storhetstid. Nu, nästa vecka, fortsätter vi att titta in i det förflutna och gräver ner oss för att avslöja den smutsigare sidan av bioteknikens begynnelse.
Lars ?hrstr?m
När vi tänker på bioteknik tänker vi på glänsande reaktorer av rostfritt stål, på män och kvinnor i vita labbrockar, på pipetter, sprutor och datorkontrollerade processer i rena rum. Vi tänker normalt sett inte på spadar, dynga, urin rostade mansstora kokkärl. Men sådana var instrumenten och reagenserna hos petermännen, de första statliga kemisterna. Dessa oseriösa men välorganiserade grupper av män ställde till med förödelse på 1600-talets gårdar och grävde upp lador och stallar i ett statligt sanktionerat sökande efter deras namne, salpeter, även känt som kaliumnitrat.
Meera Senthilingam
Och för att ta reda på vilka användningsområden för kaliumnitrat som gör att det är värt att göra en sådan förödelse, följ med Lars ?hrstr?m i nästa veckas Kemi i sitt element. Till dess tackar vi för att ni lyssnade. Jag heter Meera Senthilingam.