Toxické, nechutné, ohnivé 10 najnebezpečnejších chemikálií - spektrum vedy
Toxické, hrubé, ohnivé: 10 najnebezpečnejších chemikálií
Väčšina zlúčenín, s ktorými pracujete v chemických laboratóriách alebo priemyselných podnikoch, je - pokiaľ prijmete potrebné bezpečnostné opatrenia - celkom neškodná napriek svojmu často desivému označeniu nebezpečnosti. Niektoré chemikálie sú však také toxické, prchavé alebo výbušné, že sa im dokonca vyhýbajú laboratórne kalení odborníci a smie s nimi pracovať iba niekoľko kvalifikovaných odborníkov. Ak nejaký.
Ani zvlášť toxický, ani výbušný, ani inak nebezpečný - a napriek tomu jedna z tých látok, ktorej by sa malo za každú cenu vyhnúť. Tioacetón má povesť látky s najštipľavejším zápachom v celej chémii. Látka sa do svetových dejín zapísala v roku 1889, keď vo Freiburgu viedla k častým sťažnostiam na „beštiálny zápach“ vedeckého ústavu; Miestne médiá informovali o nevoľnosti, zvracaní a nahnevaných obyvateľoch.
Správa z roku 1890 z Veľkej Británie popísala vôňu ako „strašnú“. Chemici z Esso to podrobnejšie vysvetľujú v dlhodobejšej správe a uvádzajú, že dokonca aj kvapka rozpúšťadla s tioacetónom, ktorá kvapká na sklenenú dosku v uzavretej pracovnej oblasti s vlastným odpadovým vzduchom, je cítiť niekoľko stoviek metrov ďalej. Podľa pracovnej skupiny riedenie vôbec nepomáha proti zápachu a dokonca stopy tioacetónu na oblečení znemožňujú akýkoľvek sociálny kontakt.
To - a jeho porovnateľne jednoduchá výroba - je tiež dôvodom, prečo sa od 30. rokov 20. storočia vyrába ako vojenská biologická zbraň v rôznych krajinách sveta. Je však ťažké ho efektívne aplikovať a na vzduchu sa rozpadá pomerne rýchlo. Bezpečnostní experti tiež vidia určité riziko, že by atentátnici mohli túto látku použiť ako zbraň. Takýto útok sa ale považuje za technicky a logisticky príliš zložitý na to, aby bol realistický.
Kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná a dokonca aj kyselina sírová sú pre ne úplne neškodné: kyselina fluór-antimónová. Je to najsilnejšia známa kyselina, desať kvadriliónkrát silnejšia ako čistá kyselina sírová. Táto takzvaná super kyselina vzniká, keď skombinujete dva rôzne typy silných kyselín - rozpustením silného fluoridu antimónu (V) Lewisovej kyseliny v kvapalnom fluorovodíku, ktorý je silnou kyselinou Brønstedtovou. V tomto extrémnom prípade však funguje dokonca ako báza: Antimónový (V) fluorid vytvára s fluórom fluorovodíka hexafluoroantimonát (V) a uvoľňuje protón (H +).
Hexafluoroantimonát (V) je na druhej strane sebestačný a ťažko interaguje s akoukoľvek inou látkou - vlastnosťou, ktorá sa oceňuje aj v technológii. V tomto prípade to však znamená: Jeden protón nemá kam ísť, okrem fluorovodíka, ktorý by za normálnych okolností vydal H + ako kyselinu samotnú. Výsledný fluoróniový ión H2F + je teda nesmierne silná kyselina, ktorá dokonca reaguje s uhľovodíkmi, ktoré za normálnych okolností nie sú napadnuté kyselinami.
Aflatoxíny sú skupinou látok, ktoré produkujú plesne rodu Aspergillus. Je ich najmenej 20, z ktorých je aflatoxín B1 nepochybne najtoxickejší pre človeka. Je to jedna z najsilnejších karcinogénnych látok, aké existujú. Aflatoxín B1 je primárne zodpovedný za karcinóm pečeňových buniek, jeden z najsmrteľnejších druhov rakoviny na svete. U osôb infikovaných hepatitídou sa navyše riziko rakoviny z aflatoxínov zvyšuje asi 30-krát. Pečeň však nie je jediným ohrozeným orgánom: rakovinu pľúc môžu spôsobiť aj aflatoxíny, presnejšie z výtrusov plesní vdýchnutých prachom, ktoré tiež obsahujú jed.
Nie je to vôbec samotný aflatoxín, ktorý je taký nebezpečný - je to chyba tela, ktorá umožňuje látke reagovať na vysoko toxický metabolický produkt. Aflatoxín B1 má dvojitú väzbu, z ktorej sa v pečeni vytvára takzvaný epoxid, trojčlenný kruh vyrobený z uhlíka a kyslíka. Táto konfigurácia je však pod napätím a je veľmi nestabilná: akonáhle sa epoxid stretne s DNA, vytvorí s ním chemickú väzbu, takže pri ďalšom rozdelení buniek dôjde k nebezpečným mutáciám.
Chemikálie obsahujúce dusík vytvárajú dobré výbušniny, čo je známe už od nitroglycerínu. Je to však skutočne zaujímavé, keď je dusík v molekule naviazaný na dusík - a to najmä vtedy, keď je to tak trikrát za sebou. Takéto látky sa nazývajú azidy a sú veľmi reaktívne. Napríklad azid strieborný so vzorcom AgN3 je právom známy ako Knallsilber.
Ale to je skutočne vzrušujúce, pokiaľ ide o organické látky. Môžete do nich natlačiť oveľa viac dusíka ako do anorganických solí. Predchádzajúcim držiteľom záznamu je látka C2N14, ktorá sa vyskytuje v dvoch variantoch, a to izokyanogén tetraazid s otvoreným reťazcom a izomér, v ktorom sa v jednom bode molekuly vytvoril kruh. Druhý variant je pravdepodobne najvýbušnejším známym spojením: Exploduje v podstate vo všetkom, aj keď sa pokúša zistiť jeho vlastnosti - a preto dodnes o látke toho veľa nevieme.
Dôvod jeho reaktivity spočíva vo vzduchu: dusík sa bežne vyskytuje ako dvojatómový plyn a je v tejto forme extrémne stabilný. Molekula, s ktorou je spojených 14 atómov dusíka, je v zásade iba malou provokáciou od preskupenia do takýchto dusíkových párov a uvoľnenia obrovského množstva energie v procese. Čo C2N14 robí pri každej príležitosti.
Pri hľadaní najnepríjemnejších látok obsahujúcich kovy človek veľmi rýchlo narazí na metylové zlúčeniny. Dimetyl ortuť sa stala známou ako toxín pre životné prostredie, tetrametyl olovo spôsobovalo veľké škody ako prostriedok proti klepaniu (a dodnes je obsiahnutý v špeciálnych palivách), ale asi najnepríjemnejšou metylovou zlúčeninou je dimetyl kadmium. Na jednej strane je to spôsobené tým, že samotné kadmium je mimoriadne toxické. Kov je karcinogénny a poškodzuje pečeň, ako aj prakticky všetky ostatné časti tela, s ktorými prichádza do styku - predovšetkým však kosti, ktoré sú vďaka kadmiu mäkké a nestabilné. Otrava kadmiom je akútne smrteľná, zvyčajne v dôsledku zlyhania obličiek.
Dimetylkadmium je tiež prchavé, takže sa dá ľahko inhalovať alebo inak absorbovať a v neposlednom rade je mimoriadne reaktívny s kyslíkom, čo znamená, že para sa môže samovznietiť a uvoľniť vysoko toxickú hmlu z vysoko toxického oxidu kademnatého. Alternatívne látka reaguje s kyslíkom pomaly, ale to ju nijako nezlepšuje. Je to tak preto, lebo vznikajú reakčné produkty, o ktorých sa len ťažko vie, ibaže pri kontakte alebo trení prudko explodujú a uvoľňujú vysoko toxický prach. To je tiež dôvod, prečo sa o nich vie len málo.
Selenofenol je tiež veľmi nepríjemná látka. Funguje podobným spôsobom ako horčičný plyn a spôsobuje pľuzgiere, ktoré sa pri kontakte s pokožkou ťažko liečia a ktoré po vyliečení zanechávajú pod pokožkou zvyšky selénu. Napriek tomu je selenofenol pomerne bežným činidlom, ktoré sa dá kúpiť dokonca v obchodoch. Tí, ktorí mali to potešenie, však dôrazne odporúčajú, aby sa proti tomu nedostali. Selén je v rovnakej chemickej skupine ako síra, ktorej zlúčeniny sú známe nepríjemným zápachom. Sírny analóg selenofenolu, tiofenol, už má veľmi intenzívny a nepríjemný zápach spálenej gumy. Vo vôni selenofenolu je spálená guma jednou z prijateľnejších poznámok - neexistuje žiadny popis, ktorý by skutočne zodpovedal tejto vôni, ale existuje veľa veľavravných pokusov. Selenophenol vonia, napísal jeden vedec, „ako dvaja skunci zabalení do gumy a potom zapálení“.
Väčšina toxických chemikálií je rovnako toxická ako vedľajší účinok, ale niektoré látky sú vyvinuté špeciálne pre svoj smrtiaci potenciál. Najtoxickejším z týchto chemických bojových prostriedkov je (v skutočnosti tekutý) „nervový plyn“ [2- (diizopropylamino) etyl] -0-etylmetylfosfonotioát, známy pod skratkou VX. Predpokladá sa, že kvapka na koži, ktorá je viditeľná iba voľným okom, je smrteľná. VX je asi desaťkrát toxickejší ako známejší sarín, ale je mu chemicky podobný.
Rovnako ako všetky nervové plyny, VX inhibuje enzým nazývaný acetylcholínesteráza, ktorý riadi svalovú aktivitu odbúravaním neurotransmitera acetylcholínu. Ak sa tak nestane, svaly sa už nemôžu uvoľniť a sú ochrnuté. „Dedkom“ spoločnosti VX bol pesticíd Amiton, ktorý prišiel na trh v roku 1954 ako prostriedok proti roztočom, ale bol krátko nato stiahnutý kvôli svojej toxicite.
VX je nielen najtoxickejší, ale aj najmenej prchavý nervový plyn. Povrchy, ktoré prichádzajú do styku s chemikáliou, sú nebezpečné niekoľko dní a látka môže zostať v prostredí niekoľko týždňov alebo mesiacov. Para je ťažšia ako vzduch, takže sa môže zhromažďovať v priehlbinách v zemi. Látka sa tiež v tele zle rozkladá a hromadí, takže aj malé množstvá VX sú dlhodobo škodlivé. Kvôli tejto trvanlivosti má bojový agent stále potenciálny vojenský význam ako takzvaná zbraň na odopieranie oblasti: Oblasti kontaminované VX sú vážnou prekážkou pre postupujúcu armádu, pretože ochrana a čistenie sú veľmi nákladné.
Azbest, šamotové tehly, sklo - niektoré materiály sa považujú za úplne nehorľavé. To však často nie je tak celkom pravda, pretože existuje látka, ktorá dokonca podpaľuje tehly: chlór trifluorid (ClF3). Pri nehode v 50. rokoch sa asi tona látky vyliala na betónovú podlahu a pred použitím chemikálie prepálila cez 30 centimetrov betónu a ďalší meter piesku a sutiny v základoch. Chlórfluorid reaguje hypergolicky takmer so všetkým. To znamená, že pri obyčajnom kontakte okamžite stúpa v plameňoch bez potreby energie na zahájenie reakcie.
Dôvodom pozoruhodnej agresivity je, že chlór trifluorid je silnejšie oxidačné činidlo ako samotný kyslík, a preto útočí aj na bežne nehorľavé oxidy, ako sú kremičitany v kameňoch alebo skle. Iba niektoré kovy odolávajú látke - pretože na ich povrchu sa vytvára tenká vrstva fluoridu kovu, ktorý chráni zvyšok kovu. Len vďaka tejto takzvanej pasivácii je možné ClF3 vôbec skladovať a prepravovať.
Prekvapujúco existuje priemyselné použitie chlór trifluoridu: Pri výrobe triesok sa plyn používa na čistenie prístroja na plynové nanášanie polovodičových vrstiev. Chlórfluorid bol kedysi testovaný ako raketové palivo a strelivo pre vrhače plameňov, ale čoskoro sa od neho upustilo kvôli notoricky náročnej manipulácii. ClF3 je plyn pri izbovej teplote, ale skvapalňuje sa pod asi jedenásť stupňov Celzia, a preto sa prepravuje ochladený, najlepšie vo veľmi malom množstve. Pretože skutočnosť, že chlór trifluorid okamžite stúpa v plameňoch, kedykoľvek sa naskytne príležitosť, je len začiatkom problémov: Pri spaľovaní sa vytvárajú produkty, ktoré sú samy o sebe tak vysoko toxické a agresívne, že si zaslúžia miesto na tomto zozname.
Nikel je toxický kov s podozrením na rakovinotvorné látky; otrava oxidom uhoľnatým môže byť rýchlo smrteľná. Kombinácia týchto dvoch prvkov vytvára komplexnú zlúčeninu nikel-tetrakarbonyl, ktorá je ešte nepríjemnejšia ako jednotlivé zložky dohromady. Látka je kvapalina, ktorá varí okolo 40 stupňov Celzia, a preto sa pri normálnej izbovej teplote pomaly odparuje. To je nepríjemné, pretože ťažký plyn nie je len jedným z najsilnejších známych inhalačných jedov, ale je tiež ľahko absorbovaný cez pokožku.
V tele je badateľná ďalšia vlastnosť tetrakarbonylu niklu: jeho nestabilita. Molekuly oxidu uhoľnatého sú veľmi slabo naviazané na nikel a ochotne ho vymieňajú za iné kovy - vo väčšine prípadov železo v hemoglobíne. V tomto ohľade je otrava tetrakarbonylom niklu ekvivalentná otrave oxidom uhoľnatým, s tým rozdielom, že každá molekula obsahuje štyrikrát viac oxidu uhoľnatého. Tí, ktorí prežijú, sa budú musieť vyrovnať s účinkami extra niklu, ktorý čiastočne cirkuluje v krvi a čiastočne ako kovová vrstva pokrýva vnútro alveol. Môžete sa tiež vyhodiť do vzduchu s nikel-tetrakarbonylom: Takéto plyny obsahujúce kov sú dosť ťažké a hromadia sa na zemi. Ak k tomu dôjde, nemal by sa tetrakarbonyl niklu otepliť na viac ako 60 stupňov Celzia alebo prísť do styku s oxidačnými činidlami. Pretože potom exploduje a šíri jemný karcinogénny niklový prach po celej miestnosti.