Токсични, отвратителни, огнени 10-те най-опасни химикали - спектър на науката
Токсични, груби, огнени: 10-те най-опасни химикали
Повечето от съединенията, с които работите в химически лаборатории или индустриални компании, са - стига да вземете необходимите мерки за безопасност - доста безвредни въпреки често ужасяващото им етикетиране на опасностите. Някои химикали обаче са толкова токсични, летливи или експлозивни, че дори лабораторно закалени специалисти ги избягват и само няколко квалифицирани специалисти имат право да работят с тях. Ако някой.
Нито особено токсични, нито експлозивни, нито по друг начин опасни - и все пак едно от тези вещества, които трябва да се избягват на всяка цена. Тиоацетонът има репутацията на веществото с най-остър мирис в цялата химия. Веществото влезе в световната история през 1889 г., когато доведе до чести оплаквания във Фрайбург за „зверската воня“ от научния институт; Местните медии съобщават за гадене, повръщане и гняв на жителите.
Доклад от 1890 г. от Великобритания описва миризмата като "ужасяваща". Химиците от Esso обясняват това по-подробно в по-дълъг доклад и съобщават, че дори капка разтворител с тиоацетон в него, капеща върху стъклена плоча в затворена работна зона със собствен отработен въздух, може да се усети миризма на няколкостотин метра. Според изследователската група разреждането изобщо не помага срещу миризмата и дори следите от тиоацетон върху дрехите правят всеки социален контакт невъзможен.
Това - и сравнително простото му производство - е и причината, поради което то се произвежда като военно био-оръжие в различни страни по света от 30-те години на миналия век. Трудно е обаче да се прилага ефективно и се разпада относително бързо във въздуха. Експертите по сигурността също виждат известен риск убийците да използват веществото като оръжие. Но такава атака се счита за технически и логистично твърде сложна, за да бъде реалистична.
Солната киселина, азотната киселина и дори сярната киселина са напълно безвредни за тях: флуоро-антимонова киселина. Това е най-силната известна киселина, десет квадрилиона пъти по-силна от чистата сярна киселина. Тази така наречена супер киселина се създава, когато комбинирате два различни вида силни киселини - чрез разтваряне на силния антимонов (V) флуорид на киселината на Луис в течен водороден флуорид, който е силна киселина на Brønstedt. В този краен случай обаче той дори функционира като основа: Антимоновият (V) флуорид образува хексафлуороантимонат (V) с флуорида на водородния флуорид и освобождава протон (H +).
Хексафлуороантимонат (V), от друга страна, е самодостатъчен и почти не взаимодейства с друго вещество - свойство, което също се оценява в технологията. В този случай обаче това означава: Един протон няма къде да отиде, освен водороден флуорид, който при нормални обстоятелства би отделил самия Н + като киселина. Съответно полученият флуорониев йон H2F + е изключително силна киселина, която дори реагира с въглеводороди, които обикновено не се атакуват от киселини.
Афлатоксините са група вещества, които плесените от рода Aspergillus произвеждат. Има поне 20 от тях, от които афлатоксин В1 е може би най-токсичен за хората. Това е едно от най-мощните канцерогенни вещества, които съществуват. Афлатоксин В1 е отговорен главно за карцинома на чернодробните клетки, един от най-смъртоносните видове рак в света. Освен това при хора, заразени с хепатит, рискът от рак от афлатоксини се увеличава с около 30 пъти. Черният дроб обаче не е единственият орган, който е застрашен: Ракът на белия дроб може да бъде причинен и от афлатоксини, по-точно от спори на плесени, които се вдишват с прах и които също съдържат отровата.
Въобще не е толкова опасен самият афлатоксин - вината на организма е, че позволява на веществото да реагира в силно токсичен метаболитен продукт. Афлатоксин В1 има двойна връзка, от която в черния дроб се образува така наречения епоксид, тричленен пръстен, направен от въглерод и кислород. Тази конфигурация обаче е под напрежение и е много нестабилна: Веднага щом епоксидът се срещне с ДНК, той образува химическа връзка с нея, така че опасните мутации да възникнат следващия път, когато клетката се раздели.
Химикалите, съдържащи азот, правят добри експлозиви, това е известно още от нитроглицерина. Но става наистина интересно, когато азотът е свързан с азот в молекулата - и особено когато случаят е три пъти поред. Такива вещества се наричат азиди и те са много реактивни. Сребърният азид с формула AgN3 например е основателно известен като Knallsilber.
Но става наистина вълнуващо, когато става въпрос за органични вещества. Можете да изцедите много повече азот в тях, отколкото в неорганични соли. Предишният рекордьор е веществото C2N14, което се среща в два варианта, изоцианоген тетраазид с отворена верига и изомер, в който в една точка на молекулата се е образувал пръстен. Последният вариант е може би най-експлозивното известно съединение: Той по същество експлодира във всичко, дори когато се опитва да определи свойствата му - поради което и до днес не знаем твърде много за веществото.
Причината за неговата реактивност се крие във въздуха: азотът обикновено се среща като двуатомен газ и е изключително стабилен в тази форма. Молекула, в която са свързани 14 азотни атома, по същество е само малка провокация, която далеч не се пренарежда в такива азотни двойки и отделя гигантски количества енергия в процеса. Което C2N14 прави при всяка възможност.
Когато се търсят най-неприятните металосъдържащи вещества, човек много бързо попада на метилови съединения. Диметил живакът става известен като токсин за околната среда, тетраметил оловото причинява много щети като антидетонатор (и все още се съдържа в специални горива днес), но вероятно най-неприятното метилово съединение е диметил кадмий. От една страна, това се дължи на факта, че самият кадмий е изключително токсичен. Металът е канцерогенен и уврежда черния дроб, както всяка друга част на тялото, с която влиза в контакт, но преди всичко костите, които са направени меки и нестабилни от кадмий. Отравянето с кадмий е остро фатално, обикновено поради бъбречна недостатъчност.
Диметилкадмият също е летлив, така че може лесно да се вдишва или да се абсорбира по друг начин и не на последно място изключително реагира с кислород, което означава, че парите могат да се възпламенят спонтанно и да отделят силно токсична мъгла от силно токсичен кадмиев оксид. Алтернативно, веществото реагира бавно с кислород, но това не го прави по-добро. Това е така, защото възникват реакционни продукти, за които едва ли се знае, с изключение на това, че експлодират силно при допир или триене, отделяйки силно токсичен прах. Това е и причината, поради която малко се знае за тях.
Селенофенолът също е много неприятно вещество. Действа по подобен начин на горчицата и причинява мехури, които трудно се лекуват при контакт с кожата, които оставят остатък от селен под кожата след излекуването му. Въпреки това селенофенолът е доста често срещан реагент, който дори може да се купи в магазините. Онези, които обаче са имали удоволствието, силно не го препоръчват. Селенът е в същата химическа група като сярата, чиито съединения са известни с неприятни миризми. Сярният аналог на селенофенол, тиофенол, вече има много интензивна и неприятна миризма на изгорял каучук. В аромата на селенофенол изгорената дъвка е една от най-поносимите нотки - няма описание, което наистина да оправдае миризмата, но има много красноречиви опити. Селенофенолът мирише, пише един учен, „като два скункса, увити в гума и след това запалени“.
Повечето токсични химикали са също толкова токсични, колкото и страничен ефект, но някои вещества са създадени специално за техния смъртоносен потенциал. Най-токсичният от тези химически бойни агенти е (всъщност течният) "нервен газ" [2- (диизопропиламино) етил] -О-етилметилфосфонотиоат, известен под съкращението VX. Предполага се, че капка върху кожата, която е просто видима с просто око, е фатална. VX е около десет пъти по-токсичен от по-известния зарин, но е химически подобен на него.
Подобно на всички нервни газове, VX инхибира ензим, наречен ацетилхолинестераза, който контролира мускулната активност чрез разграждане на невротрансмитера ацетилхолин. Ако това не се случи, мускулите вече не могат да се отпуснат и са парализирани. "Дядото" на VX беше пестицидът Amiton, който се появи на пазара през 1954 г. като средство против акари, но скоро след това беше изтеглен поради неговата токсичност.
VX е не само най-токсичният, но и най-малко летливият нервен газ. Повърхностите, които влизат в контакт с химикала, са опасни в продължение на няколко дни и веществото може да остане в околната среда седмици или месеци. Парите са по-тежки от въздуха, така че могат да се събират в депресии в земята. Веществото също се разгражда слабо в организма и се натрупва, така че дори малки количества VX са вредни в дългосрочен план. Поради тази издръжливост бойният агент все още има потенциал от военно значение като така нареченото оръжие за отказ на зоната: Зоните, замърсени с VX, са сериозна пречка за напредващата армия, тъй като защитата и почистването са много сложни.
Азбест, огнеупорни тухли, стъкло - някои материали се считат за напълно незапалими. Но това често не е напълно вярно, тъй като има вещество, което дори подпалва тухли: хлорен трифлуорид (ClF3). При инцидент през 50-те години около тон от тъканта се изсипва върху бетонния под и изгаря 30 сантиметра бетон и още метър пясък и развалини в основата, преди химикалът да бъде изразходван. Хлорният трифлуорид реагира хиперголично с почти всичко. Това означава, че веднага избухва в пламъци само при контакт, без да е необходима енергия за стартиране на реакцията.
Причината за забележителната агресивност е, че хлорният трифлуорид е по-силен окислител от самия кислород, поради което той атакува и нормално негоримите оксиди, като силикатите в камъни или стъкло. Само някои метали се противопоставят на веществото - тъй като на повърхността им се образува тънък слой метален флуорид, който предпазва останалата част от метала. Благодарение само на тази така наречена пасивация, ClF3 може изобщо да се съхранява и транспортира.
Изненадващо има индустриално приложение за хлорен трифлуорид: При производството на чипове газът се използва за почистване на апарата за газово отлагане на полупроводникови слоеве. Някога хлорният трифлуорид е бил тестван като ракетно гориво и боеприпаси за огнехвъргачки, но скоро е изоставен поради прословутото трудно управление. ClF3 е газ със стайна температура, но се втечнява под около единадесет градуса по Целзий и поради това се транспортира охладен, за предпочитане в много малки количества. Фактът, че хлорният трифлуорид веднага изгаря, когато възникне възможност, е само началото на проблема: Когато той е изгорен, се създават продукти, които са толкова силно токсични и агресивни, че заслужават място в този списък.
Никелът е токсичен и предполагаем канцерогенен метал; отравянето с въглероден окис може бързо да стане фатално. В комбинация двете образуват сложното съединение никел тетракарбонил, което е дори по-неприятно от отделните компоненти, взети заедно. Веществото е течност, която вече кипи при около 40 градуса по Целзий и следователно бавно се изпарява при нормални стайни температури. Това е неудобно, тъй като тежките газове са не само един от най-мощните познати от вдишването, но и лесно се абсорбират през кожата.
Друго свойство на никелов тетракарбонил става забележимо в организма: неговата нестабилност. Молекулите на въглеродния оксид са много слабо прикрепени към никела и с готовност го сменят с други метали - в повечето случаи желязото в хемоглобина. В това отношение отравянето с никелов тетракарбонил е еквивалентно на отравяне с въглероден окис, с тази разлика, че всяка молекула съдържа четири пъти повече въглероден окис. Тези, които оцелеят след това, трябва да се справят с ефектите на допълнителния никел, който отчасти циркулира в кръвта, а отчасти като метален слой, покриващ вътрешността на алвеолите. Можете също така да се взривите с никелов тетракарбонил: Такива металосъдържащи газове са доста тежки и се събират на земята. Ако това се е случило, никеловият тетракарбонил не трябва да става по-топъл от 60 градуса по Целзий или дори да влиза в контакт с окислители. Защото тогава той експлодира и разпространява фин, канцерогенен никелов прах из цялата стая.