Отруйні, огидні, вогняні 10 найнебезпечніших хімічних речовин - спектр науки
Токсичний, грубий, вогненний: 10 найнебезпечніших хімічних речовин
Більшість сполук, з якими ви працюєте в хімічних лабораторіях або промислових компаніях, є, доки ви вживаєте необхідних заходів безпеки, досить нешкідливими, незважаючи на їх жахливе маркування небезпеки. Однак деякі хімічні речовини настільки токсичні, леткі або вибухонебезпечні, що навіть лабораторно загартовані фахівці уникають їх, і лише декілька кваліфікованих фахівців мають право працювати з ними. Якщо якийсь.
Ні особливо токсичні, ні вибухонебезпечні, ні небезпечні по-іншому - і все ж одна з тих речовин, яких слід уникати будь-якою ціною. Тіоацетон має репутацію речовини з найбільш різким запахом у всій хімії. Ця речовина увійшла у світову історію в 1889 р., Коли в Фрайбурзі часто виникали скарги з боку наукового інституту на «звірячий сморід»; Місцеві ЗМІ повідомляють про нудоту, блювоту та роздратування мешканців.
У звіті Великобританії 1890 року запах описується як "жахливий". Хіміки з Ессо пояснюють це більш докладно у довшому звіті та повідомляють, що навіть крапля розчинника з тіоацетоном, закапана на скляну пластину в закритій робочій зоні із власним відпрацьованим повітрям, може відчути запах за кілька сотень метрів. На думку робочої групи, розведення зовсім не допомагає проти запаху, і навіть сліди тіоацетону на одязі унеможливлюють будь-які соціальні контакти.
Це - і порівняно просте виробництво - це також причина, чому його виробляють як військову біозброю в різних країнах світу з 1930-х років. Однак його важко застосовувати ефективно і порівняно швидко розпадається на повітрі. Експерти з питань безпеки також бачать певний ризик того, що вбивці можуть використовувати цю речовину як зброю. Але така атака вважається технічно та логістично занадто складною, щоб бути реалістичною.
Соляна кислота, азотна кислота і навіть сірчана кислота для них абсолютно нешкідливі: фтор-антимонічна кислота. Це найсильніша відома кислота, яка в десять квадрильйонів разів сильніша за чисту сірчану кислоту. Ця так звана суперкислота створюється при поєднанні двох різних типів сильних кислот - шляхом розчинення сильного фториду сурми (V) кислоти Льюїса у рідкому фтористому водню, який є сильною кислотою Бренштедта. Однак у цьому крайньому випадку він навіть функціонує як основа: фторид сурми (V) утворює гексафторантимонат (V) з фторидом фтористого водню і виділяє протон (H +).
Гексафторантимонат (V), навпаки, є самодостатнім і майже не взаємодіє з будь-якою іншою речовиною - властивість, яка також цінується в техніці. Однак у цьому випадку це означає: одному протону нікуди подітись, крім фтористого водню, який за звичайних обставин виділяє Н + як саму кислоту. Відповідно, отриманий іон фторонію H2F + є надзвичайно сильною кислотою, яка навіть реагує з вуглеводнями, які зазвичай не атакуються кислотами.
Афлатоксини - це група речовин, що утворюються цвіллю роду Aspergillus. Їх щонайменше 20, з яких афлатоксин В1 є, мабуть, найбільш токсичним для людини. Це одна з найпотужніших канцерогенних речовин, що існують. Афлатоксин В1 головним чином відповідає за карциному печінки - один із найбезпечніших видів раку у всьому світі. Крім того, для інфікованих гепатитом ризик раку від афлатоксинів збільшується приблизно в 30 разів. Однак печінка не є єдиним органом, якому загрожує загроза: рак легенів також може бути викликаний афлатоксинами, точніше від спор цвілі, які вдихаються пилом і які також містять отруту.
Зовсім не сам афлатоксин є настільки небезпечним - це вина організму, що дозволяє речовині реагувати, утворюючи високотоксичний продукт метаболізму. Афлатоксин В1 має подвійний зв’язок, з якого в печінці утворюється так званий епоксид - тричленне кільце, виготовлене з вуглецю та кисню. Однак ця конфігурація знаходиться під напругою і дуже нестабільна: як тільки епоксид зустрічається з ДНК, він утворює з нею хімічний зв’язок, так що наступного разу, коли клітина ділиться, виникають небезпечні мутації.
Хімічні речовини, що містять азот, роблять хорошу вибухівку, це відомо з часів нітрогліцерину. Але стає дійсно цікаво, коли азот зв’язується з азотом у молекулі - і особливо, коли це відбувається тричі поспіль. Такі речовини називаються азидами, і вони дуже реактивні. Наприклад, азид срібла з формулою AgN3, по праву відомий як Knallsilber.
Але це стає справді захоплюючим, коли йдеться про органічні речовини. Ви можете втиснути в них набагато більше азоту, ніж в неорганічні солі. Попереднім рекордсменом є речовина C2N14, яка зустрічається у двох варіантах - відкритий ланцюг ізоціаноген тетраазиду та ізомер, у якому кільце утворилося в одній точці молекули. Останній варіант є, мабуть, найбільш вибухонебезпечною відомою сполукою: вона по суті вибухає у всьому, навіть коли намагається визначити її властивості - саме тому ми не знаємо надто багато про речовину до сьогодні.
Причина його реакційної здатності криється в повітрі: азот, як правило, утворюється як двоатомний газ і надзвичайно стійкий у цій формі. Молекула, в якій пов'язані 14 атомів азоту, в основному є лише крихітною провокацією, щоб не переставити себе в такі пари азоту і не виділити в процесі цього гігантську кількість енергії. Що робить C2N14 при будь-якій нагоді.
Шукаючи найнеприємніші речовини, що містять метали, дуже швидко стикаються з метиловими сполуками. Диметиловий ртуть став відомим як токсин навколишнього середовища, тетраметиловий свинець завдав чимало шкоди як протиударний засіб (і досі міститься в спеціальних видах палива), але, мабуть, найнеприємнішою метильною сполукою є диметил-кадмій. З одного боку, це пов’язано з тим, що сам по собі кадмій надзвичайно токсичний. Метал є канцерогенним і пошкоджує печінку, а також практично всі інші частини тіла, з якими він контактує - але перш за все кістки, які кадмій робить м'якими і нестійкими. Отруєння кадмієм гостро смертельне, як правило, через ниркову недостатність.
Диметилкадмій також є летким, тому його можна легко вдихати або поглинати будь-яким іншим способом, і, нарешті, але не менш важливим, надзвичайно реактивний з киснем, а це означає, що пари можуть самозайматися і виділяти дуже токсичний туман з високотоксичного оксиду кадмію. Крім того, речовина повільно реагує з киснем, але це не робить її кращою. Це пов’язано з тим, що створюються продукти реакції, про які навряд чи відомо, за винятком того, що вони сильно вибухають при контакті або терті і виділяють високотоксичний пил. Це також причина, чому про них мало що відомо.
Селенофенол - теж дуже неприємна речовина. Він працює так само, як гірчичний газ, і викликає пухирі, які важко загоюються при контакті зі шкірою, які залишають під шкірою залишки селену після загоєння. Незважаючи на це, селенофенол є досить поширеним реагентом, який можна купити навіть у магазинах. Однак ті, хто отримав задоволення, настійно не рекомендують цього робити. Селен входить до тієї ж хімічної групи, що і сірка, сполуки якої славляться неприємними запахами. Сірчаний аналог селенофенолу, тіофенол, вже має дуже інтенсивний і неприємний запах згорілого каучуку. Запах селенофенолу - одна з найбільш терпимих нот - палена камедь - немає опису, який справді відповідає запаху, але є багато красномовних спроб. Селенофенол пахне, писав один учений, "як два скунси, які обмотують гумою, а потім підпалюють".
Більшість токсичних хімічних речовин настільки ж токсичні, як і побічний ефект, але деякі речовини розроблені спеціально для їх смертельного потенціалу. Найтоксичнішим із цих хімічних бойових агентів є (насправді рідкий) "нервовий газ" [2- (диізопропіламіно) етил] -O-етилметилфосфонотіоат, відомий під абревіатурою VX. Передбачається, що крапля на шкірі, яка просто видно неозброєним оком, смертельна. VX приблизно в десять разів токсичніший, ніж більш відомий зарин, але хімічно схожий на нього.
Як і всі нервові гази, VX інгібує фермент, названий ацетилхолінестеразою, який контролює м’язову активність, розщеплюючи нейромедіатор ацетилхолін. Якщо цього не відбувається, м’язи вже не можуть розслабитися і паралізовані. "Дідом" VX був пестицид Амітон, який вийшов на ринок у 1954 році як засіб проти кліщів, але незабаром після цього був вилучений через його токсичність.
VX є не тільки найбільш токсичним, але і найменш летким нервовим газом. Поверхні, які контактують з хімічною речовиною, небезпечні протягом декількох днів, і речовина може залишатися в навколишньому середовищі протягом тижнів або місяців. Пара важча за повітря, тому може збиратися в западинах у землі. Речовина також погано розщеплюється в організмі і накопичується, так що навіть невелика кількість VX шкідлива в довгостроковій перспективі. Завдяки такій довговічності бойовий агент все ще має потенційне військове значення як так звана зброя для заперечення району: райони, забруднені VX, є серйозною перешкодою для наступаючої армії, оскільки захист та прибирання коштують дуже дорого.
Азбест, вогнетривка цегла, скло - деякі матеріали вважаються абсолютно негорючими. Але це часто не зовсім вірно, оскільки існує речовина, яка навіть підпалює цеглу: трифторид хлору (ClF3). В результаті аварії в 1950-х роках близько тонни тканини вилилося на бетонну підлогу та спалило 30 сантиметрів бетону та ще один метр піску та щебеню в фундаменті до того, як хімічна речовина була витрачена. Трифторид хлору реагує гіперголічно майже з усім. Це означає, що він одразу ж загоряється полум’ям при простому контакті без потреби в енергії для початку реакції.
Передумова до надзвичайної агресивності полягає в тому, що трифторид хлору є сильнішим окислювачем, ніж сам кисень, тому він також атакує звичайно негорючі оксиди, такі як силікати в камені або склі. Тільки деякі метали протистоять речовині - оскільки на їх поверхні утворюється тонкий шар фториду металу, який захищає решту металу. Завдяки лише цій так званій пасивації ClF3 можна взагалі зберігати та транспортувати.
Дивно, але для промислового застосування трифториду хлору існує промислове застосування: при виробництві стружки газ використовується для очищення апарату для газового осадження напівпровідникових шарів. Колись трифторид хлору випробовували як ракетне паливо та боєприпаси для вогнеметів, але незабаром від нього відмовились через його гостро складне поводження. ClF3 - газ при кімнатній температурі, але він розріджується нижче приблизно одинадцяти градусів Цельсія, і тому транспортується охолодженим, бажано у дуже малих кількостях. Той факт, що трифторид хлору одразу загоряється, коли з’являється така можливість, є лише початком проблем: при згорянні створюються продукти, які самі по собі є настільки токсичними та агресивними, що заслуговують на місце в цьому списку.
Нікель - токсичний та підозрюваний канцерогенний метал; Отруєння чадним газом може швидко стати фатальним. У поєднанні ці два утворюють складну сполуку тетракарбонілу нікелю, яка навіть більш незручна, ніж окремі компоненти разом. Речовина являє собою рідину, яка кипить близько 40 градусів Цельсія і тому повільно випаровується при нормальній кімнатній температурі. Це незручно, оскільки важкий газ є не лише одним з найпотужніших відомих отруйних речовин, але також легко всмоктується через шкіру.
Ще одна властивість тетракарбонілу нікелю стає помітною в організмі: його нестабільність. Молекули чадного газу лише дуже слабо прикріплені до нікелю і охоче замінюють його на інші метали - у більшості випадків залізо в гемоглобіні. У цьому відношенні отруєння тетракарбонілом нікелю еквівалентно отруєнню чадним газом, з тією різницею, що кожна молекула містить у чотири рази більше окису вуглецю. Тим, хто виживе, доведеться мати справу з наслідками зайвого нікелю, який частково циркулює в крові, а частково, коли металевий шар покриває внутрішню частину альвеол. Ви також можете підірвати себе тетракарбонілом нікелю: такі металовмісні гази досить важкі і збираються на землі. Якщо це сталося, тетракарбоніл нікелю не повинен нагріватися вище 60 градусів Цельсія і навіть не контактувати з окислювачами. Тому що тоді він вибухає і поширює дрібний канцерогенний нікелевий пил по всій кімнаті.