”Djävulens grundämne”: fosforens mörka sida
Jag vill berätta om fosfor, mitt favoritämne i det periodiska systemet. Fosfor är en utmärkt kandidat för en giftblogg eftersom det finns förvånansvärt många sätt på vilka det kan döda dig. Det är också det lämpligaste grundämnet för en blogg om Halloween eftersom det lätt är den mest kusliga medlemmen i det periodiska systemet och förknippas med historier om alkemister, glödande skallar, kyrkogårdsspöken och självantändning.
Fosfor är en viktig del av livet. När det kombineras med syre till fosfater håller det ihop vårt DNA, gör våra ben starka och utför grundläggande kemiska reaktioner i våra celler. Men fosfor har också sin mörka sida. Vissa har beskrivit det som ”djävulens grundämne”.
Ren fosfor finns i en mängd olika former, som skiljer sig åt genom de färger som produceras av de olika sätt på vilka atomerna kan arrangeras. Det finns vit fosfor (som också beskrivs som gul), röd, violett, svart – och på senare tid har rosa lagts till listan. Vit fosfor var den första som identifierades, och när den upptäcktes på 1660-talet gav den också upphov till att grundämnet associerades med det kusliga.
Upptäckten gjordes av alkemisten Hennig Brandt som kokade sin egen urin i jakt på guld (jag skojar inte). Efter dagar av uppvärmning av liter stillastående kiss lyckades Hennig isolera ett vitt, vaxliknande fast ämne, vilket förmodligen var något av en besvikelse efter hans långa och olfaktoriskt utmanande arbete. Men hans humör måste ha höjts när det blev mörkt och han observerade att denna nyskapade substans glödde med ett kusligt grönt ljus.
Hennig gav det nya ämnet namnet fosfor, efter grekiskan för ”ljusbärare”. Vid en tid då ljus vanligtvis producerades genom att bränna något, väckte Hennigs upptäckt stor nyfikenhet, och man hoppades att fosfor skulle kunna erbjuda ett säkrare alternativ till stearinljus för belysning i hemmet. Det finns två problem med detta. För det första stinker fosforföreningar som man inte kan tro (lita på mig) och ingen skulle vilja ha det i sitt hem när det med tiden kan brytas ned och ge upphov till en verkligt illaluktande lukt.
Det andra problemet är den vita fosforens brännbarhet. Fosforens svala, grönaktiga sken orsakas av dess reaktion med syre, men det krävs inte mycket för att denna reaktion ska accelerera och utvecklas till en brand, vilket 1600-talskemisten Nicolas Lemery upptäckte: ”Efter några experiment som gjordes en dag i mitt hus med fosfor, lämnades en liten bit av den oaktsamt på bordet i min kammare, och pigan som bäddade sängen tog upp den i sängkläderna som hon hade lagt på bordet, utan att se den lilla biten. Den person som därefter låg i sängen, som vaknade på natten och kände mer än vanlig värme, uppfattade att täcket brann.” Lemerys gäst hade tur som överlevde: fosfor brinner med en otrolig intensitet och producerar tjock, kvävande vit rök (det är av denna anledning som vit fosfor har använts i brandbomber och för att producera rökridåer).
Den lätthet med vilken fosfor och vissa av dess föreningar fattar eld har lett till förslag om att det skulle kunna vara orsaken till spontan förbränning hos människor. Mikrober har visat sig kunna omvandla vanliga fosfater i livsmedel till mycket reaktiva fosfinkemikalier som kan spontanförbrännas när de exponeras i luften. De lättantändliga fosforbaserade föreningarna har hittats i avföring från människor och djur, men i mycket små mängder. Även om detta är en teoretiskt möjlig förklaring till spontan förbränning hos människor är det ytterst osannolikt att den är sann. Det skulle vara mer övertygande om det hade funnits några fall av spontan förbränning av kor för att stödja teorin (jag har inte hittat några och, ja, jag har sökt).
Samma processer kan dock förklara hur uppstötningar av fosforgaser från ruttnande kvarlevor på kyrkogårdar kan ge upphov till märkliga glödande ångor som har misstagits för kyrkogårdsspöken eller trollkarlar.
Problemen med brandfarlighet sänkte alla förhoppningar om att använda vit fosfor för inomhusbelysning, men det öppnade upp en annan möjlighet: tändstickor. Genom att använda vit fosfor i tändstickshuvudena kunde man skapa en låga med bara den minsta friktionsvärme. Det sågs som ett stort framsteg i en tid då det var mycket besvärligt att tända en eld.
Fosforhaltiga tändstickor som kan slås överallt tillverkades på 1800-talet av miljarder. För att framställa dessa tändstickor stod personer som kallades ”dippers” framför grunda brickor fyllda med vatten, ånguppvärmt underifrån, i vilket man löste upp pinnar av vit fosfor blandat med några andra kemikalier. Stänger av pinnar som var dubbelt så långa som en tändsticka doppades sedan på vardera sidan och fick torka innan pinnarna hackades på mitten. De resulterande tändstickorna förpackades sedan i lådor redo att säljas.
Dippers arbetade 14 timmars dagar och dåligt ventilerade fabriker innebär att de skulle ha andats in fosforångor hela tiden. Andra som blandade kemikalierna och de som förpackade tändstickorna utsattes också för höga halter av fosfor. Resultatet blev att fosfor började infiltrera kroppen. Den enklaste vägen in var genom käken till följd av dålig tandhygien.
Symtomen började med tandvärk, sedan föll tänderna ut. Ansiktet skulle svullna upp och abscesser längs käken skulle spy det mest illaluktande pus. Hål skulle öppnas i ansiktet längs käklinjen, genom vilka man kunde se det döda benet undertill. Ibland glödde benet i mörkret på grund av den ackumulerade fosforn. Det enda botemedlet var att avlägsna individen från exponering för fosfor – men det var inte riktigt ett alternativ, eftersom de skulle förlora sin inkomst. För att förhindra att fosfor rörde sig till de inre organen och dödade individen genom leverskador avlägsnades i stället det drabbade käkbenet.
Du kan se de förödande effekterna av det som blev känt som phossy jaw i anatomiska samlingar som den som finns på Barts Pathology Museum. Det medicinska fallet som visas på bottenvåningen i denna spektakulära medicinska samling i tre våningar visar käkbenet från en av de drabbade, som avlägsnades för att rädda patienten från de potentiellt dödliga effekterna av exponeringen. Det är lätt att se var benet har ätits upp av den fosfor som patienten måste ha andats in i åratal.
Patienten stannade på sjukhus i sex veckor för att återhämta sig och odla fram ett nytt käkben innan han skrevs ut. Tyvärr, efter vad som måste ha varit en verkligt fruktansvärd upplevelse, dog patienten samma natt som han återvände till sitt hem. Man tror att han kvävdes i sömnen.
De som hade tur nog att överleva phossy jaw lämnades permanent vanställda. Man kan förstå varför tändsticksarbetarna strejkade. Även om de första fallen av phossy jaw visade sig på 1850-talet fortsatte vit fosfor att användas fram till början av 1900-talet. År 1910 förbjöd Storbritannien slutligen användningen av vit fosfor i tändstickor och den ersattes med den mycket säkrare röda fosfor som fortfarande pryder sidan på tändsticksaskar.
Det är tack vare dessa tändsticksflickor som vi har lagar som reglerar hälsa och säkerhet på arbetsplatsen. Och hur mycket vi än klagar på byråkrati och överdriven försiktighet så mår vi alla bättre av att ha dem. På grund av hälso- och säkerhetslagstiftningen kommer alla glödande skallar som ni möter under Halloween att täckas med giftfri färg som lyser på grund av ljusets effekter snarare än kemiska reaktioner. De kyrkogårdsspöken du möter kan däremot bero på fosfor, eller kanske något helt annat …
{{topLeft}}
{{bottomLeft}}
{{topRight}}
{{bottomRight}}
{{/goalExceededMarkerPercentage}}
{{/ticker}}
{{heading}}
{{#paragraphs}}
{{.}}
{{/paragraphs}}{{highlightedText}}
- Naturvetenskap
- Notiser &Teorier
- Kemi
- Bloggposts
- Delar du på? Facebook
- Dela på Twitter
- Dela via e-post
- Dela på LinkedIn
- Dela på Pinterest
- Dela på WhatsApp
- Dela på Messenger