‘Het duivelse element’: de donkere kant van fosfor
Ik wil jullie graag iets vertellen over fosfor, mijn favoriete element uit het periodiek systeem. Fosfor is een uitstekende kandidaat voor een gifblog, want er zijn verrassend veel manieren waarop het je kan doden. Het is ook het meest geschikte element voor een Hallowe’en blog, omdat het gemakkelijk het griezeligste lid van het periodiek systeem is en geassocieerd wordt met verhalen over alchemisten, gloeiende schedels, kerkhofgeesten en spontane menselijke verbranding.
Fosfor is een essentieel onderdeel van het leven. In combinatie met zuurstof maakt het fosfaten, houdt het ons DNA bij elkaar, maakt het onze botten sterk en voert het fundamentele chemische reacties uit in onze cellen. Maar fosfor heeft ook een schaduwzijde. Sommigen hebben het beschreven als “het element van de duivel”.
Puur fosfor komt voor in een verscheidenheid van verschillende vormen, onderscheiden door kleuren die worden geproduceerd door de verschillende manieren waarop de atomen kunnen worden gerangschikt. Er is witte fosfor (ook omschreven als geel), rood, violet, zwart – en sinds kort is er ook roze aan de lijst toegevoegd. Witte fosfor werd als eerste geïdentificeerd; toen het in de jaren 1660 werd ontdekt, gaf het ook de aanzet tot de associatie van het element met het spookachtige.
De ontdekking werd gedaan door de alchemist Hennig Brandt die zijn eigen urine kookte op zoek naar goud (I kid you not). Na dagenlang liters stilstaande plas te hebben verhit, slaagde Hennig erin een witte, wasachtige vaste stof te isoleren, wat waarschijnlijk een beetje een teleurstelling was na zijn lange en olfactorisch uitdagende werk. Maar zijn humeur moet zijn opgefleurd toen het donker werd en hij waarnam dat de nieuw gecreëerde stof gloeide met een griezelig groen licht.
Hennig noemde de nieuwe stof fosfor, naar het Griekse woord voor “lichtdrager”. In een tijd waarin licht meestal werd geproduceerd door iets te verbranden, wekte Hennigs ontdekking grote nieuwsgierigheid op, en men hoopte dat fosfor een veiliger alternatief zou bieden voor kaarsen om het huis te verlichten. Er zijn echter twee problemen. Ten eerste stinken fosforverbindingen als je het niet gelooft (geloof me maar) en niemand zou het spul in huis willen hebben als het na verloop van tijd kan degraderen tot een echt stinkende geur.
Het tweede probleem is de ontvlambaarheid van witte fosfor. De koele, groenachtige gloed van fosfor wordt veroorzaakt door zijn reactie met zuurstof, maar er is niet veel voor nodig om deze reactie te versnellen en zich te ontwikkelen tot een brand, zoals de 17e eeuwse scheikundige Nicolas Lemery ontdekte: “Na op een dag in mijn huis experimenten te hebben gedaan met fosfor, werd een klein stukje ervan onachtzaam op de tafel in mijn kamer achtergelaten. De dienstmeid die het bed opmaakte, nam het mee in het beddengoed dat ze op de tafel had gelegd, zonder het kleine stukje te zien. De persoon die daarna in het bed lag, werd ’s nachts wakker en voelde meer dan gewone hitte, en zag dat de deken in brand stond”. De gast van Lemery had geluk dat hij het overleefde: fosfor brandt met een ongelooflijke intensiteit en produceert een dikke, verstikkende witte rook (het is om deze reden dat witte fosfor gebruikt wordt in brandbommen en om rookgordijnen te produceren).
Het gemak waarmee fosfor en sommige van zijn verbindingen vlam vatten heeft geleid tot suggesties dat het de oorzaak zou kunnen zijn van spontane menselijke ontbranding. Microben bleken in staat gewone fosfaten in voedsel om te zetten in zeer reactieve fosfine chemicaliën die spontaan kunnen ontbranden wanneer ze aan de lucht worden blootgesteld. De zeer ontvlambare fosforverbindingen zijn aangetroffen in menselijke en dierlijke uitwerpselen, maar in zeer kleine hoeveelheden. Hoewel dit een theoretisch mogelijke verklaring is voor spontane menselijke verbranding, is het uiterst onwaarschijnlijk dat het waar is. Het zou overtuigender zijn als er een paar gevallen van spontane verbranding van koeien waren geweest om de theorie te ondersteunen (ik heb er geen gevonden en ja, ik heb gezocht).
Hoe dan ook, gelijkaardige processen zouden kunnen verklaren hoe uitbraken van fosforhoudende gassen uit ontbindende resten op kerkhoven vreemde gloeiende dampen konden voortbrengen die werden aangezien voor kerkhofgeesten of will-o’-the-wisps.
De problemen van ontvlambaarheid deden elke hoop op het gebruik van witte fosfor voor verlichting binnenshuis vervliegen, maar het opende een andere mogelijkheid: lucifers. Het gebruik van witte fosfor voor luciferkopjes betekende dat een vlam kon worden geproduceerd met slechts de geringste warmte van wrijving. Het werd gezien als een enorme stap voorwaarts in een tijd waarin het aansteken van een vuurtje nog een heel gedoe was.
Phosphorus-laden strike-anywhere lucifers werden in de negentiende eeuw door de miljard geproduceerd. Om deze lucifers te produceren, stonden mensen, “dippers” genaamd, voor ondiepe bakken gevuld met water, van onderen met stoom verhit, waarin staafjes witte fosfor waren opgelost, vermengd met een paar andere chemicaliën. Daarin werden staafjes witte fosfor opgelost, vermengd met enkele andere chemicaliën. Rekken met staafjes die twee keer zo lang waren als een lucifer werden aan weerszijden ondergedompeld en men liet ze drogen voordat de staafjes in tweeën werden gehakt. De lucifers werden dan in dozen gedaan, klaar om te worden verkocht.
Dippers werkten 14 uur per dag en slecht geventileerde fabrieken betekenden dat ze de hele tijd fosfor dampen inademden. Anderen die de chemicaliën mengden en degenen die de lucifers in dozen verpakten, werden ook blootgesteld aan hoge concentraties fosfor. Het resultaat was dat fosfor in het lichaam begon te infiltreren. De gemakkelijkste weg naar binnen was via de kaak als gevolg van slechte tandhygiëne.
Symptomen begonnen met tandpijn, daarna vielen de tanden uit. Het gezicht zwol op en abcessen langs de kaak gaven de meest vies ruikende pus af. Er ontstonden gaten in het gezicht langs de kaaklijn, waardoor het dode bot eronder te zien was. Soms gloeide het bot in het donker door de opgehoopte fosfor. De enige remedie was het individu te verwijderen van blootstelling aan fosfor – maar dit was niet echt een optie, omdat ze dan hun inkomen zouden verliezen. In plaats daarvan werd het aangetaste kaakbeen verwijderd om te voorkomen dat het fosfor zich naar de inwendige organen zou verplaatsen en het individu door leverbeschadiging zou doden.
De verwoestende effecten van wat bekend werd als fossykaak, zijn te zien in anatomische collecties zoals die in het Barts Pathology Museum. De medische kist op de begane grond van deze spectaculaire drie verdiepingen tellende medische collectie toont het kaakbeen van zo’n patiënt, verwijderd om de patiënt te redden van de mogelijk terminale gevolgen van blootstelling. Het is gemakkelijk te zien waar het bot is weggevreten door de fosfor die de patiënt jarenlang moet hebben ingeademd.
De patiënt bleef zes weken in het ziekenhuis om te herstellen en een nieuw kaakbeen te laten groeien voordat hij werd ontslagen. Helaas overleed de patiënt, na wat een afschuwelijke ervaring moet zijn geweest, op de avond dat hij naar huis terugkeerde. Men denkt dat hij zich in zijn slaap verslikte.
Degenen die het geluk hadden de phossy kaak te overleven, bleven blijvend verminkt achter. Je kunt begrijpen waarom de luciferarbeiders in staking gingen. Hoewel de eerste gevallen van fossykaak zich voordeden in de jaren 1850, bleef witte fosfor gebruikt worden tot het begin van de 20ste eeuw. In 1910 verbood Groot-Brittannië uiteindelijk het gebruik van witte fosfor in lucifers en werd het vervangen door het veel veiliger rode fosfor dat nog steeds de zijkant van luciferdoosjes siert.
Het is dankzij deze lucifermeisjes dat we wetten hebben die de gezondheid en veiligheid op de werkplek regelen. En, hoeveel we ook klagen over bureaucratie en overdreven voorzichtigheid, we zijn allemaal beter af omdat we ze hebben. Vanwege de gezondheids- en veiligheidswetgeving zullen alle gloeiende schedels die u tijdens Halloween tegenkomt, bedekt zijn met niet-giftige verf die gloeit door de effecten van licht en niet door chemische reacties. De kerkhofgeesten die u tegenkomt, kunnen echter het gevolg zijn van fosfor, of, misschien, iets heel anders …
{{topLeft}}
{{bottomLeft}}
{{topRight}}
{{bottomRight}}
{{/goalExceededMarkerPercentage}}
{{/ticker}}
{{heading}}
{{#paragraphs}}
{{.}}
{{/paragrafen}}{highlightedText}}
- Wetenschap
- Notes &Theorieën
- Chemie
- blogposts
- Delen op Facebook
- Delen op Twitter
- Delen via E-mail
- Delen op LinkedIn
- Delen op Pinterest
- Delen op WhatsApp
- Delen op Messenger