Wesołych Świąt!

Kochani!

W tym pięknym dniu pragnę Wam życzyć:

Wesołych i Spokojnych Świąt Bożego Narodzenia,
spędzonych w rodzinnym gronie.
Sukcesów w życiu, samych dobrych chwil oraz
spełnienia wszystkich planów w nadchodzącym Nowym Roku ! :)

Wszystkiego co dobre i najpiękniejsze życzy: chemia-na-6tke.blogspot.com. :)

Cyjanek, czyli co kryje się w gorzkich migdałach.

Od wieków, trucizny były używane do egzekucji, morderstw i zabójstw, włączając w to działania wojenne. Substancje te mogą być zarówno pochodzenia naturalnego, wytworzone przez rośliny, zwierzęta czy mikroorganizmy ( np. atropina wytwarzana przez roślinę nazywaną pokrzyk wilcza jagoda czy nawet nikotyna "produkowana" przez tytoń) bądź pochodzenia syntetycznego, wytwarzana przez człowieka w wyniku działań przemysłowych czy w laboratoriach podczas działań badawczych. Wiele związków chemicznych, które mogą wykazywać właściwości toksyczne,są produktami końcowymi wielu procesów przemysłowych, np gazy czy żrące kwasy. Związki chemiczne powinny być wykorzystywane zgodnie z przeznaczeniem, ponadto nigdy nie można zakładać, że są bezpieczne.

Taką substancją jest powszechnie znany i bardzo niebezpieczny cyjanek , a głównie cyjanek potasu.

wzór strukturalny cyjanku potasu (KCN)

Cyjanek potasu jest krystalicznym, białym proszkiem, łatwo rozpuszczalnym w wodzie, ulegający częściowo hydrolizie. Stopniowy rozkład pod wpływem wilgoci sprawia, że ma wyraźny zapach gorzkich migdałów, jakim odznacza się wydzielający cyjanowodór.

Toksyczne działanie cyjanku potasu polega na wiązaniu się z hemoglobiną (a ściślej mówiąc z żelazem występującym w hemoglobinie),a tym samym powoduje blokowanie wiązania się tlenu i rozprowadzaniem tlenu układem krwionośnym do narządów ciała. W wyniku tego dochodzi do niedotlenienia organizmu i w rezultacie do śmierci...

Dla cyjanków wartość dawki zabijającej połowę populacji, czyli tak zwane LD50 wynosi 1mg/kg masy ciała,co oznacza, że dla dorosłego jest to około 60-70 mg, zaś dawką, która zabija każdego wynosi 100-150 mg - mniej niż łyżeczka.

Drugim ważnym związkiem z rodziny cyjanków jest cyjanowodór, inaczej nazywany kwasem pruskim. Cyjanowodór jest cieczą bezbarwną , o zapachu gorzkich migdałów i należy do najbardziej gwałtownie działających trucizn, gdzie dawka śmiertelna wynosi ok.  50 mg, a śmierć może nastąpić w bardzo krótkim czasie. Cyjanowodór w stanie czystym służy głównie jako środek do tępienia insektów.


Ciekawe!!!
Naturalnym źródłem cyjanków są migdały oraz pestki brzoskwini i moreli, rzadziej wiśni i czereśni. Teoretycznie dawka śmiertelna dla dorosłego człowieka to ok 50-60 migdałów, natomiast w przypadku dziecka może to być nawet 10 migdałów...

Trochę historii...

Kiedy słyszę o tej bardzo niebezpiecznej truciźnie, jaką jest cyjanek, od razu kojarzy mi się jedna postać - Rasputin. Dlaczego??

Wiele osób zapewne słyszało o tej historii i jego "nieśmiertelnej" naturze. Dlaczego, aż tak zapadło to w pamięć? Może ze względu na fakt, że akurat Rasputin przeżył otrucie cyjankiem, postrzelenie i pobicie, a ostatecznie został utopiony...

Pytanie, jak można spożyć cyjanek w ilości śmiertelnej a mimo tego, dalej żyć i funkcjonować, jak gdyby nic się nie stało? Czytając kryminały bądź inne książki, gdzie wątek dotyczy otrucia jednego z bohaterów, w większości przypadkach stykamy się właśnie z otruciem cyjankiem. Więc jak to możliwe, że jednak ktoś tego uniknął? 

Spójrzmy na cały obraz tej historii...

Historia dotyczy początku XX wieku. Grigorij Rasputin był ulubieńcem carowej Rosji Aleksandrii, która zawdzięczała jemu leczenie i opiekę nad swoim chorym na hemofilię synem. Z biegiem lat, Rasputin wzmacniał swoją posadę i władzę, co zaczęło niepokoić rosyjskich arystokratów. Podjęto decyzję o "usunięciu" Rasputina. Spiskowcy zwabili swoją "ofiarę" do pałacu księcia pod pretekstem spotkania towarzyskiego, spożywania wina i ciasta czekoladowego, za którym wręcz przepadał. Jednak owe ciasto zostało nasączone cyjankiem potasu, który ponadto został dodany do wina, w celu zwiększenia dawki i pewności, że trucizna zadziała.. Jednak ku wielkiemu zdziwieniu, po spożyciu Rasputin dalej funkcjonował i rozmawiał..

Dlaczego cyjanek nie spowodował natychmiastowego zatrucia i śmierci Rasputina??

Istnieje na to wiele wytłumaczeń, a mianowicie:

Przypuszcza się, że powodem braku reakcji na truciznę był niedobór kwasu w jego żołądku, w wyniku czego ograniczyło to wytwarzanie cyjanowodoru z cyjanku potasu, który zatruwałby organizm. Jednak nie jest to wystarczający dowód, ponieważ sam cyjanek potasu również powinien zadziałać śmiertelnie. 

Inną przyczyną jest fakt, że został on podany z jedzeniem i winem, co mogło opóźnić jego wchłanianie

Najbardziej prawdopodobne jednak jest to, że cyjanek został zobojętniony i rozłożony do nieszkodliwych produktów. Odpowiednia kombinacja pożywienia w żołądku oraz soli powstałych w wyniku rozkładu cyjanku doprowadziła do przyjęcia zabójczej dawki bez skutków śmiertelnych.

Miał szczęście??

Nie do końca.. Książę, który gościł Rasputina, nie wytrzymał presji i zagrożenia z jego strony, postanowił go zastrzelić, celnie trafiając w plecy. Również bez skutku.. Rasputin odzyskał przytomność i zaatakował księcia. Po chwili jednak, został on obezwładniony przez zgromadzonych, pobity, w wyniku czego stracił przytomność a następnie został zaniesiony i wrzucony do rzeki...

Jednak powodem śmierci nie było owo otrucie, postrzelenie czy pobicie.. Oględziny ciała ujawniły, że w wyniku wrzucenia do wody odzyskał on przytomność i próbował się uwolnić, jednak bez powodzenia... Ostateczną przyczyną śmierci było utonięcie...

Kolejna sytuacja...

Innym znanym wydarzeniem historycznym, gdzie używano cyjanek, a dokładniej lotny cyjanowodór, było unicestwienie w czasie II wojny światowej ludzi w komorach gazowych. Naziści w obozach tj. Auschwitz, do wypełniania komór używali środka owadobójczego, tak zwanego Cyklon B, z którego uwalnia się cyjanowodór (HCN). Właśnie ten związek był wtedy "narzędziem" do zabijania tysięcy ludzi...

Wykrywanie i leczenie zatrucia
Osoba zatruta cyjankami zazwyczaj jest znaleziona z delikatną pianą wokół ust, które stają się nietypowo jaskrawo czerwone, ponadto wydzielające zapach gorzkich migdałów (zbliżone do zapachu  marcepana). Póki ta osoba żyje istnieje szansa na odtrucie...
Leczenie i odtrucie ofiary polega na usunięciu cyjanku z krwi i wspomaganiu naturalnego procesu odtruwania. Możliwe jest to poprzez podanie tiosiarczanu sodu w postaci zastrzyku, co przyspiesza proces odtruwania. Jednak nie zawsze ten sposób wystarczy...
Ze względu na fakt, że wiązanie cyjanków w organizmie z enzymami jest odwracalne, ich usuwanie jest możliwe i skuteczne. Można to osiągnąć poprzez podanie czynnika chelatującego, który silniej wiąże się z danym enzymem niż cyjanki, co spowoduje "odrzucenie" cyjanków przez enzym i wydalenie trucizny razem z moczem.
Jeżeli natomiast czynnik chelatujący jest niedostępny, można podać osobie zatrutej azotyny. Wynika to z faktu, że cyjanki łączą się tylko z utlenioną formą hemoglobiny. Zastosowanie azotynów spowoduje, że hemoglobina zostanie przeprowadzona do postaci utlenionej , a wówczas cyjanek połączy się tylko z powstałą postacią. 


-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Źródła:
J. Timbrell, Paradoks trucizn. Substancje chemiczne przyjazne i wrogie. Wydawnictwo WNT, Warszawa, 2013
A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 2006.

Arsen i jego związki :)

Witajcie w Nowym Roku ! :)

Pierwszy post w roku 2017 zacznę od omówienia i przedstawienia ciekawych rzeczy na temat arsenu i jego związków.

Dlaczego akurat arsen?

Wiele osób za pewne słyszy w filmach , książkach a może i nawet wiadomościach o zatruciu arsenem, bądź otruciu arszenikiem. Ze względu na swoją ciekawą naturę i "powszechność" wybrałam właśnie arsen. :)

Arsen jest pierwiastkiem występującym w 15 grupie i w 4 okresie układu okresowego, dlatego też należy do grupy azotowców, które obejmują całą 15 grupę.

 

W ostatnim czasie występuje ogromne zainteresowanie arsenem i jego związkami, jednak nie ze względu na jego zastosowanie, ale w wyniku jego toksyczności.

Największym problemem jeśli chodzi o zagrożenie środowiska związkami arsenu jest jego zbyt wysokie stężenie w wodach naturalnych, które stosowane są do celów spożywczych przez ludzi. Źródła podają, że w wielu rejonach świata stężenie arsenu w wodach studziennych, które są podstawą do zaopatrzenia ludności, zawierają arsen, którego stężenie może wynosić nawet do kilku mg/dm3...Natomiast WHO (Światowa Organizacja Zdrowia) zaleca spożywanie wody o stężeniu arsenu nie przekraczającym 0,01 mg As/dm3.

Zaskakujące...

Zagrożenie skażeniem arsenem ma zarówno charakter naturalny jak i antropogeniczny ( spowodowane działaniem człowieka). Jakie są źródła arsenu w wodzie i środowisku?:

• procesy produkcyjne ( hutnictwo miedzi, niklu, cynku, ołowiu)
• spalanie paliw węglowych (energetyka, ciepłownictwo)
• stosowanie (w przeszłości, ale możliwe że i obecnie...) herbicydów, oprysków owoców, środkach insektobójczych (zawierających arsenian ołowiu), chwastobójczych (arsenian sodu bądź miedzi) oraz środków ochrony drewna.

Wymienione przyczyny są obecne na całym świecie. A jak to wygląda w Polsce? U nas budzi to coraz większe zainteresowanie, ze względu na rozwój i coraz większe stosowanie węgla kamiennego i brunatnego jako paliw energetycznych. Regionem, którego zagrożenie arsenem dotyczy najbardziej w  Polsce jest Dolny Śląsk, głównie obszar zagłębia miedziowego.

Jakie negatywne skutki niesie ze sobą zatrucie arsenem??

Wszystkie związki arsenu, w mniejszym bądź większym stopniu, posiadają właściwości protoplazmatyczne , co znaczy , że niszczą ściany komórkowe bakterii , a ponadto mają właściwości rakotwórcze.

Toksyczność arsenu zależy od formy w jakiej występuje i w jakiej może być przyswajany.

Ważny jest fakt, że nieorganiczne związki arsenu są dużo bardziej toksyczne niż związki organiczne a oprócz tego, nieorganiczne związki arsenu (III) są bardziej szkodliwe niż arsenu (V).

 

Toksyczność arsenu jest następująca ( od najbardziej toksycznego do najmniej) :

 

Natomiast dawki śmiertelne w mg/kg masy ciała zostały zestawione w tabelce, dla przykładowych związków arsenu :) :

Stężenie arsenem jest poważnym problemem dla wielu krajów, w tym głównie Bangladeszu oraz USA, Australii , Finlandii, Argentynie, Chile, Węgrzech, Meksyku, Peru oraz Tajlandii..

Ostre zatrucie arsenem powoduje zaburzenie ze strony układu nerwowego, ostre podrażnienia żołądkowo-jelitowe oraz obniżenie ciśnienia krwi. Natomiast osoby , które "regularnie" i stopniowo są skażane związkami arsenu, objawy mogą wystąpić po kilku latach w postaci nowotworów skóry, płuc , nerek, wątroby a nawet pęcherza moczowego.

Ciekawy jest fakt, że osoby które są w długim czasie narażane na zatrucie arsenem w małych ilościach mogą wykazać odporność na arsen. Pewien minimalny odsetek ludzi posiada właśnie taką wrodzoną odporność na pochodne arsenu.. :)

Pytanie, skąd możemy poznać zatrucie arsenem, skoro objawy mogą być mylone z wieloma innymi chorobami?

Arsen w organizmie człowieka można wykryć bez problemu. W roku 1836 został opracowany tak zwany test Marsha, który stosowanie przez wiele lat, obecnie natomiast stosowana jest analiza rentgenowska oraz spektrometria mas. Są to bardzo czułe metody , o których więcej powiem w przyszłości :) Bardzo "pomocny" jest fakt, że arsen długo występuje w tkankach organizmu, w tym głównie we włosach, dlatego też wykrycie arsenu i stwierdzenie czy dana osoba została otruta związkami arsenu, może mieć miejsce długo po śmierci ofiary.

 

Ciekawostka!

W takim sposób postąpiono z Napoleonem w celu stwierdzenia czy został on otruty jak sam twierdził.

Jak to się działo??

Napoleon zmarł na Wyspie Świętej Heleny, podejrzewał on , że został otruty i jak historia głosi mówił: "umieram zabity rękami mych wrogów". W tamtych czasach główną trucizną stosowaną był właśnie  arsen. Dzięki zachowaniu pukli włosów Napoleona dokonano badań pod kątem występowania arsenu we włosach. Prawdą jest w niektórych próbkach arsen został wykryty z dużą pewnością i w znacznym stężeniu. Ponadto sekcja zwłok wykazała, że w jego żołądku występował nowotwór..Jednak czy świadczy to o tym, że został on umyślnie otruty? Jest wiele wyjaśnień, a mianowicie: 

1. Wykryte wartości stężenia wynoszące do 11 ppm są zbliżone do stosowanie arsenu w celach leczniczych, np podczas leczenie w tamtych czasach znanym roztworem Fowlera,zawierającym arsen, stosowanym jako środek wzbudzający apetyt i przeciwgorączkowy. Środek ten był powszechny w tamtych latach, więc prawdopodobieństwo spożywania tego roztworu przez Napoleona jest znaczne.

2. Kolejnym wyjaśnieniem jest fakt, że tapeta i draperie budynku, w którym mieszkał Napoleon były zabarwione pigmentami, m.in. zielenią Scheel'a, która zawierała arsenian miedzi. W wilgotnych warunkach, w obecności pleśni, barwnik ten uwalnia lotny organiczny związek arsenu- metyloarsynę o silnie trującym działaniu.

Dlatego też wiele wskazuje na to, że Napoleon był zatruty arsenem i zawierał jego znaczne ilości w organizmie, jednak nie było to spowodowane otruciem jego przez osoby trzecie, lecz nieumyślne spożywanie arsenu w różnych postaciach.

Widzimy, że arsen jest związkiem bardzo powszechnym kiedyś jak i dziś. Jednak rozwój nauki i technologii pozwolił na uświadomienie ludzkości , że związki arsenu w mniejszym bądź większym stopniu są toksyczne. W obecnej chwili ważna jest analiza specjacyjna arsenu, tzn. oznaczanie różnych form tego pierwiastka w środowisku w celu kontrolowania jego stężenia w wodach, glebach, żywności. 

Jak widzimy skutki używania produktów zawierających arsen tj. pestycydy, środki ochrony drewna i inne mogą mieć długotrwałe działanie i negatywne skutki dla dalszych pokoleń..

A tak wyglądają przykładowe związki arsenu : :)

Arszenik ( tlenek arsenu (III) )

Arsen

Arsenian (III) sodu

 

 

 

 

Życzę miłego dnia i zapraszam do śledzenia kolejnych wpisów! :)