Fosgen — właściwości, zastosowania i zagrożenia

Fosgen — właściwości, zastosowania i zagrożenia: poznaj budowę, przemysłowe użycie, toksyczność, ryzyka ekspozycji oraz zasady ochrony i postępowania w awarii.

Fosgen jest związkiem chemicznym o wzorze COCl2. Gaz ten nie ma koloru. Gaz ten był używany jako broń podczas I wojny światowej. Jest on odpowiedzialny za większość zgonów związanych z gazem trującym podczas wojny. Dzisiaj fosgen jest używany jako narzędzie. Jest on używany do syntezy organicznej. Kiedy w powietrzu znajduje się jego niewielka ilość, zapach jest podobny do zapachu świeżo skoszonego siana lub trawy. Niektórzy żołnierze w czasie I wojny światowej stwierdzili, że pachniał trochę jak kwiat majowy. Podczas spalania lub rozpadu niektórych związków chloru wydzielają się niewielkie ilości fosgenu.

Właściwości fizyczne i chemiczne

• Wzór chemiczny: COCl2 (chlorowęglan, zwany fosgenem lub carbonyl chloride)
• Masa molowa: około 98,9 g·mol−1
• Stan skupienia: bezbarwny gaz o słabym, charakterystycznym zapachu przy niskich stężeniach (porównywanym do świeżo skoszonego siana)
• Temperatura wrzenia: około 8,3 °C (poniżej tej temperatury może występować jako ciecz)
• Gęstość: znacznie cięższy od powietrza (z tendencją do gromadzenia się w niżej położonych częściach pomieszczeń i wykopów)
• Reaktywność z wodą: słabo rozpuszczalny w wodzie, ale ulega hydrolizie z wytworzeniem dwutlenku węgla (CO2) i kwasu solnego (HCl): COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl
• Właściwości chemiczne: silnie elektrofilowy — reaguje z nukleofilami (np. aminami, alkoholem) i jest użyteczny w syntezach, ale jednocześnie łatwo uszkadza tkanki biologiczne

Produkcja i zastosowania

Fosgen jest produkowany przemysłowo głównie przez bezpośrednią reakcję tlenku węgla (CO) z chlorowcem (Cl2) w obecności katalizatora (np. aktywowanego węgla). W przemyśle jest istotnym środkiem pośrednim w syntezie różnych związków organicznych:

• produkcja izocyjanianów (do wytwarzania poliuretanów),
• synteza poliwęglanów,
• przygotowywanie chloroformianów i innych reagentów stosowanych w chemii organicznej (np. do wprowadzania grup karbonylowych),
• przemysł farmaceutyczny i agrochemiczny jako reagent pośredni.

Fosgen powstaje także niezamierzenie przy spalaniu lub termicznym rozkładzie niektórych związków chlorowanych (np. chloroformu, chlorowanych rozpuszczalników) oraz w pożarach materiałów zawierających chlor.

Toksyczność i mechanizm działania

Fosgen jest silnie toksyczny, głównie przy wdychaniu. Działa przede wszystkim na drogi oddechowe — reaguje z białkami i lipidami surfaktantu płucnego, powodując uszkodzenie nabłonka pęcherzykowego i w efekcie obrzęk płuc. Charakterystyczną cechą zatrucia jest opóźniony rozwój objawów: po krótkotrwałej ekspozycji może wystąpić okres pozornego "dobrego samopoczucia", po którym w ciągu godzin pojawia się narastająca duszność i obrzęk płuc.

Objawy narażenia i pierwsza pomoc

• Objawy przy narażeniu wdechowym: kaszel, pieczenie i ból w gardle, duszność, ucisk w klatce piersiowej, utrata przytomności w ciężkich przypadkach. Objawy z reguły rozwijają się do kilku godzin po ekspozycji.
• Pierwsza pomoc:
  • natychmiast przenieść poszkodowanego na świeże powietrze,
  • usunąć zanieczyszczone ubranie i przemyć skórę wodą (jeśli doszło do kontaktu płynnego),
  • zapewnić leżącą pozycję z głową i tułowiem uniesionym,
  • w przypadku zaburzeń oddychania zapewnić tlenoterapię i wezwać pomoc medyczną; nie ma specyficznego antidotum — leczenie jest w dużej mierze objawowe i wspomagające (tlen, wentylacja mechaniczna w razie potrzeby),
  • monitorować poszkodowanego co najmniej 24 godziny z powodu ryzyka opóźnionego obrzęku płuc, nawet jeśli początkowo objawy były łagodne.

Zapobieganie i środki ochrony

Ze względu na wysoką toksyczność obowiązują surowe środki bezpieczeństwa przy jego wytwarzaniu, przechowywaniu i stosowaniu:

• praca w wentylowanych pomieszczeniach i z użyciem systemów odciągowych,
• systemy detekcji gazu (czujniki fosgenu) i alarmy,
• stosowanie odpowiednich środków ochrony osobistej: maski przeciwgazowe lub aparaty oddechowe z pełnym zasilaniem (SCBA) w sytuacjach awaryjnych, rękawice i odzież ochronna odporną na chemikalia,
• przechowywanie w suchych, chłodnych i dobrze zabezpieczonych pojemnikach, z dala od wilgoci i źródeł ciepła,
• przestrzeganie przepisów transportu i utylizacji odpadów niebezpiecznych oraz lokalnych przepisów BHP.

Historia i występowanie

Fosgen jest znany z zastosowania jako gaz bojowy podczas I wojny światowej — był przyczyną wielu zgonów z powodu opóźnionego obrzęku płuc. Obecnie wykorzystanie fosgenu jako broni chemicznej jest zakazane międzynarodowo. Zagrożenie występuje także w wypadkach przemysłowych, podczas spalania materiałów chlorowanych i w sytuacjach awaryjnych związanych z transportem lub magazynowaniem.

Osuszanie środowiska i utylizacja

W środowisku fosgen ulega hydrolizie, zwłaszcza w wilgotnych warunkach, do CO2 i HCl. W razie wycieku należy ewakuować teren, unikać kontaktu i stosować procedury neutralizacji oraz utylizacji zgodne z przepisami dotyczącymi substancji toksycznych — działania powinny być prowadzone przez wyszkolone służby ratownicze z użyciem odpowiedniego sprzętu ochronnego.

Podsumowanie

Fosgen to znacznie niebezpieczna, ale przydatna w przemyśle chemicznym substancja pośrednia. Jego użycie wymaga ścisłego przestrzegania zasad bezpieczeństwa, systemów detekcji i procedur awaryjnych. W przypadku podejrzenia ekspozycji najważniejsze są szybka ewakuacja, dostęp do świeżego powietrza i fachowa pomoc medyczna — a także obserwacja przez co najmniej 24 godziny z uwagi na możliwość opóźnionego wystąpienia objawów.

Szukaj według litery