Fosgeeni (COCl2): kemiallinen yhdiste, historia ja käyttö

Fosgeeni (COCl2): väritön mutta hengenvaarallinen myrkkykaasu — sen historia, ensimmäisen maailmansodan käyttö ja nykyiset teolliset synteesikäyttötavat.

Fosgeeni on kemiallinen yhdiste, jonka kaava on COCl₂ . Tällä kaasulla ei ole väriä. Kaasua käytettiin aseena ensimmäisen maailmansodan aikana. Se on vastuussa suurimmasta osasta myrkkykaasuun liittyvistä kuolemantapauksista sodan aikana. Nykyään fosgeenia käytetään työvälineenä. Sitä käytetään orgaanisessa synteesissä. Kun ilmassa on pieni määrä, haju muistuttaa vastaleikatun heinän tai ruohon hajua. Jotkut ensimmäisen maailmansodan aikaiset sotilaat ovat todenneet, että se tuoksui hieman toukokuun kukalta. Kun jotkin klooriyhdisteet palavat tai hajoavat, vapautuu pieniä määriä fosgeenia.

Kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

Fosgeeni on väritön kaasu, joka muuttuu helposti nesteeksi hieman alle normaalilämpötilan (kiehumispiste noin 8,3 °C). Molekyylipaino on noin 98,9 g/mol. Se on ilmaa raskaampi kaasu ja leviää matalalla oleviin tiloihin. Vesi reagoi fosgeenin kanssa muodostaen hiilidioksidia ja suolahappoa (COCl₂ + H₂O → CO₂ + 2 HCl), joten se hydrolysoituu vedessä eikä pysynä veden pinnalla pitkään.

Valmistus ja lähteet

Teollisesti fosgeenia valmistetaan tyypillisesti reagoimalla hiilimonoksidia kloorin kanssa hallituissa olosuhteissa. Lisäksi fosgeenia voi muodostua pieninä määrinä, kun jotkin klooripitoiset orgaaniset yhdisteet palavat tai hajoavat, esimerkiksi onnettomuuksissa tai tulipaloissa.

Käyttö

Nykyisessä teollisessa käytössä fosgeenia hyödynnetään pääasiassa välituotteena orgaanisessa synteesissä. Tärkeimpiä käyttökohteita ovat:

• isokyanaattien ja uretaanien valmistus (esim. polyuretaanimateriaalit),
• karbonyylikemian reaktiot, kuten happoklooridien ja hiilinyhdistävien ryhmien muodostaminen,
• farmaseuttisten ja agrokemikaalien välituotteet.

Käyttö on nykyään tarkasti valvottua ja suoritetaan yleensä suljetuissa järjestelmissä, koska aine on erittäin myrkyllinen.

Historia ja aseellinen käyttö

Fosgeeni tuli kuuluisaksi ensimmäisen maailmansodan ajoista, jolloin sitä käytettiin myrkkykaasuna. Se aiheutti suuren osan sodan aiheuttamista myrkytystapauksista ja pitkäaikaisista hengitysvammoista. Nykyinen kansainvälinen laki kieltää kemiallisena aseena käytön, mutta fosgeeni on sallittu teolliseen käyttöön tiukkojen rajoitusten ja valvonnan alla.

Myrkyllisyys ja vaikutukset terveydelle

Fosgeeni on hyvin myrkyllinen hengitysteille. Hengitetty fosgeeni ärsyttää hengitysteitä ja voi aiheuttaa viiveellä keuhkoödeemaa (neste kertyy keuhkoihin). Oireet voivat alkua ensin lievänä yskänä, hengenahdistuksena tai silmien ja nenän ärsytyksenä, mutta vakava keuhkovaurio voi kehittyä tuntien kuluessa.

• Varoitusoireet: lievä yskä, hengityksen vinkuminen, kurkun tai silmien ärsytys, haju (vastaleikatun heinän kaltainen).
• Viivästynyt vaikutus: vakavat oireet, kuten keuhkoödeema, voivat ilmetä 2–24 tunnin kuluttua altistuksesta.
• Altistuksen seuraukset: hengitysvajaus, pitkäaikaiset keuhkovauriot tai kuolema vakavissa tapauksissa.

Ensiapu ja lääketieteellinen hoito

• Vie altistunut heti raittiiseen ilmaan ja pidä rauhallisena. Vältä lisäaltistusta pelastajille ilman suojavarusteita.
• Poista vaatteet, jotka ovat saastuneet kaasulla, ja pese iho runsaalla vedellä. Huuhtele silmiä vedellä vähintään 10–15 minuuttia, jos ne ovat ärtyneet.
• Anna happea, jos hengitys on heikentynyt; tarvittaessa pitää hakea välitöntä sairaalahoitoa ja tarkkailua viivästyneiden keuhkoreaktioiden varalta.
• Ei olemassa spesifistä antidotia; hoito on oireenmukaista ja sisältää usein tukea hengitykselle ja nestehoitoa sairaalassa.

Turvallisuus, käsittely ja suojautuminen

Työpaikoilla, joissa fosgeenia käytetään, noudatetaan seuraavia periaatteita:

• käytetään suljettuja reaktoreita ja prosessijärjestelmiä,
• asennetaan jatkuva kaasuhavainto ja hälytysjärjestelmä,
• henkilösuojauksena vaaditaan sopiva hengityssuojain, kemikaalikäsineet ja silmä/kehovuojaus,
• tilat on varustettava hyväksytyillä pelastus- ja torjuntavälineillä, kuten neutralisoivilla liuoksilla (esim. liuos natriumhydroksidista hydrolysoimaan fosgeenia),
• työntekijät tulee kouluttaa phosgeenin vaaroista ja toimintaohjeista vuodon sattuessa.

Ympäristö, hajoaminen ja jätehuolto

Fosgeeni hydrolysoituu vedessä nopeasti muodostaen hiilidioksidia ja suolahappoa, joten se ei yleensä säily longera ympäristössä vapaana muotona. Vapautuminen ilmaan voi kuitenkin aiheuttaa paikallista vaaratilannetta, koska kaasu on painavampaa kuin ilma ja voi kerääntyä maantasoon tai mataliin tiloihin. Jätteiden käsittelyssä on noudatettava paikallisia määräyksiä ja käytettävä hyväksyttyjä neutralointimenetelmiä ja vaarallisen jätteen käsittelyä.

Lainsäädäntö ja valvonta

Fosgeenia koskevat kansainväliset sopimukset ja kansallinen lainsäädäntö kieltävät sen käytön aseena ja säätelevät sen tuotantoa, varastointia ja kuljetusta. Teollinen käyttö on yleensä sallittua, mutta siihen liittyy tiukat turvallisuus- ja raportointivaatimukset.

Mitä tehdä vuodon tapahtuessa

• Poistu välittömästi aluetta ja varo muita ihmisiä vaara-alueelta.
• Ilmoita hätäkeskukseen ja seuraa viranomaisten ohjeita.
• Vältä laskemasta itseäsi myrkyllisten höyryjen tasolle (mene ylemmäs, jos mahdollista) ja älä astu sisään saastuneisiin tiloihin ilman asianmukaista suojusta.

Yhteenveto: Fosgeeni on tehokas teollinen synteesiväline mutta erittäin myrkyllinen kaasu. Historiallisesti se on tunnettu kemiallisena aseena, mutta nykyisin sen käyttö on teollista ja tarkoin säänneltyä. Turvallisuus, suljetut prosessit ja nopea toiminta vuodoissa ovat välttämättömiä altistuksen estämiseksi.

Hae kirjaimella