🥇Om gult fosfor og menneskets paniske natur

Hej, %username%.

Som som lovet — her har du en artikel-historie om gul fosfor og hvordan det for nylig brændte vidunderligt under Lviv i Ukraine.

Ja, jeg ved det — Google giver en masse information om denne ulykke. Desværre er det meste af det, den viser — usandt, eller som øjenvidner siger, løgn.

Lad os finde ud af det!

Men først — den upopulære tekniske del, som faktisk er meget vigtig!

Som den kedelige Wikipedia fortæller, er fosfor et af de almindelige elementer i jordskorpen: Dets indhold udgør 0,08—0,09 % af dens masse. Det findes ikke i fri tilstand på grund af sin høje kemiske aktivitet. Det danner omkring 190 mineraler, hvoraf de vigtigste er apatitt Ca5(PO4)3 (F, Cl, OH), fosforit Ca3(PO4)2 og andre. Fosfor indgår i vigtige biologiske forbindelser — fosfolipider. Det findes i dyrevæv, indgår i proteiner og andre vigtige organiske forbindelser (ATP, DNA) og er et livselement. Husk dette, %username%, mens vi går videre.

Rent fosfor kan være hvidt, rødt, sort og metallisk. Det kaldes allotrope modifikationer — kvinder er meget gode til at skelne mellem dem, fordi de kan mærke forskel på en diamant og grafit — og det er også allotrope modifikationer, bare af kulstof. Så fosfor er det samme.

Helten i vores fortælling — gul fosfor — er faktisk ubehandlet hvid fosfor. Ofte betyder "ubehandlet" en blanding af rød fosfor, og ikke nogle skrækkelige fremmede elementer.

Gul fosfor (ligesom hvid) er virkelig et helvede: ekstremt giftigt (grænseværdi i atmosfærisk luft 0,0005 mg/m³), brandfarligt krystallinsk stof i farver fra lysegul til mørkebrun. Densitet 1,83 g/cm³, smelter ved +43,1 °C, koger ved +280 °C. Det er ikke opløseligt i vand, oxideres let i luft og selvantændes. Det brænder med en blændende lys grøn flamme, der producerer tyk hvid røg — små partikler af tetrafosfors dekoxid P4O10. Det er igen den kedelige Wikipedia, men husk venligst, %username% — og denne information.

Nu skal vi finde ud af det.

For det første, på trods af fosforens toksicitet, er det ekstremt svært at forgifte sig med det af en meget simpel grund: det selvantændes i luften. Meget hurtigt. Og det brænder, som allerede nævnt, med en blålig-grøn flamme. I praksis ser det sådan ud: man lægger en klump på bordet — og den begynder langsomt at ryge. Så hurtigere. Så endnu mere. Og så blusser den op og brænder. Tiden for antændelse afhænger af størrelsen på klumpen: jo mindre — jo hurtigere. Derfor har jeg svært ved at forestille mig, at fint gult fosforstøv findes i luften — det vil simpelthen antænde.

Selvom du måske kan indvende, at der skrives: den dødelige dosis af gult fosfor for mennesker er 0,05-0,15 gram, det opløses godt i kroppens væsker og optages hurtigt ved indtagelse (for resten er rødt fosfor uopløseligt og derfor forholdsvis mindre giftigt). Akut forgiftning opstår ved indånding af dampe af gult fosfor og/eller ved indtræden i mave-tarmkanalen. Forgiftning karakteriseres ved mavesmerter, opkastning, smukke lysende opkastninger i mørket, der afgiver en lugt af hvidløg, og diarré. Et andet symptom på akut forgiftning af gult fosfor er hjertesvigt.

Efter at have læst dette kom jeg af en eller anden grund til at tænke på forgiftning med phosphin (symptomerne minder meget om hinanden) og jeg tænkte grundigt over — men ikke længere om eksistensen af dampe fra gult fosfor, men om den rimelighed, der ligger hos individet, som så en rygende, lysende i mørket klump af noget ukendt — og straks spiste den. Nå, sådan er det.

Forresten, for at få en opløsning af fosfor i vand på 3 mg/l — og det er en mættet opløsning, den opløses ikke mere — skal en klump fosfor rystes i vand i en uge. Nå, det er ikke noget, jeg har fundet på, det siger GOST 32459-2013 — og det er altså ikke bare internettet!

Generelt synes jeg, at fosforens toksicitet er stærkt overdrevet. Men der er andre nuancer. Om dem — nedenfor.

Fosfor brænder, som specialisterne, der arbejder med det, elsker at sige, efter bore-reglen: altså at den brændende del borer sig ind i overfladen, den brænder på. I bordet. I metallet. I skoen. I hånden. Årsagen er enkel: forbrændingsproduktet – fosforoxid – er dybest set et surt oxid, der straks tiltrækker vand og danner fosforsyre. Fosforsyre er ikke lige så venlig som svovlsyre eller fluorsyre, men den er mindst lige så skadelig – derfor æder den også alt. Forresten tilsættes den nogle gange i rengøringsvæsker til toiletter. Den søde kombination af højtemperaturforbrænding (op til 1300 °C) og varm syre giver ekstra huller i dit bord, og hvis du er uheldig – også i kroppen. Og ja, %username% – det gør virkelig ondt.

Jeg har gang på gang hævdet og vil påstå, at der ikke er en værre fjende for mennesket end sig selv: selvfølgelig er egenskaberne for gult fosfor ikke gået ubemærket hen – og venlige mennesker har fundet på at tilsætte det i brandbomber, da det er meget praktisk, når noget pludselig antænder sig i luften!

Det ser meget smukt ud – du kan beundre det.

Men mennesker efter sådanne angreb ser ikke så smukke ud – så bedre ikke at kigge.

Da alt dette er meget dejligt, udvikles, testes, transporteres, handles, anvendes og bortskaffes fosforammunition i henhold til en række internationale aftaler og traktater, herunder:

Sankt Petersborg-deklarationen "Om afskaffelse af brugen af eksplosive og brandbomber" fra 1868.
De tillægsprotokoller fra 1977 til Genève-konventionen om beskyttelse af krigsofre fra 1949, der forbyder brugen af ammunition med hvidt fosfor, hvis civile kommer i fare som følge heraf. USA og Israel har for øvrigt ikke underskrevet dem.
I henhold til Tredje protokol til FN's konvention om specifikke våben fra 1980 må brandvåben ikke bruges mod civile, og desuden må de ikke anvendes mod militære mål, der befinder sig i områder med civilbefolkning.

Generelt er der mange dokumenter, men de har en status nærmest som toiletpapir, fordi disse ammunitioner bruges overalt – Palæstina og Donbass kan bekræfte det.

Da fosfor reagerer med vand først ved temperaturer over 500 grader Celsius, anvendes der store mængder vand til at slukke fosfor (for at sænke temperaturen på brandstedet og omdanne fosfor til fast form) eller en opløsning af kobbersulfat (kobbervitriol). Efter slukning dækkes fosfor med fugtig sand. For at forhindre selvantænding opbevares og transporteres gult fosfor under et lag vand (eller egentlig en opløsning af calciumklorid, men vand vil også gøre). Dette er også vigtigt!

Hvem producerer fosfor? Her vil nogen, %username%, blive stolt: den primære leverandør af fosfor, fødevarefosforsyre, hexafosfat og natriumtripolifosfat er det stolte Kasakhstan!

Allerede siden sovjetiske tider blev der i den berømte by Dzhambul (ja, den samme Dzhambul Dzhabaevs by) opført en virksomhed kaldet Kazfosfat. Senere blev Dzhambul omdøbt til Taraz - vi skal ikke diskutere fornuften i det, kasakhere ved bedre - men virksomheden blev.

Da jeg var på denne virksomhed - det var godt! Sydkasakhstan, 300 km til Usbekistan - varmt! Fugle synger! Alt er grønt! På horisonten - bjerge! Skønhed!

For resten så forstyrrer Kazfosfats fabrik slet ikke denne idyl: den er omfavnet af grønne områder og blomster, beliggende på skråningen af en lille bakke.

Det er virkelig godt derude.

Årsagen til skønheden er enkel - råmaterialet, produktet og affaldet fra produktionen er fosforholdige stoffer, som i bund og grund er gødning. Så alt vokser og blomstrer.

For øvrigt kan ledelsen af fabrikken virkelig ikke lide mælkebøtter. Ingen ved hvorfor. Derfor sørger medarbejderne for at fjerne mælkebøtter før besøg fra den øverste ledelse. Alle kender til kampen mod mælkebøtter fra sommerhus/køkkenhave, men i forhold til fosforvanskelighederne er det fuldstændig meningsløst: det holder i en dag, maks. to. Men ledelsen - de er sådan.

Jeg var især imponeret over laboratoriets arbejde på fabrikken. Der sidder virkelig dygtige mennesker. For at du skal forstå, %username%, lidt fakta.

I gult fosfor er det meget vigtigt at kontrollere urenheder — især arsen, antimon, selen, nikkel, kobber, zink, aluminium, cadmium, chrom, kviksølv, bly, jern. For at kontrollere alt dette skal fosfor opløses, og under denne proces må alt, der kontrolleres, ikke forsvinde.

Opgave nummer ét: hvordan vejer man noget, der antænder i luften? Man gør sådan: man hamrer en fosforstang under vandet, tager større stykker — små antænder for hurtigt — og overfører dem til et glas med vand. Derefter vejer man et andet glas med vand, tager fosforen fra det første, tørrer det med alkohol, venter på, at det tørre — og smider det i det vejede glas med vand. Vægten angiver fosforens masse.

Da det kan antænde — står der en opløsning af kobbersulfat ved siden af — hvis det brænder, kaster man det i den.

Derefter opløses fosforen. Den opløses i salpetersyre mættet med bromdampe — en meget sød og duftende ting, jeg anbefaler den i husholdningen. Man skal kaste fosforen i denne blanding, derefter varme den lidt op, og når reaktionen starter — overføre den til et kar med koldt vand, fordi opvarmningen er enorm. Og røret, røret, røret — hvis man ikke rører, vil stykkerne bare springe ud af den brusende suppe — resultaterne vil være unøjagtige! Man rører med hånden, iført to handsker: en gummihandske mod syre — og en filt-handske mod temperaturen (bare den gummihandske smelter, og en almindelig filt-handske beskytter ikke mod dråber af syre. Sandt, hvis fosfor rammer, hjælper ingen af dem.

En fascinerende skue af opløsning af gult fosfor

Der flyver kvælstofoxider og brom — det er kun til information. Pigerne skal være bange for disse rødbrune haler og stykker af fosfor, der kan ramme deres tøj eller handsker. Forgiftninger fra "dampe" eller "opløsninger" af fosfor huskes ikke.

Ja, forresten, pigerne, der udfører dette, får ikke mere end $200 (og løsningen er simpel: der er ikke andre arbejdspladser i Taraz, som jeg allerede har nævnt). Så næste gang, %username%, når du klager over lav løn og usundt arbejde — husk Kazphosphate!

Men nu, når de grundlæggende viden er opnået — går vi til selve ulykken i Lviv.

Da Europa efterspørger fosfor, eksporterer Kazphosphate aktivt sine produkter gennem tjekkiske partnere. De transporteres i tanker fyldt med vand, og det er tydeligt, at de sendes med tog.

Mandag den 16. juli 2007 kl. 16:55 der skete en ulykke i Busk-distriktet i Lviv-regionen i Ukraine, hvor 15 tanker med gult fosfor fra godstog nr. 2005 væltede og sprang ud af skinnerne på strækningen Krasnoe-Ozhidiv. Der var i alt 58 vogne i toget. Tankerne var på vej fra den kasakhiske station Asa (Taraz, Kasakhstan) til stationen Oklęsza (Polen). Lækage af fosfor fra en tank forårsagede en selvantændelse i seks andre tanke.

Det så episk ud

Derefter fulgte en blanding af panik, som medierne overdrevede, mangel på erfaring med gult fosfor og fuldstændig uvidenhed om kemi.

Under slukningen af branden blev der dannet en sky af forbrændingsprodukter med et påvirket område på omkring 90 kvadratkilometer. I dette område var 14 boligområder i Busk-distriktet med 11.000 indbyggere samt enkelte områder i Radekhiv og Brody distrikterne. Beredskabsmyndighederne i Ukraine rådede beboerne i nærliggende landsbyer til at evakuere og tilbød dem omkring ti busser, men mange nægtede at forlade deres hjem. Myndighederne i Lviv forsikrede, at ingen ville blive tvunget til at evakuere, selvom de advarede om de uforudsigelige konsekvenser af ulykken. I løbet af natten blev omkring 800 indbyggere fra seks boligområder i Busk-distriktet midlertidigt evakueret.

Tirsdag blev der registreret 20 tilskadekomne (6 fra beredskabsmyndighederne, 2 fra indenrigsministeriet, 2 jernbaneansatte og 10 lokale borgere), hvoraf 13 i alvorlig og moderat tilstand blev indlagt på det militære medicinske kliniske center for den vestlige operative kommando i Lviv. Syv af de indlagte var ansatte i beredskabsmyndighederne, to var fra trafikpolitiet, og fire var lokale beboere.

Samtidig lød der en hård og vild klage i medierne. Nogle af perlerne:

At the end of reading all this, I feel sad. Because it shows an absolute lack of understanding of chemistry among the masses. As well as how easily one can manipulate an uneducated crowd (by the way, %username%, did you know that slave owners in the U.S. consistently believed that slaves should be illiterate — so they couldn't forge emancipation papers, other documents, correspond with other settlements, coordinate uprisings, etc. — not much has changed).

More or less objective events in the timeline are shown here (careful — Ukrainian, if you’re embarrassed and don’t know — Google Translate):

What can be understood from this timeline?

No one knew anything.
Everyone wanted to promote themselves.
The firefighters/EMT were scared.
The military were too.
There was complete chaos among the locals.
Until July 18, when representatives from Kazphosphate arrived — no one knew what to do.
No one wanted to pay for anything.

After talking with some employees of Kazphosphate who were directly involved in mitigating the aftermath of the accident, I can say the following.

There was no explosion/self-ignition/ignition of phosphorus — it was calmly traveling under the water. Moreover, yellow phosphorus does not explode on its own! However, damage to the railway track was present, causing the tanks to derail. Upon impact of the tanks, a crack formed, through which water leaked — and phosphorus ignited successfully. The temperature and burning characteristics completely destroyed the tank.

The white smoke is quite explainable — it's phosphoric acid vapors, but certainly not phosphorus. If inhaled — yes, it will cause a severe cough and overall, it’s not particularly healthy. However, it’s not deadly harmful. Most injuries among the local population are related to people rushing to collect interesting smoking pieces into bottles of water, and the cordon wasn’t immediately set up — everyone was afraid.
The firefighters' fear that supposedly "this stuff burns in water!" is related to the powerful stream of water breaking the phosphorus into smaller pieces — and those flew apart and ignited. It needed to be done with a weak flow, or foam, which they eventually did.
For øvrigt, da det hele var slukket og kun stumperne inde i tanken var tilbage — blev den slukket af kasakhere. Nå, hvordan slukkede de — de samlede og kastede det i spande med vand det meste af tiden. En af dem — hovedteknologen fra fabrikken, en ivrig ryger. Så han slukkede og røg samtidig. Der er endda billeder af den 'vanvittige kasakh, der ryger midt i en skræmmende kemikaliebrand!' Men hvad så?
Der var hverken en miljøkatastrofe eller 'anden Tjernobyl' — i realiteten fik naturen en dosis fosfatgødning.
Den eneste person, der opførte sig ordentligt, lyttede til kasakhere og gjorde, som han skulle — var Vladimir Antonets, første vicekancler for EMF. Måske fordi han er generaloberst med en masse udmærkelser.

Efter det blev klart, at der ikke kom nogen sensation: der var ikke noget terrorangreb, truslen om en miljøkatastrofe eksisterede heller ikke, ingen døde, og der ville ikke blive givet penge — mistede man hurtigt interessen for katastrofen. De officielle årsager til ulykken var:

Utilstrækkelig tilstand af sporene på denne jernbanestrækning.
Overtrædelse af sikkerhedsreglerne fra lokomotivbesætningens side.
Uagtsomhed (instruktioner om temperaturregulering ved transport af særligt farlige godser blev ignoreret).
Utilstrækkelig teknisk tilstand af tankene.

Faktisk er det mest sandfærdige af dette det første. Det andet blev tilføjet for ikke at betale kasakhere for tabet af lasten. Sådan set som om forsikringen dækkede.

Så alle kom ud af det som før.

Moralen, %username%: lær kemi. Den er overalt. Den vil hjælpe dig med at leve, overleve, og gøre dig i stand til at forstå noget.

Og til sidst…

Ikke alle kemiske forbindelser er skadelige. Uden brint og ilt, for eksempel, kunne man ikke få vand, hovedkomponenten i øl.

— Dave Barry, aldrig kemi-ekspert

Kilde: habr.com