Freoonid, areenid ja muud ained (0)

1) Areenide füüsikalised ja füsioloogilised omadused
2) Amfetamiini toime, mõju ja kahjulikkus
3) Benseeni valem, füüsikalised omadused ja kasutusalad
4) Stüreeni valem, füüsikalised omadused ja kasutusalad
5) Dioksiinid : kasutusalad, kuidas ja mis protsesside tagajärjel nad võivad sattuda
loodusesse ja atmosfääri, nende mõju ja ohtlikkus keskkonnale, dioksiinide
sisalduse ainetes tõestamise kirjeldus (Beilsteini proov)
6) Heterotsükilised ühendid: nikotiini, morfiini , kofeiini leidumine, mõju
organismile, kasutusalad
7) Süsivesinike halogeeniühendite füüsikalised omadused ja mõju organismile
8) Diklorometaani, triklorometaani ( kloroformi ), tetraklorometaani omadused ja
kasutusalad
9) DDT : kirjelda, miks muutus see aine üle maailma populaarseks ja milleks seda
hakati kasutama?; põhjenda, miks DDT kasutamine hiljem keelati; miks osades
riikides endiselt seda veel kasutatakse?
10) Freoonid : omadused, kasutusalad, kuidas nad keskkonda satuvad?, mõju,
ohtlikkus ja tagajärjed keskkonnale ning organismidele
11) Polüvinüülkloriidi (PVC) kasutusalad ning mõju ja ohtlikkus organismidel
1.Ühe benseeniringiga areenid on veest kergemad vedelikud või kristalsed ained. Asendamata areenid ja
alküülareenid on vähepolaarsed, seega ka vees mittelahustuvad ained, eetrites ja teistes mittepolaarsetes
lahustites hästi lahustuvad. Lisaks lahustab benseen veel hästi vaikusid, rasvu ja teisi vähepolaarseid
aineid.
Aromaatsed süsivesinikud on narkootilise toimega ja mürgised ained. Vedelad areenid tungivad kergesti
läbi naha. Mitme benseeniringiga ained põhjustavad sageli vähkkasvajaid ehk on kantserogeense toimega.
Suurema koguse sissehingamisel tekivad krambid , halvimal juhul võib see lõppeda surmaga. Pidev
kokkupuude areenidega kahjustab närvisüsteemi, maksa ja eriti vereloomeelundeid.
Alküülasendatud benseenid on vähemmürgised. Näiteks benseeniringi sisaldavad ka mõned valkude
koostises olevad aminohapped, toidulisand bensoehape (E210), sünteetilised ained nagu aspiriin ,
sahhariin, vaniliin jt.
Benseeniringi sisaldab näiteks ka tugevasse sõltuvusse viiv
narkootikum amfetamiin . Tänavakaubanduses esineb amfetamiin
tavaliselt tablettidena, kuid on saada ka pulbreid ja kapsleid.
Ajaloost on teada, et teise maailmasõja ajal kasutasid kõik sõdivad
riigid amfetamiini sõdurite vastupidavuse ajutiseks
suurendamiseks .
2.
Ka tänapäeval tarvitavad osad inimesed seda narkootikumi selleks, et tõsta meeleolu ja enesetunnet ja
eriti pidudel selleks, et kauem kainem ja hommikuni vastupidavam olla. Amfetamiinist tekib korduval
kasutamisel väga tugev sõltuvus, kusjuures selle tagajärjel ilmevad unetus, tagakiusamisluulud, ärevus ,
isupuudus, pahurus, närvilisus, depressioon. Alguses amfetamiini tarbival inimesel suureneb seksuaalne
aktiivsus ja võimekus, kuid hiljem lõppeb see impotentsusega. Amfetamiini kasutamine on ajule, maksale
ja südamele kahjulik ning võib lõppeda surmaga.
3
Benseen on värvuseta, iseloomuliku lõhnaga, mürgine vedelik, mis keeb 80 ºC ja
tahkub 5,5 ºC juures, moodustades pikki nõeljaid värvuseta kristalle. Benseen
lahustub vees halvasti, kuid seguneb igas vahekorras alkoholide, eetrite, ketoonide
ja teiste mittepolaarsete lahustitega.
Benseeni toodetakse kivisöetõrvast või nafta termilise töötlemise produktidest.
Benseeni kasutatakse tohututes hulkades lähteainena nitrobenseeni, fenüülamiini
(aniliini), fenooli , etüülbenseeni, klorobenseeni, stüreeni ja paljude teiste
aromaatsete ühendite sünteesimiseks. Benseen leiab rakendust ka toorainena
sünteetilise kautšuki, plastmasside, aniliinvärvide, meditsiiniliste preparaatide
tootmisel ja teda kasutatakse ohtralt ka lahustina . Benseen süttib kergelt ja suure süsiniku sisalduse tõttu ta põleb suitseva
ning väga tahmava leegiga .
4.
Sisaldab kaksiksidemega süsivesinikrühma (-CH=CH2), mida nimetatakse vinüülrühmaks. Stüreen on
meeldiva lõhnaga veest kergem vedelik, mis keeb 145 ºC juures. Ta sobib suurepäraselt polümeeride
tootmiseks, kuna ta polümeriseerub väga kergesti juba toatemperatuuril valguse toimel klaasjaks
polümeeriks. Polüstüreenil ehk käibenimetusega polüstüroolil on head dielektrilised omadused, mistõttu
teda kasutatakse isoleermaterjalina. Koos butadieeniga moodustab ta sünteetilise kautšuki –
stüreenbutadieenkautšuki. Polüstüreeni kasutatakse näiteks nööpide, mänguasjade, lauanõude ja teiste
tarbeesemete valmistamiseks.
5.Väikestes kogustes nad tekivad igasuguste halogeeniühendite põlemisel ja tööstuslikel protsessidel, kus
osalevad kloor ja orgaanilised ained. Kõige enam paiskavad dioksiine keskkonda aga prügipõletustehased,
metallurgiatööstus, paberi- ja tselluloositööstus. Dioksiinid moodustuvad ka veepuhastusjaama joogivette,
kui kahjulike mikroorganismide hävitamiseks kasutatakse kloori. Sel põhjusel ongi viimasel ajal
veepuhastusjaamades kloor asendatud osooniga. Kui nad loodusesse satuvad, siis nad püsivad seal
aastakümneid, kuna nad on äärmiselt püsivad ühendid.
Dioksiine peetakse ühtedeks kõige mürgisemateks aineteks, mida tunneb inimkond . Näiteks 100 grammi
dioksiini võib hävitada kogu 8-miljonilise New- Yorgi elanikkonna. Sõltuvalt kloori aatomite arvust ja
nende asukohast dioksiini struktuuris, põhjustab see ka dioksiini erinevaid omadusi ja mürgitunnuseid
ning haiguseid. Dioksiinidel on kantserogeene ja teratogeenne (loote väärarengut põhjustav) mõju. Lisaks
nad mõjutavad inimese ja loomade organismi immuunsüsteemi, kutsudes esile HIV-iga sarnaseid
nähtuseid. Sel põhjusel võivad sündida lapsed sünnidefektidega, ilma käte või sõrmedeta või hoopis
surnult. Linnud võivad sündida ja areneda moondunud.tiibadega. Samalaadseid sünnianomaaliaid
täheldati 1970-ndatel ja 80-ndatel aastatel Itaalias, mis oli tingitud 1976.aastal Severno herbitsiiditehase
plahvatusest. Arvatavasti paisati õhku 1-5 kg dioksiine, mis hajusid 30 km² alale ning mis hiljem kajastus
loomade ja inimeste mürgistusjuhtumites ja sünnidefektides. Ka samalaadseid sünnidefekte esines USA
neis osariikides, kus oli kasutatud kahjurite tõrjeks dioksiine sisaldavaid herbitsiide.
Praktiliselt kõik toiduaineid sisaldavad dioksiine, ent nende lubatav kogus, vees, õhus ja toiduainetes on
paljudes riikides normitud ja erinev. Näiteks Itaalias on lubatav dioksiini sisaldus vees 0,05 pg/l,
-12
Venemaal aga 35 pg/l (pk – pikogramm, 1 pk = 1*10 g). Seega on Venemaal lubatud 700 korda
ohtlikuma vee kasutamine kui Itaalias.
6. Heterotsüklilised ühended on sellised aromaatsed ühendid, mille tsüklit moodustuvad peale süsinike veel
teiste elementide aatomid (lämmastik, hapnik, väävel jt). Need on küll ehituselt aromaatsed, kuid nad ei
ole süsivesinikud.
Näiteks on sellisteks ühenditeks hapnikku sisaldav furaan ja lämmastikku sisaldav püridiin. Samuti võib
ühtlustunud π-side tekkida ka viieaatomilise tsükli puhul nagu on furaanil ja pürroolil. Neil
delokaliseeruvad neli π-elektroni kaksiksidemelt ja üks elektronpaar heteroaatomilt. Sel teel moodustub
jällegi stabiilne kuuest elektronist koosnev süsteem. Pürrooli lämmastiku aatomile ei jää enam vaba
elektronpaari ning seepärast ei ilmuta pürool aluselisi omadusi. Furaani tsüklis on hapnikul kaks
elektronpaari, neist ühe loovutab ta aromaatse süsteemi loomiseks. Teine elektronpaar jääb aga vabaks
ning selle kaudu avalduvad furaani aluselised omadused. Lämmastikku sisaldavaid heterotsüklilisi ühendeid leidub alkaloidide struktuuris, mida leidub palju
taimedes ja millel on tugev füsioloogiline toime. Nende hulka kuuluvad muuhulgas näiteks ka nikotiin ,
morfiin ja kofeiin .
Nikotiin on ühe lihtsama ehitusega alkaloid , leidub rohkemal määral
tubakataimes (0,3-5% tubakataime kaalust ), vähesel määral tomatis,
kartulis, baklažaanis, rohelises pipras. Nikotiin on tugev närvimürk,
mistõttu teda lisatakse putukamürkidesse. Satub organismi peamiselt
kopsude kaudu suitsetamisel, samas imendub hästi maost ja naha
kaudu. Ühes suitsus on 0,5–20 mg nikotiini.
Nikotiin piirab keha võimalust hävitada vähirakke. Nikotiin võib blokeerida mitmete kopsuvähiravis
kasutatavate ravimite vähirakke tapva toime ning see tõik võib osaliselt selgitada, miks suitsetajatel on
kopsuvähki nii keeruline ravida.
Morfiin sisaldub moonikuparde kuivatatud piimmahlas- oopiumis. Puhtal kujul on morfiin valge kristalne
aine, mis on tugeva valuvaigistavate omadustega, kuid tekitab kiiresti sõltuvuse.
Kofeiini leidub kohvipuu ubades, teepõõsas, guaraana -pauliinia marjades ning väheses koguses kakaos,
koolapähklis ja okseiileksis. Taimedes töötab kofeiin pestitsiidina, tappes putukad, kes söövad seda taime.
Kofeiin on ergutava toimega, ent otsest sõltuvust kofeiin ei tekita. Kofeiin
soodustab maos soolhappe sünteesi ja sellega ka toidu seedimist, mistõttu
on seletatav mitmekäiguliste einete lõpuks kohvi serveerimine . Kohvi
liigjoomine on aga mittesoovitav harjumus. Pidevalt üle kaheksa tassi
kohvi päevas joomine viib kesknärvisüsteemi talituste häireteni, mis
võivad väljenduda näiteks ülierutuvuses, ebastabiilsuses. Lisaks võib
üleliigne kofeiin kutsuda esile unehäireid, südamerütmi muutusi, kõrvetisi
ja valusid maos ja seedekulglas .
7.
Enamik neist on valdavalt toatemperatuuril kas vedelikud või tahked ained. Vaid mõned
fluorohalogeeniühendid, klorometaan , bromometaan, kloroetaan ja kloroeteen on toatemperatuuril gaasid.
Nad on värvuseta, omapärase lõhnaga, mürgised, narkootilise toimega, veest tihedamad, hüdrofoobsed
ehk vees mittelahustuvad ained. Kuna nad on vees mittelahustuvad ja veest raskemad , siis
halogeeniühendite segu veega kihistub kergesti. Sel juhul ülemisse kihti koguneb vesi ja teised vees
mittelahustunud orgaanilised ained, kuna nad on halogeeniühenditest kergemad. Eriti tugeva lõhnaga ja
kergesti lenduvad on narkootilise toimega halogeeniühendid, mis põhjustavad raskeid muundumisi
närvisüsteemis ja kahjustavad maksa. Mürgitused võivad lõppeda invaliidistumise või isegi surmaga.
Orgaanilistes lahustites nad lahustuvad hästi, olles samal ajal ise head lahustid, millena neid ka paljusid
kasutatakse.
8.
DIKLOROMETAAN – CH2Cl2 ja TRIKLOROMETAAN ehk KLOROFORM – CHCl3
Mõlemad on värvuseta vedelikud. Diklorometaani kasutatakse nii puhastusvahendina kui ka kofeiini
väljapesemiseks kohviubadest. Triklorometaan ehk kloroform on iseloomuliku lõhna ja magusa põletava
maitsega vedelik, mida vanasti kasutati nii meditsiinis narkoosiks kui ka plekkide eemaldamiseks.
Tervistkahjustavate kõrvalmõjude tõttu on selle kasutamisest tänapäeval
loobutud ja plekkide eemaldamiseks on viimasel ajal üha enam kloroformi
asemel hakatud kasutama diklorometaani. Kloroformi kõrval kasutati
anesteetikuna ka dietüüleetrit, kuid lisaks kahjulikele kõrvalmõjudele oli see
veel tule- ja plahvatusohtlikTänapäeval kasutatakse narkoosi esilekutsumiseks halotaani ehk 1,1,1-trifluoro-2-kloro-2-bromoetaani.
See gaasiline halogeeniühend suudab narkoosi esile tuua juba siis, kui õhus on tema sisaldus 0,5-1,0
mahuprotsenti.
Kohalikuks tuimestamiseks näiteks kergemate sporditraumade puhul valu vaigistamiseks kasutatakse
kloroetaani. Tema keemistemperatuur on 12 ºC, mistõttu selle pihustamisel nahale tekitab see aurustudes
sügava külmatunde, millest piisab kohalikuks tuimestamiseks.
TETRAKLOROMETAAN ehk SÜSINIKTETRAKLORIID ehk TETRAKLOORSÜSINIK – CCl4
On omapärase lõhnaga värvuseta kergesti lenduv mürgine vedelik, mida kasutatakse
kuivpuhastusvahendina plekkide eelmaldamiseks, rasvade ja vaikude lahustamiseks,
mittepõleva vedelikuna tulekustutusvahendites, sest tema rasked aurud isoleerivad
tulekolde.
9. DIKLORODIFENÜÜLTRIKLOROETAAN ehk DDT
On valge kristalne vees lahustumatu aine, mida hakati 1939. aastast alates
kasutama pestitsiidina. putukate tõrjeks. Pestitsiidid on bioloogiliselt
aktiivsed ained, mida kasutatatakse kahjulike elusorganismide ja
haigustekitatajate hävitamiseks. Umbrohutõrjeks kasutatavaid pestitsiide
nimetatakse herbitsiidideks ja kahjulike putukate tõrjeks kasutatavaid
pestitsiide nimetatakse insektsiidideks.
Algul tarvitati DDT-d sõjaväes parasiitide tõrjeks, kuid hiljem leidis ta üha laienevat kasutamist
põllumajanduses kahjulike putukate tõrjeks. See preparaat osutus äärmiselt mürgiseks putukatele, ent
vähemmürgiseks imetajatele. Umbes 50 kasutamisaasta jooksul suutis DDT arvatavasti päästa enam kui
100 miljoni inimese elu malaariast, entsefaliidist, katkust ja muudest epideemiatest ning näljahädast.
Algul peeti DDT-d loomadele ja inimestele kahjutuks aineks, ent hiljem avastati siiski ka kahjulikud
mõjud putukatest toituvatele selgroogsetele ja seega lõpuks ka inimesele. Eriti ohtlikkuks tegi DDT tema
erakordne püsivus, mille tulemusena kandus ta pidevalt edasi toiduahelate kaudu kuni loomade ja
inimesteni. Kogunedes elusorganismidesse ja lahustudes rasvades hakkab ta kuhjuma inimese ja looma
rasvkoes, kutsudes esile kroonilisi mürgistusi, muutes pärilikku struktuuri ja tekitades vähkkasvajaid.
Seega ilmnesid DDT-l mutageenne ja kantserogeenne toime. Lisaks oli DDT püsiv ka mullas ja vees,
mistõttu võis tema kahjulik toime alles ilmenda aastate möödudes. Näiteks on DDT leitud pingiviinide
rasvkoest Antarktikas, kus pole seda iialgi kasutatud.
Loomadele ja inimestele kahjulikuks osutunud toimete tõttu keelati USA-s 1972. aastal DDT kasutamine
taimekaitsevahendina. Tänapäeval on DDT ja teised kloororgaanilised pestitsiidid keelatud ka arenenud
maades. DDT asemel leiavad siiski kasutust veel mõningad tsüklilised süsivesinike klooriühended nagu
näiteks lindaani ja kloordaani, millest viimast kasutatakse puidu immutamiseks termiitide vastu.
Tegelikult osutus DDT kasutamine ja keelamine äärmiselt vastuoluliseks küsimuseks, sest võitluseks
malaaria vastu oli see efektiivne vahend. Igal aastal haigestub malaariasse ligikaudu 500 miljonit inimest,
kellest umbes 2,7 miljonit sureb . Malaaria levitajateks on sääsed. Massiivne sääsetõrje DDT-ga oli eriti
arengumaades tõhus ja kättesaadav vahend, mis hävitas sääsevastsed looduses või tõrjus sääsed kodudest
välja. Pärast DDT keelustamist on sajad tuhanded inimesed hakanud jälle haigestuma malaariasse.
Seetõttu on mõningad Aasia ja Aafrika riigid taas kasutusele võtnud sääskede tõrjeks DDT, kuna leitakse
et sääskede kaudu leviva malaaria tõttu kannatab ja sureb rohkem inimesi, kui DDT kasutamiga
kaasnevate vähijuhtude tulemusena. Kui ei leita sama odavat asendajat DDT-le, siis ei ole võimalik tema
kasutamisest ka lõplikult loobuda .
10. Freoonideks nimetatakse madala molekulmassiga ehk väikese süsiniku
aatomite arvuga fluoro - ja kloroalkaane. Enamasti on nendeks metaani või
etaani fluoro- kloroühendid. Freoonid on väga püsivad, mittepõlevad,
mittemürgised, rõhu all toatemperatuuril kergesti veeldatavad gaasilised
ained. Rõhu alanemisel hakkavad freoonid keemia neelates seejuures
rohkelt soojust. Sel omadusel hakati freoone (täpsemalt CCl2F2)
rakendama külmikutes mürgise ammoniaagi asemel soojust neelava
ainena. Sobiva madala keemistemperatuuri tõttu kasutatakse freoone ohtralt ka vahtpolümeeride, vahtplastide
tootmisel. Varasemal ajal kasutati freoone laialdaselt veel propellandina ehk aerosoolballoonides
laialipihustuva vahendina parüümides, lakkides, värvides, taimekaitsevahendites, ravimites jne. Senini on
asendamatuks jäänud freoonide kasutamine tulekustutusvahendina kohtades, kus teised kustutusvahendid
ei sobi, nagu näiteks arvutuskeskused ja kosmosejaamad.
Freoonid on keemiliselt väga püsivad ained, mistõttu nad võivad muutumatuna püsida atmosfääris aastaid
ja aastakümneid Kõrgemates atmosfäärikihtides freooni molekulid lagunevad UV- kiirguse toimel
radikaalides.
Näiteks: CF2Cl2 *CF2Cl + Cl*
Moodustunud radikaalid, eriti aga kloori radikaalid, lagundavad osoonikihti, mis kaitseb maapinda
ohtlikku UV-kiirguse eest. Arvutused on näidanud, et üks kloori aatom on võimeline lõhkuma 10 000 kuni
100 000 osooni molekuli. Samuti on selgunud uuringutest, et kui osoonikiht väheneb 1% võrra, siis tingib
see UV-kiirguse intensiivistumise maapinnal 2% võrra ja see omakorda tõstab nahavähki haigestumise
tõenäosust 4% võrra. Samas leiti, et peale osoonikihi lagundamise on freoonidel ka kasvuhooneefekti
tekitaja toime, kuna nad on võimelisemad neelama 1500 rohkem soojuskiirgust kui süsinikdioksiid.
Freoonide kasutamise tõttu on 1900. aastaga võrreldes kloori aatomite sisaldus tõusnud tänapäevaga
võrreldes kuuekordseks. Kuna kloori aatomid jõuavad peamiselt just freoonide näol atmosfääri, siis
otsustati 1987. aastal Montreali kokkuleppega arenenud riikides freoonide tootmist ja kasutamist
piirama.1990. aastal otsustasid 120 riiki vähendada freoonide tootmist 1995. aastaks 85% võra ja lõpetada
sajandivahetuseks nende tootmine. Tegelikkuses ei toimu kõik muutused üleöö, sest freooni molekul on
väga püsiv ja osoonikihini jõudmiseks tal kulub selleks 6-8 aastat. Seega ei olnud mõeldav freoonide
tootmise ja kasutamise lõpetamisele ning osooniaukude jätkuvale tekkele koheselt piir panna.
11.
Need värvuseta gaasid on monomeerideks paljudele laialdaselt kasutatavatele polümeeridele, nagu näiteks
polüvinüülkloriidile ja polütetrafluoroeteenile. Polüvinüülkloriidi (PVC) kangast valmistatakse
põrandakatteid, vaipu, vahekardinaid, plastaknaid, tihendeid, ehitus- ja viimistusmaterjale.
Polüfluoroeteen ehk teflon on äärmiselt vastupidav plastist materjal, mida kasutatakse praepannide
sisepinna kattematerjalina ja näiteks ka laborinõude valmistamiseks, kus hoitakse agressiivseid aineid.
Samal ajal peab silmas pidama, et eriti PVC toodete valmistamiseks kasutatav vinüülkloriid on osutunud
kantserogeenseteks, põhjustades maksavähi teket. Seepärast on ka PVC tooted mitmel pool nimetatud
keskkonnaohtlikeks Vinüülkloriidi ühe lähteainekloori tootmine on aga veelgi keskkonnaohtlikkum.