ΝΙΤΡΟΓΛΥΚΕΡΙΝΗ: ΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΗΣ ΣΤΡΙΓΓΛΑΣ ΠΟΥ ΕΓΙΝΕ ΑΡΝΑΚΙ

 «θα ήθελα λίγο δυναμίτη,

θα ήθελα μιαν έκρηξη

που να σκορπίσει

το χειρότερο θάνατο στα βολέματά σας…»

Νίκος καρούζος

Η νιτρογλυκερίνη, όπως ίσως γνωρίζετε, αποτελεί ένα τυπικό εκρηκτικό σώμα που παράγεται όταν η γλυκερίνη αντιδράσει με νιτρικό οξύ. Για την ακρίβεια η νιτρογλυκερίνη  (Αγγλικές ονομασίες : Nitroglycerin, Nitroglycerine, Trinitroglycerin, glyceryl trinitrate) είναι ένα βαρύ, ελαιώδες εκρηκτικό υγρό με χημικό τύπο C₃H₅(ONO₂)₃ και προέρχεται από γλυκερόλη (κοιν. γλυκερίνη) όταν αυτή αντιδράσει με οξύ νιτρώσεως (μίγμα νιτρικού και θειικού οξέος). ⁽¹⁾ Το παχύρευστο αυτό υλικό  έμεινε για πολλά χρόνια στα «αζήτητα» λόγω της ιδιότητας του να εκρήγνυται με μεγάλη ευκολία και συχνά απρόβλεπτα και ανεξέλεγκτα.  Μάλιστα , ο ίδιος ο εφευρέτης  της, ο ιταλός χημικός Ασκάνιο Σομπρέρο (Ascanio Sobrero 1812-1888) , έχοντας επίγνωση του «τέρατος» που δημιούργησε, αρχικά την ονόμασε πυρογλυκερίνη και ανέβαλλε για ένα χρόνο την ανακοίνωση της παρασκευής της  και  προειδοποιώντας  για τους κινδύνους που εγκυμονεί.  Ο ατίθασος και ανεξέλεγκτος χαρακτήρας της νιτρογλυκερίνης, (μοριακός τύπος C₃H₅(ONO₂)₃ ),  πιθανότατα οφείλεται στο ότι κάθε μόριο της περιέχει μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, (9 άτομα!) στοιχείο που είναι απαραίτητο για την καύση. Επομένως η ουσία αυτή δεν είναι ανάγκη να αναζητήσει το οξυγόνο εξωτερικά, μιας και το έχει ενεργό μέσα της.

Οι εκρηκτικές ιδιότητες της νιτρογλυκερίνης αποκαλύπτονται από την ίδια την χημική εξίσωση της καύσης της που είναι η εξής:

4 C₃H₅(ONO₂)₃         6 N₂   +   12 CO₂   +   O₂   +   10 H₂O Όπως φαίνεται από τους συντελεστές παράγεται ένας πολύ μεγάλος όγκος αερίων προϊόντων. Συγκεκριμένα, από 4 mol νιτρογλυκερίνης παράγονται 29 mol  αερίων και μεγάλο ποσό θερμότητας. Στην πραγματικότητα ένας όγκος υγρής νιτρογλυκερίνης παράγει 1300 όγκους αερίων, που στις συνθήκες της αντίδρασης γίνονται περίπου 10000 όγκοι. Αυτό προκαλεί βίαιη εκτόνωση των αερίων μαζών και τεράστιες πιέσεις που φθάνουν τις 250.000 ατμόσφαιρες!  ⁽²⁾

Ο πρώτος που αποφάσισε να δαμάσει τη «στρίγγλα» ήταν ο  Σουηδός χημικός-μηχανικός Alfred Nobel (1833-1896) . Το 1850 γνωρίζει τον Ασκάνιο Σομπρέρο και ενημερώνεται για την δομή και τις χημικές ιδιότητες της νιτρογλυκερίνης.  Οπλισμένος με πείσμα και επιμονή, αποφασίζει να «κλείσει σε κλουβί» την ατίθαση νιτρογλυκερίνη. Συνεργάζεται με τον εφευρέτη και μηχανικό πατέρα του Immanuel Nobel  στην οικογενειακή επιχείρηση οπλικών συστημάτων στην Στοκχόλμη. Το 1864   ένα τραγικό ατύχημα από έκρηξη νιτρογλυκερίνης στο εργοστάσιο της οικογένειας, προκαλεί τον θάνατο του μικρότερου αδελφού του Emil Nobel (1843-1864) και τεσσάρων ακόμη εργατών. Ο ίδιος , λείπει την στιγμή της έκρηξης και γλυτώνει από βέβαιο θάνατο. Οι αρχές της Στοκχόλμης απαγορεύουν στον Nobel  την συνέχιση  των πειραμάτων στα ευρύτερα όρια της Πόλης. Ο επίμονος χημικός δεν το βάζει κάτω και συνεχίζει τα πειράματά του σε μια ερημική τοποθεσία στην λίμνη Mälaren νότια της Στοκχόλμης. Σίγουρος ότι τελικά θα τα καταφέρει ξεκινά μια επίπονη προσπάθεια να κατοχυρώσει την εφεύρεσή του και να βρει χρηματοδότες. Ο δρόμος προς την επιτυχία όμως είναι μακρύς και δύσκολος. Το 1865 μεταφέρει τις δραστηριότητές του στο Krümmel της Γερμανίας , μια ερημική περιοχή νότια του Αμβούργου. Οι αποτυχίες που ακολουθούν, δυστυχώς είναι πολλές.   Δύο εκρήξεις  στα εργοστάσια του Krümmel  προκαλούν σημαντικές καταστροφές. Ο Alfred Nobel επιμένει. Η εταιρεία του Alfred Nobel & company  εφοδιάζει με εκρηκτικά την Γερμανία, καθώς και πολλές άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Αλλά η Νιτρογλυκερίνη ακόμη δεν έχει «δαμασθεί». Η μεταφορά της , με την μορφή ενός παχύρευστου μίγματος με πυρίτιδα, (Blasting Οil) είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη και προκαλεί σειρά ατυχημάτων και καταστροφών.  Παρόλα αυτά στα επιχειρηματικά   πλάνα του Nobel μπαίνει και η Αμερική. Τον Απρίλιο του 1866 τρία κιβώτια νιτρογλυκερίνης, δίχως ένδειξη του περιεχομένου τους,  στάλθηκαν στην Καλιφόρνια, όπου η εταιρεία σιδηροδρόμων “Central Pacific Railroad” ήθελε να τα αξιοποιήσει προκειμένου  να επιταχύνει την κατασκευή μιας σήραγγας   στην οροσειρά Σιέρα Νεβάδα. Ένα από τα κιβώτια εξερράγη σε γραφείο της εταιρείας  (Wells Fargo) στο Σαν Φρανσίσκο και σκότωσε 15 άτομα, γεγονός που οδήγησε στη γενική απαγόρευση της μεταφοράς υγρής νιτρογλυκερίνης στην Καλιφόρνια. Έτσι, έγινε απαραίτητη η επιτόπια παρασκευή νιτρογλυκερίνης,   για την ολοκλήρωση της σήραγγας. Τα ατυχήματα που συνδέθηκαν με το όνομα του επικίνδυνου αυτού  «λαδιού» δεν σταματούν εδώ. Το 1866 το βρετανικό πλοίο «European» ανατινάζεται στο αμερικανικό λιμάνι Ασπινγουώλ κατά τη διάρκεια της εκφόρτωσης 70 κιβωτίων νιτρογλυκερίνης.  Την ίδια τύχη θα έχει μερικά χρόνια αργότερα και το γαλλικό πλοίο «Moselle» ενώ έβγαινε από το γερμανικό λιμάνι Βρεμερχάφεν της Βρέμης. Ήταν πλέον επιτακτική η ανάγκη  , το «θηρίο να μπει στο κλουβί».

Η ιδέα  του Nobel  σε τελική ανάλυση ήταν απλή , όπως και οι  περισσότερες μεγαλοφυείς ιδέες άλλωστε. Αφού η υγρή νιτρογλυκερίνη είναι επικίνδυνη και ικανή να εκραγεί με απλή κίνηση, γιατί να μην την εγκλωβίσουμε μέσα σε κάποιο στερεό, ώστε να μην έχει μεγάλη ευχέρεια κίνησης σε επίπεδο μοριακό. Λέγεται ότι η ιδέα αυτή προήλθε από ένα τυχαίο περιστατικό. Μια μέρα καθώς ο Nobel πειραματιζόταν με τον «δαίμονά» του ένα μπουκαλάκι  νιτρογλυκερίνης έπεσε στο έδαφος. Ενώ θα έπρεπε να ακολουθήσει έκρηξη, όλα ήταν ήρεμα. Ο εφευρέτης παρατήρησε ότι στο έδαφος υπήρχαν πριονίδια από τα οποία η εκρηκτική ουσία είχε απορροφηθεί. Αυτή ήταν η άκρη του νήματος. Μετά από επανειλημμένες προσπάθειες οι κόποι του ανταμείφθηκαν το 1867, όταν διαπίστωσε ότι ένα πορώδες υλικό που υπήρχε άφθονο στους αμμόλοφους του Krümmel, η  γη διατόμων (σχεδόν καθαρό διοξείδιο του πυριτίου) εμποτισμένη με γλυκερίνη, είχε άψογη συμπεριφορά. Το νέο αυτό υλικό μπορούσε να αποθηκευθεί για μεγάλο διάστημα και να μεταφερθεί με ασφάλεια δίχως να χάσει τον εκρηκτικό του χαρακτήρα. Και το όνομα αυτού δυναμίτιδα, εμπνευσμένο από την ελληνική (και πάλι) λέξη δύναμη! Επαναστατικό υλικό που έφερε δόξα και χρήμα στον δημιουργό της και «άνοιξε δρόμους» (κυριολεκτικά και μεταφορικά) στην σύγχρονη ζωή του ανθρώπου. Η ζήτηση για την δυναμίτιδα ήταν ανάλογα εκρηκτική και σύντομα ο Αλφρεντ Νόμπελ γίνεται μεγαλοβιομήχανος, έχοντας στην ιδιοκτησία του 80 εργοστάσια και εργαστήρια σε 20 χώρες του κόσμου. Παράλληλα συνεχίζει τις εφευρέσεις του: εκρηκτική ζελατίνα, άκαπνη πυρίτιδα, συνθετικό καουτσούκ, συνθετικό δέρμα, τεχνητό μετάξι κλπ. Μόνο οι πατενταρισμένες εφευρέσεις το 1896 – χρονιά του θανάτου του – φτάνουν τις 355!  ⁽³⁾

Ο Nobel   ιδιοφυής χημικός και μάλλον κλειστός χαρακτήρας, ήταν ένας πολίτης του Κόσμου μιας και γεννήθηκε στην Σουηδία, σπούδασε στην Αγία Πετρούπολη της Ρωσίας και στην Αμερική, και πέθανε στην Ιταλία, ενώ μιλούσε άπταιστα εκτός από τα σουηδικά, Αγγλικά, Γαλλικά, Γερμανικά, Ρωσικά και Ιταλικά.  Λέγεται ότι προχώρησε στην καθιέρωση των ομώνυμων βραβείων μετά από μία … νεκρολογία του σε γαλλική εφημερίδα! Η εφημερίδα κατά λάθος, ανέφερε ότι «ο έμπορος του θανάτου είναι νεκρός». Στην πραγματικότητα ο νεκρός ήταν ο αδερφός του, αλλά αυτό το γεγονός προκάλεσε στον Νobel απογοήτευση και πιθανότατα ένα επαναπροσδιορισμό αξιών στη ζωή του. (Στην διαθήκη του αναφέρει: “All of my remaining realizable assets are to be disbursed as follows: the capital, converted to safe securities by me executors, is to constitute a fund, the interest on which is to be distributed annually as prizes to those who, during the preceding year, have conferred the greatest benefit to humankind. It is my express whish that when awarding the prizes, no consideration be given to nationality, but that the prize be awarded to the worthiest person, whether or not they are Scandinavian.” ⁽⁴⁾

Αξίζει να σημειώσουμε δύο «παράδοξες» σε πρώτη ανάγνωση  ιδιότητες του εκρηκτικού αυτού σώματος. Η πρώτη είναι ότι όταν η δυναμίτιδα βραχεί δεν αδρανοποιείται όπως θα περίμενε κανείς, αλλά αντίθετα γίνεται πιο επικίνδυνη για ανεξέλεγκτη έκρηξη. Αυτό συμβαίνει διότι το νερό εκτοπίζει από το αδρανές υπόστρωμα της γης διατόμων την νιτρογλυκερίνη με συνέπεια να γίνεται και πάλι ασταθής και επικίνδυνη. Γι αυτό  προκαλούνται συχνά θανατηφόρα ατυχήματα σε ψαράδες που την χρησιμοποιούν παράνομα.

Η δεύτερη είναι  ότι η ίδια αυτή χημική ουσία με τον «εκρηκτικό της χαρακτήρα» , χρησιμοποιείται για ιατρικούς σκοπούς ως αγγειοδιασταλτικό σκεύασμα για την αντιμετώπιση καρδιακών προβλημάτων όπως η στηθάγχη!  Μάλιστα με το παραλλαγμένο όνομα «τρινιτρίνη» για να μην προκαλούνται στους ασθενείς φοβίες …εκρήξεων!  Το διπλό αυτό πρόσωπο «Δόκτωρ Τζέκυλ – μίστερ Χάιντ» για την ίδια ουσία, αλλά και οι «περίεργες» εν γένει συμπεριφορές ουσιών αποτελούν κάτι πολύ συνηθισμένο στον γοητευτικό κόσμο της Χημείας. ⁽⁵⁾

 (Το άρθρο είναι από το βιβλίο “ΑΠΟ ΜΙΚΡΟΣ ΜΙΣΟΥΣΑ ΤΗ ΧΗΜΕΙΑ – Η ΧΗΜΕΙΑ ΑΛΛΙΩΣ” του Τζιανουδάκη Λεωνίδα, εκδόσεις Carpe librum, Αθήνα 2025, και επιτρέπω την διδακτική αξιοποίησή του.)

Τιμητική αναφορά στο στοιχείο της ενότητας Κ  (Potassium, Kalium – Κάλιο): Μέταλλο των αλκαλίων, ιδιαίτερα δραστικό γι αυτό και δεν υπάρχει ελεύθερο στη φύση, όπου συναντάται μόνο με την μορφή χημικών του ενώσεων, κυρίων αλάτων. Λόγω του ισχυρού δεσμού που το συνδέει με άλλα στοιχεία απομονώθηκε σε ελεύθερη κατάσταση μόλις τον 19^ο αιώνα με την μέθοδο της ηλεκτρόλυσης. Βρίσκεται σε όλους τους οργανισμούς , ειδικά τους φυτικούς, και είναι απαραίτητο στοιχείο για την λειτουργία του κυττάρου. Όπως και το Νάτριο αποτελεί στοιχείο «κλειδί» για την παραγωγή ηλεκτρικού δυναμικού στα κύτταρα και η έλλειψη του προκαλεί νευρολογικές διαταραχές στους οργανισμούς. Ο οργανισμός του ανθρώπου χρειάζεται καθημερινά 3,5 g καλίου (και 1,5g νατρίου) ποσότητες που τις προσλαμβάνει  από την συνήθη , δίχως πρόσθετα,  διατροφή του.   Η βιομηχανία λιπασμάτων απορροφά το 93% της παγκόσμιας παραγωγής καλίου. ⁽⁶⁾

ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ

1. Wikipedia ,διαδικτυακή εγκυκλοπαίδεια.
2. John McMurry, Οργανική χημεία, τόμος Ι.
3. Η χημική ένωση του μήνα (Οκτώβρης, Νοέμβρης 2012), Βαλαβανίδης Αθανάσιος, Ευσταθίου Κωνσταντίνος, Τμήμα Χημείας Πανεπιστημίου Αθηνών.
4. (NobelPrize org. Nobel Media AB 2018 Tue 4 Dec 2018)
5. Αναστασίου Βάρβογλη , «Χημεία και καθημερινή ζωή» , εκδ. κάτοπτρο.
6. Αναστασίου Βάρβογλη, «πορτραίτα χημικών στοιχείων» Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης.