वे पदार्थ जिन पर मैं काम नहीं करूंगा: Dimethylcadmium (2013)

• Dimethylcadmium, cadmium का एक organometallic methyl compound है, और cadmium की तीव्र व दीर्घकालिक विषाक्तता के ऊपर इसकी volatility, reactivity और inhalation risk जुड़ जाने से यह ऐसा पदार्थ है जिससे निपटने से बचना चाहिए
• cadmium आंतों से अच्छी तरह अवशोषित नहीं होता, लेकिन dust या vapor के रूप में सांस के जरिए अंदर जाए तो खतरा बहुत बढ़ जाता है, और Dimethylcadmium vapor फेफड़ों से आगे बढ़कर liver, kidney, brain और nervous system तक को नुकसान पहुंचा सकता है
• यदि इस liquid को यूं ही छोड़ दिया जाए या यह फैल जाए, तो स्वतः प्रज्वलन से cadmium oxide smoke बन सकता है; और यदि आग न भी लगे, तो यह oxygen से प्रतिक्रिया करके friction-sensitive explosive shell बना सकता है
• इसे पानी में डालने से भी यह सुरक्षित नहीं होता; पुराने साहित्य में ऐसे मामले दर्ज हैं जहाँ यह पानी में बड़े droplets के रूप में नीचे बैठ गया और फिर अचानक विस्फोटक विघटन तथा चटखने जैसी आवाज़ के साथ टूटने लगा
• पहले यह acid chloride से methyl ketone बनाने के लिए एक भरोसेमंद reagent था, लेकिन अब कम खतरनाक विकल्प मौजूद हैं, और research scale पर photosensitive तथा semiconductor materials के निर्माण में भी विकल्प खोजे जा रहे हैं

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केवल cadmium ही काफी खतरनाक है

• cadmium, lead या mercury जितना चर्चित नहीं है, लेकिन यह बेहद विषैला metal है
• organic chemistry की पाठ्यपुस्तकों में पहले organocadmium reactions शामिल हुआ करती थीं, लेकिन इन्हें पहले ही पुरानी पड़ती प्रतिक्रियाओं की तरह देखा जाने लगा था
• cadmium में तीव्र विषाक्तता और दीर्घकालिक विषाक्तता दोनों होती हैं, और संभव हो तो यह ऐसा metal है जिससे जीवन भर बचकर रहना बेहतर है
• यह बात कुछ राहत देती है कि यह आंतों से अच्छी तरह absorb नहीं होता और आम तौर पर इसे खाया नहीं जाता, लेकिन inhalation exposure एक बिल्कुल अलग समस्या है
• cadmium toxicity का पता miners द्वारा cadmium dust संभालने की प्रक्रिया में चला

methyl organometallic compounds और भी बदतर क्यों हैं

• धातुओं के organic derivatives में अगर खास तौर पर खतरनाक वर्ग खोजें, तो बात अक्सर methyl compounds तक पहुंचती है
• methyl organometallic compounds छोटे, अत्यधिक reactive और highly volatile होते हैं, इसलिए ये suffocating vapor, तेज़ लपटें और lab emergency response को आमंत्रित करने वाले पदार्थ हैं
• Dimethylcadmium को cadmium compounds में भी सबसे खराब पदार्थों में गिना जाता है
• उसी group में ऊपर मौजूद dimethyl zinc की तुलना में इसका कम reactive होना इसका लगभग एकमात्र फायदा है
  • dimethyl zinc हवा के संपर्क में आते ही जोरदार तरीके से जल उठता है, इसलिए inhalation problem पर चर्चा की गुंजाइश भी कम रह जाती है
  • organozinc के जलने पर zinc oxide बनता है, जो तुलनात्मक रूप से काफी inert है और cosmetic products में भी इस्तेमाल होता है
  • इसके विपरीत cadmium oxide को नाक पर लगाना कतई अनुशंसित नहीं है

छोड़ देना, फैल जाना, या पानी से संपर्क—कोई भी सुरक्षित विकल्प नहीं

• Dimethylcadmium liquid तुरंत आग की दीवार में नहीं बदलता, लेकिन उसे यूं ही छोड़ देने पर भी खतरनाक परिणाम हो सकते हैं
• अगर यह बड़े क्षेत्र में फैल जाए, तो स्वतः प्रज्वलन हो सकता है, और उस समय बहुत-सा जहरीला cadmium oxide smoke बनता है
• आग न लगे तब भी यह oxygen से प्रतिक्रिया करके dimethyl cadmium peroxide की परत बना सकता है
  • इस compound का पर्याप्त characterization नहीं हुआ है
  • इसे friction-sensitive explosive माना जाता है
  • response के दौरान बचा हुआ Dimethylcadmium बारीक mist के रूप में फैल सकता है
• पानी भी समाधान नहीं है
  • पुराने साहित्य में दर्ज है कि Dimethylcadmium को पानी में फेंकने पर वह बड़े droplets के रूप में नीचे बैठ जाता है, फिर अचानक विस्फोटक हरकत और चटखने जैसी आवाज़ के साथ विघटित होता है

vapor और purification इसे संभालना और कठिन बनाते हैं

• Dimethylcadmium liquid का vapor pressure हैरान करने वाली हद तक ऊंचा है, और उसका vapor सांस के जरिए अच्छी तरह absorb हो जाता है
• हवा के प्रति 1 घन मीटर में केवल कुछ micrograms के स्तर पर ही कानूनी सीमा तक पहुंचा जा सकता है
• इसकी toxicity केवल फेफड़ों तक सीमित नहीं है
  • यह आसानी से bloodstream में चला जाता है, इसलिए liver और kidney पर भी विषैला प्रभाव डालता है
  • brain और nervous system पर भी इसका toxic असर होता है
  • सामान्य रूप से cadmium compounds के carcinogenic होने की पुष्टि हो चुकी है
• इसका निर्माण cadmium chloride और methyllithium या methyl Grignard reagent से किया जा सकता है
• इसके बाद ether-based solvent में purification की प्रक्रिया बेहद उबाऊ काम के रूप में दर्ज है
• dimethylmercury की तरह, यह मानकर चलना अधिक सुरक्षित है कि यह latex gloves को भी तेज़ी से पार कर सकता है

गंध के रिकॉर्ड और बची हुई उपयोगिताएं

• रासायनिक साहित्य में Dimethylcadmium की गंध के रिकॉर्ड भी मिलते हैं
• इसकी गंध को “foul”, “unpleasant”, “metallic”, “disagreeable”, “characteristic” जैसे शब्दों में अलग-अलग तरह से दर्ज किया गया है
• ऐसी गंध की रिपोर्ट करने वाले लोग संभवतः सामान्य समझ से स्वीकार्य स्तर से कहीं अधिक vapor के संपर्क में आए होंगे
• Dimethylcadmium को वास्तव में संभाला और बनाया गया है, और यह एक महंगा commercial product भी रहा है
• पहले यह acid chloride से methyl ketone बनाने की भरोसेमंद विधि के रूप में पाठ्यपुस्तकों में शामिल था
• अब उसी उद्देश्य को हासिल करने के लिए इससे कहीं कम खतरनाक reagents उपलब्ध हैं
• research scale पर यह अभी भी विशेष photosensitive और semiconductor materials के निर्माण में इस्तेमाल होता है, लेकिन उस क्षेत्र में भी विकल्प खोजे जा रहे हैं

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Hacker News की रायें

• गंध को “बदबूदार”, “अप्रिय”, “धातुमय”, “घिनौना” और “विशिष्ट” बताया गया है; गंध-संबंधी साहित्य में विशिष्ट विशेषण अक्सर दिखता है, और आम तौर पर मन करता है कि जिसने इसे उपयोगी समझा उसे एक थप्पड़ मार दिया जाए
  मारना ज़रूरी नहीं है। Dimethylcadmium की गंध को “विशिष्ट” बताने लायक जिस व्यक्ति को exposure मिला हो, उसके बहुत लंबे समय तक जीवित रहने की संभावना कम है

  • एक-दो पीढ़ी पहले तक chemists के लिए compounds के qualitative evaluation टूल के रूप में स्वाद और गंध का इस्तेमाल करना आम बात थी
    इसलिए पुराने scientific literature में आधुनिक मानकों से देखें तो चौंकाने वाले खतरनाक तरीकों से मिली जानकारी भरी पड़ी है। इसमें तरह-तरह के ज़हरों के स्वाद से लेकर बड़ी मात्रा में plutonium को छूने पर वह गर्म लगता है जैसी जानकारी तक शामिल है
  • लेखक को भी यह बात साफ़ पता है, लेकिन फिर भी लगता है कि वे थप्पड़ मारना चाहते हैं
  • ठीक पिछले वाक्य में लेखक यही बात कहते हैं

    यह बताते हुए अफ़सोस है कि Dimethylcadmium की गंध के विवरण chemical literature में मौजूद हैं। जिसने भी ऐसी रिपोर्ट दी होगी, वह निश्चित रूप से commonsense से स्वीकार्य स्तर से कहीं अधिक vapor के संपर्क में आया होगा। क्योंकि commonsense तो हमेशा हवा की दिशा से बचकर लगभग आधा मील दूर रहने को कहेगा

• कुछ समय पहले Consumer Reports ने कई dark chocolate brands में cadmium का असुरक्षित स्तर पाया था: https://www.consumerreports.org/health/food-safety/lead-and-...
  कहा गया कि harvesting process के दौरान मिट्टी में मौजूद cadmium ने cacao को contaminate किया

  • संक्षेप में, वह article और उसके निष्कर्ष पूरी तरह गड़बड़ हैं; असल substance बहुत कम है और बस headline अच्छी तरह click खींचने वाली है
    human samples संभालने वाली clinical lab बना और चला चुके व्यक्ति के तौर पर, मुझे Consumer Reports का यह article बहुत misleading लगता है। वे results को theoretically acceptable level के percentage के रूप में बताते हैं; जैसे cadmium के लिए limit 4.1µg/day मानकर, अगर consumer 30g का टुकड़ा खाए तो “TJ The Dark Chocolate Lover's Chocolate 85% Cacao” उस limit के 229% के बराबर है—ऐसा संकेत देते हैं
    इसका असल में क्या मतलब है, पाए गए actual numbers क्या हैं, methodology की detection limit या test error margin क्या है—यह ठीक से नहीं लिखा गया। शायद इसका मतलब है कि 30g sample में 9.3µg cadmium है, लेकिन लेख से निश्चित तौर पर कहना मुश्किल है
    FDA मानता है कि cadmium की maximum daily intake body weight के प्रति kg 0.21~0.36µg तक सीमित होनी चाहिए। औसत अमेरिकी पुरुष के लिए यह limit 17.64~30.24µg/day होती है। 250g romaine lettuce की आम salad में 2~14µg cadmium होता है। अमेरिकी diet में cadmium के सबसे आम sources lettuce और grains हैं
    यहां जिन मात्राओं की बात हो रही है वे बेहद छोटी हैं और उन्हें मापना भी मुश्किल है। cadmium atoms की संख्या के हिसाब से यह लगभग 5~100 क्वाड्रिलियन के स्तर की बात है
    https://article.images.consumerreports.org/image/upload/v167...
    https://www.fda.gov/food/environmental-contaminants-food/cad...
  • Flaxseed के साथ भी यही है। ConsumerLabs ने आम brands में cadmium concentration को विस्तार से दर्ज किया है[0], और उनमें से कई असुरक्षित हैं
    flax cadmium को बहुत प्रभावी तरीके से bioaccumulate करता है, यहां तक कि Pennsylvania की एक municipality ने प्रदूषित पुराने industrial site को साफ़ करने के लिए खेत में flax लगाने का विकल्प भी विचार किया था। दूषित flax को कैसे harvest और dispose करने का उनका इरादा था, मुझे नहीं पता
    [0] https://www.consumerlab.com/reviews/flaxseed-whole-ground-an... (पढ़ने के लिए membership की ज़रूरत हो सकती है)
  • HN पर भी इस पर चर्चा हुई थी, और search करने पर कुछ और threads भी मिलते हैं
    https://news.ycombinator.com/item?id=38038465 (“A third of chocolate products are high in heavy metals (consumerreports.org)”; 201 comments)
  • main text में लिखा है “खुशकिस्मती से cadmium आंतों में अच्छी तरह absorb नहीं होता”
    तो शायद उम्मीद की गुंजाइश हो

• एक वाक्य है: “cadmium compounds overall भी confirmed carcinogenic हैं—अगर आप शुरुआती exposure से बच जाएं तो”
  gallows humor के बारे में सुना था, लेकिन इस तरह का gallows-style sarcasm ज़्यादा असर करता है

• cadmium पहले nickel-cadmium batteries और cadmium sulfide “electric eye” photoresistors की वजह से आसपास आम था, जिनकी resistance रोशनी मिलने पर कम और अंधेरे में ज़्यादा हो जाती है। (https://en.wikipedia.org/wiki/Photoresistor)
  पुराने electronic devices को खोलते समय बेहतर है कि ऐसी चीज़ों में drill करने, sandpaper से घिसने या file करने से बचें जिनमें cadmium हो सकता है, ताकि वह सांस में न जाए

  • लगता है कि इससे cost-efficiency के लिहाज़ से सबसे अच्छे solar cells में से कुछ बनाए जा सकते हैं, लेकिन शायद roof installations के बजाय सिर्फ़ commercial projects में इस्तेमाल होते हैं
  • metal hardware पर corrosion-resistant plating के रूप में यह अभी भी काफ़ी आम है

• अगर धातु की किस्म खराब वाली हो, तो क्या सभी dimethyl compounds सचमुच बहुत खतरनाक पदार्थ होते हैं? Dimethylmercury भी भयावह रूप से खतरनाक है, इसलिए जिज्ञासा है

  • Methyl group organic chemistry में बड़ी भूमिका निभाता है। organic compound बन जाने पर, जो धातुएँ मूल रूप से अपेक्षाकृत inactive होती हैं, वे भी शरीर के tissues में आसानी से absorb होकर अंदर की chemical processes में दखल दे सकती हैं
    mercury को उदाहरण के तौर पर लें, तो elemental mercury से भरे बर्तन में हाथ डालना शायद ठीक हो सकता है। लेकिन dimethylmercury की कुछ बूंदें त्वचा को छू जाएँ तो जानलेवा हो सकता है
  • सही। https://en.m.wikipedia.org/wiki/Karen_Wetterhahn की दुखद और भयानक घटना याद आती है
  • ऐसा लगता है, लेकिन असल में मामला थोड़ा और जटिल है
    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.organomet.7b00605
  • लेख में ऐसा लिखा है

    सामान्य नियम यह है: अगर आप किसी भी धातु का सबसे खराब organic derivative ढूँढ़ रहे हैं, तो सीधे methyl compound पर जाएँ

  • यह बात भी दिलचस्प है। एक methyl group ही illegal drug methamphetamine और prescription drug amphetamine के बीच फर्क करता है
    उस methyl group की मुख्य भूमिका यह है कि वह blood-brain barrier को पार करने के तरीके को प्रभावित करता है। पार करने की प्रक्रिया में methyl group अलग हो जाता है, इसलिए methamphetamine हो या साधारण amphetamine, brain तक पहुँचने वाला chemical वही हो जाता है
    सोच रहा हूँ कि क्या यहाँ भी dimethyl कुछ वैसी ही भूमिका निभाकर blood-brain barrier को और जल्दी पार करवाता है

• दिलचस्प लेख था। cadmium को ऐसे obscure पदार्थ की तरह दिखाना अजीब है, जिससे लगभग कोई भी दो-चार नहीं होता
  electronics से काम करने वालों के लिए NiCad batteries और CdS photoresistors काफी आम थे

  • “Hacker News learns chemistry” वाले हर मौके पर दी जाने वाली आम सावधानी फिर से कहनी होगी। किसी chemical में किसी दूसरे chemical का कोई हिस्सा common है, इसका मतलब यह नहीं कि वह उस दूसरे पदार्थ की toxicity भी share करता है
    chemistry जटिल है, और biology उससे भी ज्यादा जटिल है। सिर्फ “इसमें cadmium है” कहकर इसे खराब मान लेना सही नहीं है
  • मेरी जानकारी में oil paints जैसी चीजों में yellow या orange pigments में से अधिकांश भी cadmium selenide या उसी परिवार के होते हैं
    ceramics में भी ऐसा ही है; अगर सुंदर yellow या orange चाहिए, तो cadmium की बारी आती है
  • दिलचस्प side note के तौर पर, आजकल के bright OLED screens की wear characteristics काफी खराब हैं। एक सस्ता समाधान है जो काम कर सकता है, लेकिन उसके लिए cadmium चाहिए
    करीब 10 साल पहले displays में cadmium के उपयोग की अनुमति के लिए RoHS exception application दी गई थी। उनका तर्क था कि coal power plants cadmium छोड़ते हैं, और cadmium quantum dots वाले OLED screens backlit screens से कहीं अधिक efficient होते हैं, इसलिए असल में screens में cadmium के उपयोग की अनुमति देना environment में released कुल cadmium की मात्रा को घटाएगा। यह पास नहीं हुआ
  • cadmium पहले iron और steel parts को rust से बचाने वाली electrochemical plating में भी व्यापक रूप से इस्तेमाल होता था
    दुर्भाग्य से oxidize होने पर यह powder जैसा बन जाता है और आसानी से हवा में उड़ सकता है। पुराने electronics को छूते समय, पुराने metal radio chassis जैसी जगहों पर यह काफी बार मिल जाता है
  • दूसरे contexts में भी elemental cadmium अब भी काफी commonly encounter होता है
    race cars पर काम करते समय यह हमेशा आसपास रहता है; North American amateur circuit racing में cadmium-plated “AN” और “MS” fasteners का उपयोग बहुत आम है। aviation field में भी ऐसा ही है

• “Things I Won't Work With” series पढ़ना मुझे बहुत पसंद है, लेकिन अफसोस है कि अब इसमें नए लेख नहीं जुड़ते
  सोचता हूँ Derek Lowe ने ये लेख लिखना क्यों बंद कर दिया

  • शायद अब वे लगभग हर चीज़ के साथ काम कर सकते हैं, इसलिए सामग्री खत्म हो गई होगी
  • Wikipedia देखने पर लगता है कि उस publication के साथ उनका collaboration 2017 में खत्म हो गया था। उसके बाद वे कहीं और चले गए

• Derek का पिछला “Things I Won't Work With”, Satan's Kimchi, ज्यादा अच्छा है: https://www.science.org/content/blog-post/things-i-won-t-wor...