HVORDAN BLIVER TOBAK TIL RØG, OG HVAD INDEHOLDER RØGEN?

Transkript

1 KAPITEL 2: HVORDAN BLIVER TOBAK TIL RØG, OG HVAD INDEHOLDER RØGEN? Man er ikke ryger, fordi man holder en cigaret, og det er heller ikke skadeligt at holde en cigaret i hånden. Det er først, når cigaretten tændes, og der dannes røg, at cigaretten bliver sundhedsskadelig. Hvad sker der egentlig, når cigaretten tændes? Og hvordan kan cigaretten blive ved med at gløde? Umiddelbart ser røg ret harmløs ud, så hvorfor er den så skadelig for rygeren og for omgivelserne? Hvad indeholder røgen? Og hvorfor indeholder røgen andre og flere skadelige stoffer end den rene tobak? 16

2 GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse 17

3 Kapitel 2: Ordforklaring (*) Oxygen: Oxygen findes i luften som to oxygenatomer (O 2 ) og er en klar og lugtløs gas. Kaldes også ilt. Molekyler: Molekyler indeholder flere atomer, som holdes sammen af kemiske bindinger. Atom: Et atom udgør den absolut mindste del af et grundstof. Alt stof, der omgiver os, er opbygget af atomer. Gasser: Er en luftart. En gas har hverken et bestemt rumfang eller en bestemt form. Kuldioxid, carbondioxid, CO 2 : En klar og lugtfri gas. Kuldioxid dannes ofte ved nedbrydning og forbrænding af andre stoffer. Kulilte, carbonmonooxid, CO: En klar og lugtfri gas. Gassen kan forgifte eller kvæle ved indånding. Oxidation: Når et stof reagerer med oxygen eller lignende, bliver stoffet oxideret, og der er sket en oxidation af stoffet. Stoffer: Er en fællesbetegnelse for alle molekyler og atomer uanset størrelse og tilstandsform (gas, væske eller fast). En cigaret tændes og brænder De fleste har nok set en cigaret blive tændt og røget, det forekommer umiddelbart ganske enkelt. Der stryges en tændstik, cigaretten tændes, der suges luft gennem cigaretten, som begynder at gløde og brænde langsomt op. Går man lidt tættere på processen og undersøger, hvad der rent kemisk sker, er det at tænde en cigaret ikke helt så simpelt. Det kan du læse mere om i det følgende. At tænde en cigaret set med kemiske øjne For at tænde en cigaret skal man tilføre energi. Det kan ske ved at bruge varmen fra en lighter eller en brændende tændstik. Når der er tilstrækkeligt med energi, starter der en forbrænding af tobakken. Forbrændingen bliver større og bedre ved at tilføre ekstra luft eller rettere luftarten oxygen* (O 2 ). Når man suger på cigaretten, kommer der masser af luft ind gennem gløden. Dermed tilføres der ekstra oxygen, udover den oxygen der altid vil være i rummet lige omkring cigaretten. Ilden fra tændstikken tilfører den mængde energi, der skal til, for at gløden kan dannes, og forbrændingen af cigaretten kan startes. Der er startet en række kemiske reaktioner (opgave 2.1). Når gløden ulmer, kan forbrændingen af tobakken fortsætte af sig selv, hvis der tilføres oxygen. Temperaturen kommer op på omkring 900 o C i gløden, når der suges på cigaretten, og omkring 600 o C når gløden ulmer (forsøg 2.1). Cigaretten gløder fuldstændig eller ufuldstændig forbrænding Når cigaretten gløder, sker der en forbrænding. Ved forbrændingen nedbrydes der kemiske bindinger i molekylerne* i tobakken, og der dannes mindre molekyler. For at bryde bindingerne i molekylerne skal der bruges oxygen (O 2 ). Ved denne nedbrydning af de kemiske bindinger dannes der et overskud af energi, som betyder, at forbrændingen af tobakken fortsætter. Hvis der er rigeligt af oxygen tilstede, vil forbrændingen være fuldstændig, som betyder, at molekylerne i tobakken vil blive nedbrudt til simple gasser* som kuldioxid* (CO 2 ) og vand (H 2 O). Hvis der ikke er nok oxygen tilstede, vil der ske en ufuldstændig forbrænding, der medfører, at der blandt andet dannes kulilte* (CO) i stedet for kuldioxid (opgave 2.2). Ved den ufuldstændige forbrænding er der stadig bundet energi i molekylets kemiske bindinger. Den bundne energi vil blive frigivet ved yderligere forbrænding. På den måde bliver kulilte oxideret*, fordi den modtager mere oxygen, og 18

4 GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse derved bliver kulilte til kuldioxid. Ved denne oxidation frigives der energi. En kemisk reaktion, hvor der frigives energi, kaldes en exoterm reaktion, mens en kemisk reaktion, hvor der skal tilføres energi, for at den kan forløbe, kaldes en endoterm reaktion (figur 2.1) (opgave 2.3). Opgave/forsøg Opgave 2.1: Kan alle kemiske reaktioner startes med ilden fra en tændstik?? Forsøg 2.1: Mål selv hvor varm en tændt cigaret kan blive. Opgave 2.2: Hvor meget oxygen skal der bruges, for at forskellige forbrændinger bliver fuldstændige? Figur 2.1. Illustration af en endoterm og en exoterm reaktion. For at holde vand i kog skal der hele tiden tilføres varme - fordampning af vand er altså en endoterm reaktion. Når en rumraket sendes af sted, udvikles der masser af energi - denne reaktion er altså exoterm. Opgave 2.3: Er vandpiberygning en endoterm eller exoterm reaktion? Røgens vej gennem cigaretten hvad sker der? Når man suger på en tændt cigaret, så trækker man røgen og stofferne* i røgen ind gennem cigaretten. Vejen gennem cigaretten kan opdeles i fire zoner: Glødezonen, pyrolyse- og pyrosyntesezonen, destillationszonen og kondensationszonen (figur 2.2). I hver af zonerne sker der forskellige kemiske reaktioner med stofferne i røgen, og der dannes i alt over 4000 forskellige kemiske forbindelser på røgens vej gennem cigaretten. Pyrolyse- og pyrosyntesezonen Kondensationszone Glødezonen Destillationszone Figur 2.2 Illustration af en cigaret med angivelse af de forskellige zoner og dermed ændringer røgen gennemgår, når den suges ind igennem cigaretten. 19

5 Kapitel 2: Ordforklaring (*) Organiske stoffer: Er opbygget af et kulstofskelet. Det vil sige de fleste stoffer, der indeholder kulstof (C). Uorganiske stoffer: Er i princippet alle stoffer, der ikke indeholder kulstof (C). Der findes dog undtagelser, for eksempel hører kuldioxid (CO 2 ) og kulilte (CO) til i gruppen af uorganiske stoffer. Syre: Et molekyle eller en ion, der kan afgive én eller flere hydrogenioner (H + ) til en base. Eksempelvis indeholder organiske syrer gruppen COOH. Aldehyder: Organiske stoffer, som indeholder gruppen: CHO. Alkaner: Organiske stoffer, der indeholder carbonatomer (C) og hydrogen (H). De kemiske bindinger i stoffet er alle enkeltbindinger. Alkoholer: Kemiske forbindelser, som indeholder en eller flere hydroxylgrupper (OH-grupper). Kendte alkoholer er træsprit, samt ethanol der er den alkohol, vi kender fra øl, vin og spiritus. Masseprocent: Et mål for mængden af et stof i en blanding af andre stoffer. I glødezonen sker selve forbrændingen af tobakken. Lige efter glødezonen er næsten alt oxygen (O 2 ) brugt op. Når røgen forlader glødezonen og kommer til pyrolyse- og pyrosyntesezonen, vil der ikke længere være oxygen til stede. I denne zone opdeles nogle af molekylerne i røgen til mindre stoffer, som senere sættes sammen til nye molekyler (forsøg 2.2). Når røgen kommer til destillationszonen, vil de mest stabile stoffer og dem med lavere kogepunkt blive ved med at være i røgen. De resterende stoffer vil kondensere, det vil sige, at de går fra at være gasser til at blive flydende. Når der ryges mere af cigaretten, vil de flydende stoffer fordampe eller forbrændes. Når stoffer på denne måde adskilles fra hinanden ud fra deres kogepunkt og stabilitet, siger man, der sker en destillation. Efter destillationszonen kommer røgen igennem kondensationszonen. I denne zone vil flere af stofferne kondensere, da temperaturen falder inde ved munden. Når man ryger mere af cigaretten, og glødezonen nærmer sig filteret og munden, så vil stofferne igen blive til gasser (fordampe), og kommer nu ned i rygerens lunger. Røgen hvad indeholder den? Når man ryger en cigaret, så opstår der over 4000 stoffer ved forbrændingen ned gennem cigaretten. Stofferne kommer via røgen ned i rygerens lunger eller ud i luften, hvor rygeren sidder med cigaretten. Man kan opdele røgen i to typer af røg. De to typer kalder man hovedstrømmen og sidestrømmen. Hovedstrømmen er den røg, der trækkes igennem cigaretten og ind i munden, når der suges, og sidestrømmen er den røg, som dannes, når der ikke suges på cigaretten. Når man udsættes for passiv rygning, så er det fra sidestrømmen, og røgen som rygeren puster ud. Stofferne der dannes ved rygning kan inddeles i organiske stoffer* og uorganiske stoffer*. De organiske stoffer kan igen inddeles i grupper i forhold til deres egenskaber som for eksempel syrer*, aldehyder*, alkaner*, alkoholer* (opgave 2.4) (figur 2.3). I debatten om cigaretter og rygning bruger man ofte ordene tjære, kulilte (CO) og nikotin, fordi det umiddelbart er de stoffer, der er mest sundhedsskadelige i forbindelse med rygning. Det er også de tre stoffer, som skal fremgå af cigaretpakkens varedeklaration. Men hvad er tjære, kulilte og nikotin egentlig? Det kan du blive klogere på ved at læse det følgende. 20

6 GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse Opgave/forsøg Forsøg 2.2: Kan du vise, at en forbrænding bruger oxygen? Opgave 2.4: Hvilken kemi findes i tobaksrøgen?? Figur 2.3. Røgen fra cigaretter indeholder over 4000 forskellige kemiske forbindelser. En del af denne kemi findes også i produkter fra vores hverdag. Produkter vi ellers aldrig ville komme ind i vores krop. Opgave 2.5: Hvad er masseprocent, volumenprocent og tilstandsformer? Tjære Tjære er en fællesbetegnelse for tyktflydende brunsorte væsker, der dannes ved forbrænding af fx kul, træ, halm, tobak. Tobaksrøgen i hovedstrømmen består i masseprocent* af 87 % gasser, 8 % gasser der kan kondensere (kondenserbare) og 5 % partikler (opgave 2.5). Det er de kondenserbare gasser og partiklerne, der samles og bliver til tjæren (figur 2.4). Figur 2.4. De fleste stoffer, der kommer ud af tobaksrøg, er gasser, som bliver ved med at være gasser. En mindre del er kondenserbare gasser, der fortættes og kondenserer. Endelig indeholder røgen en lille mængde partikler. Partiklerne og de kondenserbare gasser danner tilsammen tjære. Gas Kondenserbar Partikler Tjæren sætter sig i filteret og i lungerne som en masse, der ligner den tjære, man bruger på veje. Det er deraf navnet kommer (figur 2.5). Tjæren indeholder de fleste af de 4000 stoffer, der dannes ved rygningen, herunder alle de mere end 40 stoffer der er kræftfremkaldende. 21

7 Kapitel 2: Ordforklaring (*) Røde blodlegemer: En celletype i blodet. De røde blodlegemer transporterer oxygen ud til kroppens celler ved hjælp af stoffet hæmoglobin. EU-direktiv: Retningslinje udstedt af EU, for hvordan noget skal udføres. Figur 2.5. Den sorte masse, der kommer ud af cigaretter, kaldes for tjære. Denne tjære sætter sig i cigaretfiltret, i lungerne, på vægge, i gardiner og andre steder, hvor røgen kommer hen. Man kalder også det tyktflydende sorte stof, der hældes ud på vejene, for tjære. Tjære fra cigaretter og tjære fra vejene er to forskellige stoffer, men stofferne har samme konsistens og udseende. Hvor meget tjære, der afsættes i lungerne, afhænger af mange forskellige forhold. Hvordan man ryger en cigaret, hvor dybt der inhaleres, temperaturen i gløden, længden af skoddet, cigarettens struktur og meget mere. Og så selvfølgelig hvor ofte man ryger. Det er muligt at beregne, hvor meget tjære en ryger cirka bærer rundt på i lungerne (opgave 2.6). Kulilte Kulilte (CO) er en gas, som dannes ved ufuldstændig forbrænding af organisk materiale, som der for eksempel er i tobak. Kulilten binder sig til de røde blodlegemer* i blodet. De røde blodlegemer transporter oxygen (O 2 ) rundt i din krop. Når kulilten sætter sig på dem, kan de ikke længere transportere den samme mængde oxygen rundt, som før kulilten kom ind i blodbanen. Det betyder, at kroppen kommer til at mangle oxygen. Nikotin Nikotin findes både som gas og i tjæren. Nikotin er et farveløst, flydende og giftigt stof fra tobaksplanten, der har været anvendt som et middel til at dræbe insekter. Nikotin er en nervegift og ved indtag kan man få kvalme, hovedpine og hjertebanken. Hvis man indtager 50 mg nikotin, bliver man forgiftet med kramper, diarré, åndedrætslammelse, og man vil muligvis ikke overleve. Ved et konstant forbrug af mindre doser, som ved rygning, bliver man vænnet til nikotinen, så det kommer til at virke stimulerende. Man bliver samtidigt også afhængig af nikotinen. 22

8 20 GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse Varedeklaration I den danske lov om regulering af tobak og i et EU-direktiv* er der fastsat grænser for, hvor meget tjære, nikotin og kulilte (CO) en cigaret må afgive. Grænserne er: Maksimum 10 mg tjære, 1 mg nikotin og 10 mg kulilte. Der skal på cigaretpakkens varedeklaration angives, hvor meget der afgives af hvert stof per cigaret i pakken (figur 2.6). Rygning kan dræbe S M O K E 10 mg 9 mg Tjære Kulilte Nikotin 0,1 mg Figur 2.6. En cigaretpakke med deklaration. Der skal angives hvor meget tjære, nikotin og kulilte, som røgen fra en cigaret indeholder. For at kunne angive mængden af hvert stof på varedeklarationen skal tobaksindustrien foretage målinger under bestemte standardmetoder på specielle rygemaskiner. Der skal suges 35 ml pr. sug, der skal suges én gang pr. 60 sek. og varigheden af hvert sug skal være 2 sek. Opgave/forsøg Opgave 2.6: Har en storryger ti gange så meget tjære i lungerne som en, der ryger to cigaretter om dagen? Opgave 2.7: Hvorfor kan der blive målt forskelligt indhold af tjære, nikotin og kulilte i cigaretter, der indeholder den samme tobak? Opgave 2.8: Hvilke tilsætningsstoffer anvendes i vandpibetobak og Blå Kings?? Tobakken er næsten ens i alle cigaretmærker, så hvordan kan der være forskel på varedeklarationerne? Det skyldes, at tobaksindustrien snyder standardrygemaskinerne ved at lave mikroskopiske huller i papiret lige over filtret. Herved er det ikke længere den reelle mængde tjære, nikotin og kulilte i cigaretten, der bliver målt og angivet på cigaretpakken (opgave 2.7). Hvad bruges tilsætningsstofferne til? Tobakken i cigaretter er stort set ens i alle cigaretmærker. Alligevel er der forskel i smag og oplevelse fra mærke til mærke - der må altså være noget andet i cigaretter end tobak. Cigaretmærkers forskellige smag skyldes de tilsætningsstoffer, der kommer i cigaretterne. På verdensplan bruges der over 600 forskellige tilsætningsstoffer i cigaretter (opgave 2.8). 23

9 Kapitel 2: Ordforklaring (*) Tilsætningsstoffer: Er stoffer, som man tilsætter fødevarer og tobak for at ændre på næringsværdien, holdbarheden, farve, lugt, smag m.m. Tilsætningsstoffernes officielle funktion Her kan du se, hvilke officielle funktioner tilsætningsstofferne i cigaretter har: Aromastoffer: Er den største gruppe af tilsætningsstoffer. Aromastofferne skaber duft og smag i de enkelte cigaretmærker, med for eksempel mentol og kakao Forbrændingsregulerende stoffer: Tilsættes for at ændre den måde, hvorpå forbrændingen finder sted. Natriumcitrat er et eksempel på et forbrændingsregulerende stof Fugtighedsbevarende stoffer: Bevarer tobakkens fugtighed, som for eksempel glycerol Fyldstoffer: Fyld i tobakken, som fx cellulose Konserveringsmidler: Holder tobakken frisk, så den ikke går i forrådnelse. Her benyttes for eksempel benzoesyre Solventer: Er opløsningsmidler, der opløser de andre tilsætningsstoffer. Den egenskab har for eksempel ethanol Ud over disse officielle funktioner, så har tilsætningsstofferne også andre mere ufine egenskaber, der er uofficielle og måske udnyttes af tobaksindustrien. Tilsætningsstoffernes andre egenskaber Nogle af tilsætningsstofferne gør det lettere at starte med at ryge, og andre gør rygeren hurtigere afhængig af cigaretterne. Næsten alle, der har prøvet at ryge, kan huske, at den første cigaret ikke var nogen særlig rar oplevelse. Det smagte ikke godt, det rev i næse og svælg, og man blev meget dårlig. Det var også svært at inhalere, fordi det gjorde ondt i lungerne. Lungerne skulle vende sig til at få røg ned (forsøg 2.3). For at gøre dette lettere er det muligt at gøre røgen mild og behagelig ved hjælp af tilsætningsstoffer. Når man for eksempel tilsætter mentol, bedøver man nerverne, så de ikke påvirkes af røgen, og mentol udvider lungerne og giver en kølende fornemmelse. Andre tilsætningsstoffer sørger for hurtigere optagelse af nikotin og en større effekt af nikotins virkning. 24

10 GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse Tilsætningsstoffernes skadelige virkninger i kroppen Flere af tilsætningsstofferne er skadelige for lungerne og kroppen. Nogle af dem er direkte ætsende på lungevævet, da de har syre-base egenskaber, og andre påvirker cellerne i lungerne på en måde, så cellernes vækst bliver forkert. En del af tilsætningsstofferne bliver optaget og transporteret rundt i kroppen, hvor de gør skade andre steder. Men skaderne, der er forårsaget af tilsætningsstofferne, er intet set i forhold til de skader, der opstår på grund af de over 4000 stoffer, der dannes under forbrændingen af tobakken. Opgave/forsøg Forsøg 2.3: Hvor mange begynder at ryste eller kaster op efter første cigaret?? 25