De lachwekkende ontdekking van Humphry Davy

Britse havensteden zijn altijd een vruchtbare voedingsbodem geweest voor muziekstromingen vanwege de uiteenlopende culturen en bevolkingsgroepen die elkaar daar ontmoeten. Koploper is uiteraard Liverpool met zijn Mersey-beat, maar ook Bristol in het zuidwesten van Engeland heeft met de zogenaamde triphop hier een bijdrage aan geleverd. Deze psychedelische combinatie van hiphop en elektronische muziek ontstond in de wijk Clifton, waar de bezoekers aan het grote park op een zonnige dag een sfeer van vrijheid en spontaniteit uitstralen. Terwijl het nu hoofdzakelijk de muziek is die de mensen er in deze gelukzalige toestand brengt, was het twee eeuwen geleden een geestverruimend gas dat hiervoor zorgde. Toen werd namelijk in Clifton een letterlijk lachwekkende ontdekking gedaan.

Eind achttiende eeuw ontstond in Bristol de eerste chemische nijverheid, wat voor Thomas Beddoes (1766-1808) reden was om zich in deze stad te vestigen, omdat hij als arts geïnteresseerd was in stoffen waarmee hij zijn patiënten kon genezen. Vooral het onderzoek naar gassen had zijn aandacht getrokken, omdat hij daarmee mensen met ademhalingsproblemen wilde gaan behandelen.

Beddoes richtte daarom een kliniek in om er de heilzame werking van gassen door middel van experimenten te kunnen vaststellen. Astmapatiënten bleken baat te hebben bij de toediening van zuurstof. Dat bracht de arts op het idee dat er nog meer gassen moesten zijn met een positieve uitwerking op het menselijk lichaam. Destijds was dat een originele gedachte omdat er überhaupt maar weinig bekend was over het fenomeen gas.

Ook de twintigjarige chemicus en autodidact Humphry Davy (1778-1829) was er door gefascineerd geraakt en wilde daarom de samenstelling van lucht onderzoeken. Zijn superieuren onderkenden zijn talent en verschaften hem een aanstellingsbrief om bij Thomas Beddoes aan de slag te kunnen gaan.

Beddoes en Davy gingen vervolgens samen onderzoeken uit welke gassen lucht bestond. Tot die tijd dacht men dat dit slechts één enkele stof was. In werkelijkheid bleek het een mengsel te zijn van stikstof, zuurstof, koolstofdioxide en nog een aantal andere gassen in lagere concentraties, zo ontdekte het tweetal in hun pionierswerk.

Een geestverruimend gas

Extra nieuwsgierig waren ze naar de mogelijkheden om onbekende gassen via chemische reactie samen te stellen uit bestaande gassen, zoals zuurstof en stikstof. Het distikstofmonoxide (N₂O) dat zich daarbij vormde bleek bij diepe inademing een merkwaardige uitwerking op de hersenen te hebben. Davy hoopte zelfs dat hij met dit nieuwe gas het exact functioneren van de hersenen kon begrijpen. Het gas N₂O oefende invloed uit op het bewustzijn en de manier van denken, zo was hem al snel duidelijk.

Men kende weliswaar al gassen die het ademen belemmerden, maar distikstofmonoxide had juist een geestverruimende werking. Het meest verrassende en onverwachte effect was het volkomen ontspannen gevoel dat inademing van dit gas teweegbracht. Men kreeg er een gelukzalig gevoel van en ging van alles grappig en wonderbaarlijk vinden. Daarmee was de naam ‘lachgas’ al snel geboren.

Attractie

Lachgas werd al snel de attractie bij uitstek op gezelschapsavondjes en feestjes. Humphry Davy diende het toe aan zijn dichterlijke vrienden Robert Southey (1774-1843) en Samuel Taylor Coleridge (1772-1834). Beiden waren meteen opgetogen over de euforische toestand waarin ze geraakten en Bristol werd het nieuwe trefpunt voor dichters die op zoek waren naar inspiratie, want lachgas bleek de creativiteit sterk te stimuleren.

Robert Southey’s uitspraak dat hij dankzij het nieuwe gas eindelijk gezien had hoe het paradijs eruit zag trok de laatste twijfelaars over de streep om het ook eens te proberen. Humphry Davy zelf liet zich allerminst onbetuigd en ging er alsmaar meer van inhaleren in de hoop ook nog andere effecten te kunnen bespeuren. Hij was zijn eigen proefkonijn en diende zichzelf vermoedelijk honderden keren lachgas toe. Op een bepaald moment raakte hij zelfs bewusteloos. Gelukkig viel daarna het mondstuk op de grond, zodat hij vanzelf weer frisse lucht ging inademen, anders was hij misschien wel gestorven.

Ondanks deze risico’s wierp het experimentele werk van Davy in 1800 eindelijk haar vruchten af. Toen hij op een dag hevige tandpijn had nam hij een aantal teugen lachgas en merkte dat de pijn minder werd. Hij realiseerde zich onmiddellijk dat het daarmee ook als verdovingsmiddel voor de chirurgie inzetbaar zou kunnen zijn.

Zijn bevindingen werden door de wetenschappelijke wereld erkend, hetgeen bekroond werd door Davy’s benoeming in 1820 tot lid van de prestigieuze Royal Society. Toch duurde het nog tot 1860 vooraleer zijn ontdekking in de geneeskunde werd toegepast. In de Verenigde Staten begon men toen met het toedienen van N₂O ter bestrijding van tandpijn. Ook tegenwoordig is lachgas in sommige landen nog een standaardbehandeling voor plaatselijke verdoving. Bij bevallingen is het een effectieve vorm van pijnbestrijding, waarvan miljoenen vrouwen profiteren.

Helaas heeft lachgas sinds enige jaren een minder goede reputatie omdat het een krachtig broeikasgas blijkt te zijn en samen met kooldioxide en methaan tot een versnelde opwarming van de aardatmosfeer leidt. Toepassing is aan strenge regels gebonden om te voorkomen dat het gas ter stimulering en vermaak misbruikt wordt. Niettemin genieten lachgascapsules in toenemende mate aan populariteit onder jongeren om in een roes te geraken en het einde van de overlast die dit met zich meebrengt is voorlopig nog niet in zicht.

Mijnwerkerslamp

Humphry Davy staat samen met John Dalton (1766-1844) en Antoine de Lavoisier (1743-1794) aan de basis van de moderne chemie als wetenschap, hoewel zijn naam vooral verbonden is gebleven met een veiligheidslamp voor mijnwerkers. Die uitvinding berust echter wel degelijk op zijn jarenlange onderzoek naar de eigenschappen en samenstelling van gassen.

De vele explosies die zich in steenkolenmijnen voordeden werden veroorzaakt door mijngas (dat grotendeels uit methaan bestaat), zo had Davy ontdekt. Door de vlam van een olielamp te omhullen met kopergaas kon zo’n ontploffing worden voorkomen, omdat de hitte door het metaal werd geleid en daardoor geen ontstekingsbron meer was voor mijngas daarbuiten. Het mijngas dat door het gaas in de lamp doordrong gaf de vlam een blauwe kleur, hetgeen als waarschuwing diende voor de mijnwerkers.

Aan de hand van de lengte van de vlam kon de mijngasconcentratie zelfs vrij nauwkeurig worden vastgesteld tussen de explosiegrenzen van vier en veertien procent. Boven laatstgenoemd percentage doofde de vlam volledig door gebrek aan zuurstof en dreigde verstikkingsgevaar voor de mijnwerkers. De Davylamp mag dan in 1815 zijn uitgevonden, net als met het lachgas liet toepassing nog decennia op zich wachten.