Kemin och världen omkring oss

NÄR du som barn såg på när mamma blandade till och bakade en kaka, insåg du då att hon var ”kemist”? Du åt av kakan därför att den smakade bra. Men visste du att din kropp var ett mycket komplicerat kemiskt laboratorium, som sönderdelade kakan och använde den till att bygga upp vävnaderna i kroppen?

Nu när du är vuxen kanske du inte har gjort kemin till din yrkesbana, men du vet att ingenting skulle kunna leva om det inte vore för kemiska processer. Förmodligen inser du också att många ting som vi använder i dag skulle saknas, om somliga män inte hade gjort kemin till sitt yrke.

Kemisterna skapar naturligtvis inte de lagar enligt vilka de kemiska ämnena reagerar med varandra. De kan bara studera, experimentera och använda sådana hjälpmedel som mikroskop för att upptäcka och förstå dessa lagar och för att få reda på hur man skall tillämpa dem för att uppnå vissa resultat.

Några av de produkter som framställts tack vare kemisternas forskning och som haft stort inflytande på vår värld är sprängämnen, bränslen, plaster, papper, stål, glas, tvättmedel, läkemedel och många andra ting. Dessa ting har påverkat vårt arbete, våra matvanor, vår byggnadsteknik, våra kläder, våra kommunikationsmedel — nästan allt i vårt dagliga liv.

En forntida vetenskap

Vi vet inte i vilken utsträckning de forntida egyptierna, babylonierna, assyrierna och hebréerna förstod kemi. Bibelns historiska redogörelse avslöjar emellertid att till och med före dessa tidiga civilisationer, ja, före den världsomfattande syndafloden för omkring 4.300 år sedan, hade människan kunskap i metallurgi, vilket inbegriper kemi. (1 Mos. 4:22) Och längre fram sade Job, som levde innan Israel blev en nation: ”Järn hämtas upp ur jorden, och stenar smältas till koppar.” (Job 28:2) Kung Salomo i Israel lät gjuta föremål av koppar. (1 Kon. 7:46, 47) Men det fanns också andra näringsgrenar som krävde vissa kunskaper i kemi, till exempel vinberedning och tillverkning av färgämnen och bläck. Man använde läkemedel, och man balsamerade de döda.

Atomteorin

I modern tid har emellertid snabba framsteg gjorts på kemins område på grund av utvecklingen av atomteorin, som gäller materiens struktur (och som faktiskt framkastades av de forntida grekerna). I själva verket har kemisterna haft stor del i uppställandet av atomteorin.

Denna teori säger att atomen i huvudsak består av tre partiklar: protoner, neutroner och elektroner. Kombinationer av dessa partiklar i varierande antal ger upphov åt grundämnena. Ett grundämne är ett ämne som inte kan delas upp i enklare ämnen med vanliga kemiska medel. När det gäller den vanliga kemin är alltså grundämnena byggstenar. Nästa enhet i ordningen är molekylen, som består av flera atomer av samma eller skilda slag. En kemisk förening är en förening av två eller flera grundämnen.

Det finns nittiotvå grundämnen som man kan finna i naturen. Väte, en gas, är det lättaste av dessa grundämnen. Platina är ett av de tyngsta. Ytterligare andra har framställts på konstgjord väg, så att det totala antalet kända grundämnen i dag uppgår till mer än ett hundra.

Det vanligast förekommande grundämnet i jordskorpan och i vattnet är syre, vilket är absolut nödvändigt för både djur- och växtliv. Syret utgör också omkring en femtedel av luftens volym.

De flesta grundämnen har affinitet eller dragning till andra grundämnen. Mycket få betraktas som inerta eller praktiskt taget inaktiva. Det finns ett nära nog oändligt antal sammansättningar och kombinationer, och dessa utgör alla de olika material som existerar. De mest komplicerade molekylerna finner man i levande organismer. Vetenskapsmännen har på senare år börjat ägna stor uppmärksamhet åt jättestora molekyler av olika proteiner, som består av hundratals atomer i en mycket komplicerad struktur. Trots att de är så jättelika för att vara molekyler kan man bara ”se” dem med hjälp av ett elektronmikroskop.

Kemins lagar verkar till människans bästa

Trots att man har upptäckt oräkneliga kemiska föreningar har man funnit att det råder stor ordning när det gäller deras uppbyggnad. Tabeller över atomnummer och atomvikter, som sammanställts från undersökningar av grundämnena, är därför mycket pålitliga och till stor nytta för kemisten. Några av de lagar som kontrollerar kemiska reaktioner är högst komplicerade, men när man förstår dem, inser man att de styr all materia med den underbaraste ordningsfullhet.

Grundämnena bildar ibland föreningar som har helt annorlunda egenskaper än grundämnena i sig själva. Ett exempel på en sådan förening är koksalt, som består av klor och natrium, vilka båda är giftiga ämnen. Vatten, som är en vätska sammansatt av gaser, två atomer väte och en atom syre, visar egenskaper som på många sätt påverkar vårt liv och vårt välbefinnande. Vatten har den ovanliga egenskapen att dess molekyler är tätare packade i vätskeformen än när det är fruset. Av den orsaken flyter is. Annars skulle sjöarna bli ständigt frusna, när isen sjönk till botten.

Vi kan också vara glada att vatten har ett högre specifikt värme än någon annan vanlig vätska. Det jämna klimatet i närheten av stora vattensamlingar beror i hög grad av detta. Det finns inte heller någon annan vätska som kan tävla med vatten som lösningsmedel.

Syre är ett mycket reaktivt ämne, som lätt förenar sig med många andra ämnen. Detta gör det till en idealisk luft- och vattenrenare, eftersom det snabbt oxiderar och oskadliggör vissa giftiga ämnen.

Har kemin lösningen på mänsklighetens problem?

På grund av den viktiga roll kemin spelar i människans värld är den ett mycket angenämt studieobjekt men också en källa till många ting som visat sig vara nyttiga och bekväma för människan att använda. Kemisterna har lärt mycket, men i själva verket har de bara ”skrapat på ytan” av detta enorma forskningsfält. Kemisterna vet fortfarande inte exakt hur ett grässtrå växer upp och förstår inte till fullo fotosyntesen, varigenom växterna framställer föda åt allt djurliv. Ingen kemist har ännu nått den svindlande kunskapsnivå som skulle krävas för att framställa en märmiskocell, vilken sägs kunna utföra mellan ett och två tusen olika kemiska reaktioner samtidigt. De ting som har framställts med hjälp av kemin har haft goda egenskaper, men bristande kunskap om deras slutliga verkningar och missbruk av dem har orsakat många problem. Plaster, tvättmedel, läkemedel och landvinningar på de kemiska förstörelsemedlens område har gjort sitt till för att kasta mänskligheten i en krissituation. Den kemiska vetenskapen, såväl som alla de andra vetenskapsgrenarna, har sannerligen uppenbarat människans oförmåga att skapa en värld av frid, hälsa, liv och säkerhet.