Matkjemi i Schrödingers katt

Programleder Hanne Kari Fossum og kjemiker Martin Lersch

For noen uker siden ble jeg kontaktet av Cathrine Gaukerud som jobber med programmet Schrødingers katt. Hun spurte om jeg hadde lyst til å være med og lage noen innslag om mat og kjemi. Det takket jeg selvsagt ja til, og de tre neste torsdagene kan du se resultatene i form av korte innslag i programmet Schrødingers katt. Første sending er torsdag 3. februar kl. 19:45 på NRK1. Sammen med programleder Hanne Kari Fossum vil jeg se nærmere på lavtemperatur tilberedning av kjøtt (også kjent som sous vide), et brød som ikke trenger å knaes og overraskende matkombinasjoner basert på ingredienser som lukter litt likt. I tillegg vil det bli noen små overraskelser innimellom. I forbindelse med programmene kommer jeg også til å skrive litt her på bloggen.


Vi var heldige og fikk låne skolekjøkkenet på Grålum skole i Sarpsborg til opptakene.

En lek med ild og vann

I flere år har jeg interessert meg for alt i skjæringspunktet mellom mat og kjemi. Jeg holder foredrag, blogger og skriver blant annet spalten Kjemi på kjøkkenet for bladet Kjøkkenskriveren (artiklene fra sistnevnte er gratis tilgjengelig på nettet). I anledning av "Kjemiens år 2011" skal jeg også skrive litt på denne bloggen - og ja - mye kommer nok til å handle om mat og kjemi. Motivasjonen min for dette ganske enkelt at jeg er både kjemiker og matentusiast. Når forsker-nysgjerrigheten er skrudd på tar det ikke lang tid før jeg begynner å stille meg selv spørsmål på kjøkkenet. Stemmer dette som står i denne oppskriften? Hvorfor skal man ikke varme opp til mer enn 60 °C? Gjør det noe om jeg hopper over dette trinnet? Blir det bedre om jeg bruker litt mer av dette? Har disse to matvarene overhodet noe til felles? Hvorfor smaker mat mye mindre når man er forkjølet?

Kjemi-historie artikkel 2

Grunnstoffer og Atomer
Her handler det om oppdagelsen av grunnstoffer og atomer. De sentrale aktørene i tiden fra ca.1750 til ca.1900 var Lavoisier, Dalton, Mendeljejev og Meier.Grunnstoffenes periodesystem ble etablert i denne perioden. Ordningen av grunnstoffene i et periodesystem representerer det fundamentale grunnlaget for all kjemi.

Matematikk i kjemifaget på VGS

Jeg får en del spørsmål fra elever hvilken matematikk de bør velge for å ta kjemi. Matematikk har blitt veldig komplisert som fag på VGS, og elevene må allerede når de begynner i VG1 velge mellom 1T (teoretisk) og 1P (praktisk). I VG2 er det intet mindre enn 5 mulige matematikkfag, og man trenger kurs for å forstå hva som er hva og skal velges når… Ikke alle skoler tilbyr alle fagene, dette avhenger av hva elevene ønsker og hvilke ressurser skolen har tilgjengelig (rom, lærere, muligheter i timeplanen osv).

Mitt svar til elever er at det som trengs av matematikk til kjemifaget i VGS er de fire regneartene, potenser, kvadratrot og logaritmer. Man må kunne løse ligninger, både lineære, andregradsligninger, logaritmiske ligninger og eksponentielle ligninger. Og så bør man kunne forstå og anvende tall på standardform ("vitenskapelig notasjon").

For elever som velger 1P + 2P (et slags minimumsvalg), så mangler de et par emner: logaritmer og andregradsligninger. Når jeg har hatt elever med dette grunnlaget, har jeg hatt et lite ekstra-kurs for dem et par timer slik at de kan løse de nødvendige oppgavene. Dette dukker særlig opp i sammenheng med pH og likevekter.
Andregradsligninger er det sjelden man trenger å løse, fordi vi bruker tilnærmingsverdier for å løse oppgaver der dette forekommer. (For eksempel når man ser på endret konsentrasjon i likevekter.)

Så langt er min erfaring at det sjelden er matematikk som er hovedproblemet for elever når de skal forstå kjemi. Men for noen få representerer det en ekstra utfordring dersom tallforståelsen er svak, fordi de ikke er i stand til å vurdere svarene de får skikkelig, og det å "oversette" et kjemisk problem til en matematisk ligning er vanskelig.

Hvorfor velger så få unge kjemiutdannelse?

Jeg jobber som førstelektor i kjemi ved Universitetet i Tromsø (UiT), der en en del av arbeidsoppgavene mine er formidling og rekruttering ut mot elever og lærere.
Vi på Institutt på kjemi ved UiT har gjort (og gjør) en stor betydelig jobb ut mot de videregående skolene for å få flere til å velge kjemi som studieretning. Men dessverre så har vi ikke sett noe særlig økning i antall studenter som velger å studere kjemi. I motsetning til forskningsmiljøet i kjemi i Tromsø som har hatt en stor økning i aktivitet, nyansettelser og interessante prosjekter.

Svært mange av våre nyansettelser har vært utlendinger siden det ikke finnes norske kandidater å få tak i. Det er selvfølgelig positivt å hente inn kompetanse fra utlandet, men hvis vi ikke klarer å produsere nok egne kandidater så tror jeg det kan bli et problem i fremtiden.

Så mitt spørsmål er: Hvorfor velger så få unge å studere kjemi?
Det er rimelig greit med arbeidsplasser for kjemikere og lønna er ok. Er det vi som jobber med rekruttering som ikke klarer å formidle de positive sidene med yrket godt nok? Eller er det en trend i samfunnet? Farmasistudiet som er svært beslektet med kjemi er MYE mer populært enn kjemistudiet (i alle fall i Tromsø). Men jeg mener jo farmasiyrket er mindre spennende enn kjemiyrket (men jeg er vel ikke helt objektiv :-)

Kjemi-historie

Her skal jeg fortelle historien om hvordan grunnstoffene(atomene) ble oppdaget.
Beretningen begynner med Demokrit for ca.2400 år siden. I denne første artikkelen finner du også titlene på de neste 13-15 artiklene som kommer senere. Jeg ønsker også å formidle hvordan forskning innen kjemi (og delvis fysikk) har utviklet seg i dette lange tidsrommet.

Historien om grunnstoffene, artikkel -1:
Ild, luft, vann, jord, og flogiston

Forskning i kjemi

Hva er forskjellen på grunnforskning og anvendt forskning i kjemi?

Et enkelt svar er dette:
Grunnforskning er å lete etter noe nytt.
Anvendt forskning er å lete etter noe nyttig.

Grunnforskning i kjemi kan være å lage et nytt stoff eller en ny metode for å lage et kjent stoff. Det kan være å måle en bestemt egenskap av et stoff mer nøyaktig enn tidligere. Det kan være å bestemme strukturen av et stoff ved en eller flere temperaturer eller trykk. Det kan være å studere hvordan og hvor fort forskjellige stoffer reagerer med hverandre ved forskjellige temperaturer og trykk.  Det kan være å utvikle en enklere, mer nøyaktig analysemetode. Det kan også være å lage en ny teori. Forskningen bygger på hva man vet fra før og hva man tror kan skje. Forskningen er gjerne drevet av nysjerrighet av en eller noen få forskere.

Anvendt forskning i kjemi har et bestemt mål som kan være formulert av andre. Det kan være å fremstille et stoff billigere, fra andre råstoff eller med mindre miljøbelastning. Det kan være å bestemme fordelingen av forskjellige syntetiske stoffer i naturen. Forskningen foregår i et samarbeid mellom mange og innen en bestemt økonomisk ramme.

Det er ikke slik at anvendt forskning alltid bygger på resultatene av grunnforskning. Anvendt forskning kan også gi ny kunnskap, og grunnforskning kan lede til nye anvendelser. De to former for forskning foregår etter forskjellige tradisjoner: grunnforskning gjerne koblet til undervisning i et universitet og anvendt forskning i en bedrift koblet til produksjon.

Enig eller uenig?

Kjemiundervisning på en ny skole - en sped start

Jeg har fått det privilegium å få jobb på en flunkende ny skole; Nordahl Grieg VGS i Bergen. Vi har startet forsiktig med bare VG1 i år, så på studiespesialiserende (tidligere allmenfag) undervises det i år ingen programfag. Men fra høsten 2011 får vi VG2, og dermed oppstart av blant annet kjemi. Nærmere bestemt kjemi1. Som foreløpig eneste kjemilærer har jeg fått ansvar for å bygge opp dette faget, legge litt planer slik at det finnes utstyr og eventuelle lærebøker når skolen starter igjen etter sommerferien.

Etter noen år på en veletablert skole der jeg alltid fant kjemikalier og utstyr jeg kunne bruke, blir det en spennende utfordring å fylle tomme skap med nyttige ting som dekker ikke bare de planlagte fellesøvelsene med elever, men også demonstrasjoner av små og store fenomener for å krydre undervisningen. Problemet er at ikke alle disse demonstrasjonene alltid er like planlagt, og uten utstyr/kjemikalier er det vanskeligere å være spontan…

I tillegg kommer altså valg av læreverk. Inntil i fjor fantes det bare ett læreverk i kjemi i Norge: "Kjemien stemmer" (CappelenDamm). Dette brukte jeg de tre årene jeg hadde kjemi på Askøy, men var ikke helt fornøyd. Jeg fikk delta på lærebokseminarer for to nye læreverk våren 2010: "Aqua" (Gyldendal, fagnettsted delvis lukket) og "Kjemi" (Aschehoug, fagnettsted lukket). I tillegg finnes det nå et digitalt læreverk: "Universell kjemi" (Cyberbook, fagnettsted delvis lukket), som jeg også har kikket litt på. Men det er et vanskelig valg å ta, og jeg skulle ønske jeg hadde 20 års erfaring og ikke 3…

I kommende innlegg vil jeg se på hvilke øvelser som kreves i kjemi1, demonstrasjoner for å belyse enkelte emner, og utover våren også gå litt inn i de forskjellige læreverkene for å se etter fordeler, ulemper og generelt forskjellen mellom dem. Innimellom dette er det også interessant å se på selve faginnholdet i kjemifaget i videregående skole, og hvilket grunnlag elevene har fra naturfaget når de begynner med kjemi.

Jeg har begynt å samle sammen nettsteder og artikler som kan kobles til kjemifaget for å vise elevene at kjemi faktisk har en viss sammenheng med virkeligheten. Nettstedene kan man finne i min samling på Delicious, under tag kjemi, kjemi1 og kjemi2. I tillegg har jeg stor glede av Teknisk Ukeblad og Gemini, som tidvis har interessante artikler. Nå sist en artig sak om fyrverkeri (Gemini nr 4 2010 side 40/41, tilsvarende side 21 i pdf-versjonen.