Tidlig motivasjon og interesse!

I dag kom 7-åringen min hjem etter det som sikkert har vært hans gøyeste skoledag så langt. Allerede i går trippet han rundt her hjemme i forventning, for de skulle på VilVite med klassen og lære kjemi! I går hadde de forberedt seg til besøket, men jeg fikk aldri helt klart ut av ham hva de egentlig hadde gjort. Men han hadde stolt kunnet fortelle klassen tegn for kjemi (jeg jobber på knutepunktskole og holder på å lære meg litt tegnspråk). I dag boblet han over av entusiasme, besøket har i aller høyeste grad vært vellykket. Fra hans rapport:

1. Blåst opp ballong uten å blåse
2. Laget grønt pulver ved å sette fyr på oransje pulver
3. Det kom poff fra et rør når de holdt det over et lys
4. Laget kritt av et skjell

Og best av alt: "kjemikere er sånne som kan ta et stoff og lage et nytt stoff"! ("Og når jeg blander sjokopulver i melken min er jeg litt kjemiker også, mamma.") Han kom med utrolig detaljerte beskrivelser av de tre forsøkene nevnt over, såpass at jeg uten problemer kan tenke meg til hva som har blitt gjort. Det følgende er forsøkt gjengitt omtrent som han fortalte det:

1. Ballongen var festet på et sånt rør som så ut som en flat lang ballong, og der hadde vi eddik opp til den svarte streken, og så puttet vi noe oppi som laget bobler og boblene gikk opp i ballongen og blåste den opp.
2. Mannen satte en skål med oransje pulver oppi et kjempestort glass, så stakk han en lang metalltråd nedi og satte fyr på enden. Så la han en duk over det store glasset, og når gnistene fra metalltråden traff det oransje pulveret, ble det grønt.
3. Vi tok et glassrør fullt av vann nedi en skål med vann, og så gikk det en gummislange fra under glassrøret til et annet rør, der hadde vi eddik og så en bit med kritt nedi og satte korken på. Når alle boblene var ferdig løftet vi glassrøret forsiktig vekk fra gummislangen og holdt det over et lys og så sa det POFF.
4. Hvis vi legger et skjell i eddik og venter leeeeenge blir det til kritt. Det var litt rart.

Antar at leserne kan gjenskape de fire forsøkene? Kanskje det er noen ideer her til ellers innholdsløse naturfagstimer eller kjemitimer i juni?
En ting er sikkert: man skal ikke undervurdere barns evne til å observere og lære av praktiske øvelser, og det er aldri for tidlig å begynne med kjemi!

Kjemihistorie: Artikkel-7

Atomenergi og atombomber

Mange forskere innså raskt at spaltningen av urankjernen med påfølgende nøytronstråling var grunnlaget for å produsere en atombombe. Her vil jeg berette historien om hvordan den første uranreaktoren og de første atombombene ble laget, - og hvem var de sentrale aktørene i dette arbeidet.

Hvorfor ikke bli kjemiker?

Åsgårdsreien av P. N. Arbo (1876-1951) 

15. april er søknadsfristen for opptak til et studium til høsten. I Aftenpostens morgennummer for 10. april står det at norsk ungdom velger trygt. Men hva er et trygt valg? Førstevalget er i dag administrasjon og økonomi. Men er det trygt? Om for mange velger det så er det ikke trygt! Og på meg virker det kjedelig. Skal du da administrere og telle penger resten av livet? Velg heller kjemi! Da kan du være med på å lage nye stoffer eller påvise større eller mindre mengder av bestemte stoffer i forskjellig sammenheng. Det er mange oppgaver: lage nye materialer på grønnere måter, utvikle nye legemidler og påvise spor i straffesaker. Og vil du absolutt administrere og være med å bestemme i økonomiske spørsmål senere i livet så er kjemi et godt grunnlag også for det. F. eks. har dagens finansråd i Oslo, Kristin Vinje, en doktorgrad fra Kjemisk institutt. Det hjelper å ha innsyn i virkeligheten - dessuten lærte hun å regne!

Homeopatiske fortynninger

Inspirert av en oppblomstring av skeptikere/kritiske tenkere de siste månedene, og til slutt nå av James Randis foredrag i Trondheim som ble streamet av StudentTV der til glede for oss andre, har jeg gått og grublet litt på en bloggpost om homeopati. Kjemibakgrunnen min gjør at hele tanken om homeopatiens virkemåte er, vel, helt på trynet. For meg. Og at noen kan tro at det er noe som helst annet enn placeboeffekten som gjør sin virkning er langt, langt utenfor det jeg kan fatte. Når det er sagt: placeboeffekten skal man ikke kimse av, den er svært effektiv. Homeopati ble også omtalt i en fersk skeptiker-podcast: saltklypa. (Episode 7)

Homeopati nevnes i "Kjemien stemmer" både 1 og 2. I kjemi1 når man jobber med fortynninger og konsentrasjoner, i kjemi2 når man ser på det som i læreplanen er formulert som "alternative forklaringsmodeller". (Hva i all verden er nå egentlig det?)

Jeg laget et år et regneark som viste elevene fortynningsrekkene som brukes i homeopati. Og det skal jo ikke mange rundene til før man passerer det punktet der det ikke lenger er sannsynlig at det finnes så mye som et eneste molekyl av det virksomme stoffet.

James Randi ga også en visualisering av hvor mye homeopatisk sovemedisin han måtte innta for å være sikker på at han fikk i seg et molekyl av det virksomme stoffet, som komisk nok i en sovemedisin altså er koffein. (Et prinsipp i homeopati er noe som ligner på "med vondt skal vondt fordrives" - man tar et stoff som fremkaller symptomer lignende de symptomene man har. Derav koffein mot søvnløshet.)

En kort oversikt:

Hovedprinsippet i homeopati (homoios = lik + pathos = sykdom) er at man skal kunne helbrede en sykdom ved hjelp av stoffer som kan fremkalle symptomer som ligner de sykdommen gir.

Det er flere fortynningsskalaer (potenser) i homeopati. De vanligste er D eller X (desimal skala - fortynning med 10) og C (centesimal skala - fortynning med 100). X og C finner man igjen i romertall.

Et søk på nett viser at homeopatisk medisin komisk nok (for en kjemiker) regnes som legemiddel i Norge, og derfor kun selges gjennom apotek. Men et søk på engelsk viser at fortynninger som er i salg ofte er 6 eller 30, av både type D (X) og C. Men fortynninger helt ned i 200C er ikke uvanlig.

Så utregningen:

Noen enkle fakta for de ikke-så-kjemisk-anlagte: Avogadros tall er definert som antall karbon-12-atomer i nøyaktig 12 gram karbon-12. (Den høyest forekommende isotopen av karbon, isotopen må spesifiseres fordi antall nøytroner påvirker massen.) Dette er avrundet 6,022 * 1023. Det er mange. Veldig veldig mange. Dette er tallet som også gir antall av "noe" i et mol av det samme "noe". Mol er bare et tallord, akkurat som kilo er tallordet for 1000. Avogadros tall brukes for å regne om fra gram (som kan veies) til mol (som i prinsippet kan telles, men det er litt upraktisk når det er molekyler vi snakker om).

Jeg velger å ta for meg en homeopatisk "medisin" mot kvalme og omgangssyke: Arsenicum album. Denne siden forteller at det betyr arsenoksid, med andre ord: arsenikk (As2O3). For de som nå ble litt bekymret kan jeg bekrefte at det er et yndet mordvåpen i god gammel krim! Dødelig dose er ca 0,1-0,2 gram.

Jeg skal se på D-fortynningen som er den sterkeste, og da starter man med en 10% løsning, altså 1 gram virksomt stoff til 10 gram løsning. Det tilsvarer 9 gram vann. (Det er litt uklart om det er 1:9 eller 1:10 som menes, men jeg velger igjen sterkeste variant.)

Videre tall refererer til innhold i 10 ml løsning (tilsvarende 10 g, jeg antar en tetthet lik vann).

1 gram arsenoksid inneholder 3,04*1023 molekyler.

En dråpe vann har et volum på ca 0,06 ml, det vil si at man i en dråpe av en 10% løsning av arsenikk får i seg 0,006 gram arsenikk, og man trenger 17 dråper for å nå en dødelig dose.

Denne løsningen vil man kalle D1 (1 del rent stoff + 9 deler vann).

En D6-løsning, som er det sterkeste jeg finner til salgs (uten svært grundige undersøkelser), inneholder 0,00001 g arsenikk per 10 ml, eller 3,04*1016 molekyler. Fremdeles litt å ta av altså. Her kreves det ca 1,67 millioner dråper for å gi en dødelig dose. Eller 100 liter om man vil. Ikke noe jeg ville satset på dersom mord var målet. Offeret måtte vært usedvanlig tørst.

Men så er det altså at logikken brister. For disse medisinene virker STERKERE jo høyere fortynningen er. Og en D30, som ser ut til å være ganske vanlig, inneholder 3,04*10-8 molekyler. Ikke mol, molekyler. Det betyr at man trenger 10 millioner flasker som inneholder 10 milliliter hver for å være sikker på at man har 3 molekyler av arsenikk.

Jeg overlater til leseren moroa ved å finne ut hvor mange liter av en C200 løsning man må drikke for å bli dødelig forgiftet.

Homeopatiens forsvar for at slike fortynninger er at vannmolekylene de fortynnes i "husker" molekylene de har vært i kontakt med. Her er det kjemikerhodet mitt virkelig ikke henger med lenger...

Kjente sammenligninger for homeopatiske fortynninger som brukes som medisin er for eksempel at en 12C løsning tilsvarer en klype salt blandet ut i et volum av vann tilsvarende det nord- og sør-atlantiske hav. Til sammen.

Alternativt vil en 13C løsning tilsvare at en tredjedels dråpe av en eller annen forbindelse blandes ut i alt vannet som finnes på jorden. (Disse sammenligningene er hentet fra wikipedia.)

To ukjente, norske kjemikere hos Marie Curie

I år skal Marie Curie feires. Chemistry International fra IUPAC har derfor viet nummer 1 i år til henne. Der har Soraya Boudia en artikkel med en liste over kvinnelige kjemikere som har arbeidet i Madame Curies laboratorium. Ellen Gleditsch er vel kjent, men det er også oppgitt to andre fra Norge: Randi Holwech og Sonja Dedichen som i hvert fall jeg aldri hadde hørt om. Randi var der i 1919-20 og Sonja i 1924-25. Etter litt detektivarbeid vet jeg nå hvem de var. Opplysningene fant jeg i studentjubileumsbøkene fra 25-års- og 50-årsjubileene deres.

Randi var født i 1890, tok artium i 1911 og ble utdannet siving fra NTH på elektrokjemisk linje. Hun praktiserte en ti års tid som kjemiker, men brøt ut og begynte å tegne og male. Hun vandret  i de fleste land i Europa og holdt flere utstillinger i Oslo før 1940 (se Aftenpostens arkiv). Hennes hobby var å vandre på landeveiene og prate med andre landstrykere. Men dessverre valgte hun feil side under krigen og ble gruppeleder i NS. Så ved 50-årsjubileet skriver hun: Er daglig i 15 år blitt snufset til av mine medborgere i Oslo. Hun giftet seg aldri. Hun døde i 1967.

Sonja var født i 1902, tok artium i 1921 og giftet seg med legen Øystein Hanneborg i 1927 og opptrer derfor senere under navnet Sonja Hanneborg. Hun studerte ved universitetet i Oslo og tok bifagseksamen i astronomi og kjemi. Hun arbeidet hos Ellen Gleditsch i 1935-38 etter å ha født tre barn 1928-31. I SciFinder finnes hun med tre publikasjoner, alle med Ernst Føyn som medforfatter og med Ellen Gleditsch som medforfatter på de to første. Den tredje publikasjonen er fra 1971. Da var Føyn professor, mannen død, barna voksne og hun  (69 år) var forskningsstipendiat (NAVF)  hos Føyn på Institutt for marin biologi. Hun døde i 1998.