9789144152875 by Smakprov Media AB

Sandra

NÄR KEMIN STÄMMER Samtal om kemiska samband

ROG E R LI N DEG R E N

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access. Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman eller rättsinnehavare. Studentlitteratur har både digital och traditionell bokutgivning. Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.

Art.nr 32624 ISBN 978-91-44-15287-5 Upplaga 3:1 © Författaren och Studentlitteratur 2007, 2013, 2021 studentlitteratur.se Studentlitteratur AB, Lund Faktagranskare: Christer Gruvberg Formgivning inlaga: Henrik Hast Ombrytning inlaga: Team Media Sweden AB Formgivning omslag: Francisco Ortega Omslagsbild: Roger Lindegren Printed by Eurographic Group, 2021

Innehåll

Inledning 11

1. Ljus och färger, vattenledningar och livets uppkomst 13 Varför ljus kan passera genom glas och vatten. Hur färger uppkommer. Hur strålning och materia växelverkar via elektronerna. Hur växter kan ta upp ljus. Varför metaller leder elektricitet och är smidbara. UVstrålning och livets uppkomst. Hur atmosfärens syre bildats.

2. Växthuseffekten, försyntA Elektroner och skygga neutroner 25 Likheter mellan vatten, glas och koldioxid. Hur växthuseffekten uppkommer. Värmestrålning. Varför vissa ämnen är sura. Hur materians minsta beståndsdelar kommunicerar med oss.

3. Materiens tomhet, neutronstjärnor, svarta hål och termometrars användning 31 Tomrum som det dominerande inslaget i materia. Hur det kan finnas neutronstjärnor och svarta hål. Utrotningshotade partiklar. Vad värme egentligen är.

4. Hur allt började och hur man framställer guld 37 Grundämnenas uppkomst. Atomen och dess uppbyggnad. Universums kemiska förflutna och framtid. En atoms livscykel. Atomer och energi förvandling.

5. Avdunstning och kaos 51 Varför vatten avdunstar trots att det kräver energi. Kaos som mer sannolikt än ordning. Varför avdunstning kan förekomma även från ett fast ämne.

6. Vedtorkning, hud, badolja, bastubadning och T-shirts 59 Vad som avgör hur mycket luftfuktighet som är möjlig. Vad vi menar med upplevelserna torrt och fuktigt. Hur kondens och rimfrost uppkommer. Hur fukt påverkar vår upplevelse av värme och kyla.

7. Tändstickor och tidningar, vekar och Liljeholmens 73 Omvandling mellan olika energiformer. Varför energigivande reaktioner inte alltid sätts igång av sig själva. Förbränningens spontanitet som en effekt av ökat kaos. Kemiska reaktioner som omorganisering av elektronstrukturer. Varför kemiska reaktioner gynnas av värme.

8. Vattenmolekylens inre angelägenheter 83 Varför vattenmolekylerna dras till varandra och håller ihop. Varför elektronerna är ojämnt fördelade i vattenmolekylen.

9. Mikrovågsugnen, kalendern och lite julpyssel med nejlikor och apelsin 91 Varför olika atomer är olika aggressiva när det gäller att roffa åt sig omgivningens elektroner. Hur detta förklarar vattenmolekylens struktur. Hur vattenmolekylens uppbyggnad förklarar varför maten blir varm i mikron. Varför vatten och olja skiktar sig.

10. Vinäger,diesel och oljemålning 99 Vad som händer med vin i kontakt med luftens syre. Varför inte sprit surnar i öppnade flaskor. Hur kroppen bryter ner alkohol. Varför etanol är ett bra bränsle. Vad bensin är.

11. Hyvelspån och saltgurka 113 Hur vinäger framställs. Varför proteiners funktion kan förstöras av vätejoner. Hur pH-skalan är uppbyggd. Varför det bara är en fördel om de proteiner vi äter gjorts icke-fungerande. Hur man framställer ost.

12. Förruttnelse, saltning, syltning, mumifiering och frystorkning 121 Varför salt är konserverande. Varför man inte bör dricka saltvatten. Förklaringen till att saltning och syltning egentligen är samma konserveringsmetod. Begränsad vattentillgång som minsta gemensamma nämnare för flera konserveringsmetoder.

13. Mjölksyrning, jäst, bakpulver, cement, surdeg 129 Hur mjölksyrabakterier kan ändra pH och därmed konservera livsmedel. Varför brödets jäsprocess är kemiskt identisk med vinjäsning. Koldioxidens uppkomst och roll vid jäsning. Koldioxidens kretslopp vid framställning och användning av cement.

14. Försurning, proteiner och kolhydrater 139 Hur proteiner är uppbyggda. Proteiner och aminosyror i maten. Proteiners funktioner i kroppen. Kolhydraternas uppbyggnad. Hur kroppen bygger upp förråd av kolhydrater. Vattnets roll vid kroppens omsättning av kolhydrater, fett och proteiner. Hur enzymer fungerar.

15. Ett fett kapitel 147 Hur kroppen löser problemen med att processa fett i en miljö dominerad av vatten. Varför ett ämne blir fett. Fettmolekylens uppbyggnad. Innebörden av mättade, enkelomättade och fleromättade fetter. Nedbrytning och nyuppbyggnad av fett i kroppen. Vad omega-3 och omega-6 är för något. Hur slutstadiet för kroppens energiutnyttjande av fett är vatten och koldioxid. Kolatomens kretslopp och vad som skiljer kolatomen i energirika ämnen från kolatomen i energifattiga ämnen. Kemisk energi som en fråga om elektroners positioner.

16. Kolsyra, blod, hav, fullsatta salar och gengas 155 Konsekvenserna av att gaser kan lösa sig i vatten. Blod som en vattenlösning. Likheter mellan blod och hav. Vad en buffert är och varför det måste finnas buffertsystem i blodet. Varför koldioxidhalten i atmosfären varierar med dygn, årstider och genom åren. Kolmonoxid som ett resultat av ofullständig förbränning. Varför kolmonoxid är giftig.

17. Laddad till tusen 171 Hur metaller framställs och hur de sedan korroderar. Hur ädla metaller skiljer sig från oädla. Hur man framställer destillerat vatten. Varför rent vatten aldrig är 100 % vatten. Varför rent vatten har ett pH-värde, men inte ren olja.

18. Bubblor, espresso, gälar 179 Lagar som styr gasers löslighet i vatten. Extraktion av aromämnen. Utbyte av syre mellan vatten och gälar eller lungor och luft. Olika typer av hemoglobin. Konsekvenser av att olika gaser kan lösa sig i blod. Vad NOX är och varför det bildas i förbränningsmotorer.

19. Sot och aska 189 Skillnaden mellan sot och aska och vad de kan berätta om den förbränning de är resultatet av. Hur de elektriska signalerna, t.ex. nervsignalerna, i kroppen överförs.

20. Att se, smaka och lukta 197 Vad som händer då salt löser sig i vatten och varför saltet då blir genomskinligt. Luktsinnet som avkänning av molekyluppbyggnad. Varför lukt är beroende av temperatur.

Kladdar Sakregister 227

Inledning

Sofia är ett gammalt grekiskt ord som betyder ”kunskap”. Det finns bland annat i ordet ”filosofi” som betyder ”kärlek till kunskap”. Men Sofia känner sig inte alltid så värst kunnig utan är först och främst uppfylld av mängder av frågor om hur världen hänger ihop och fungerar. Dessutom har hon alltid ont om tid: under korta stunder mellan skola och middag, när hon sitter och pratar en stund med sin farfar i Vinterrummet i hans stora villa, försöker hon hinna med att få svar på sina frågor. Hon tycker om att resonera med sin farfar. Han har tid och tålamod med alla hennes funderingar. Ibland får de ta till papper och penna för att bena upp saker och ting. Det blir så småningom en liten hög med kladdpapper som finns samlade längst bak i boken. Titta på dem om du vill men det går också bra att bara följa deras resonemang. Dessutom ställer farfar frågor till henne som får henne att tänka till lite extra. Problemet är bara att antalet frågor hon har bara tycks växa ju mer hon får reda på! Det tycker hon är märkligt, men hennes farfar säger att det är helt rätt. När frågor leder till fler frågor är man på rätt väg, menar han. Eftersom hon alltid är på väg hem till middagen är det inte läge att äta något, och inte heller dricka något, annat än ett glas vatten. En hösteftermiddag kommer de att tala om detta glas vatten och varifrån vattnet egentligen kommer. När våren så småningom kommer, har de haft många samtal, men egentligen har de bara försökt reda ut alla följdfrågor kring samma glas 11

vatten (eller de nya glas vatten som Sofia dricker ‒ det bli ett för varje gång …). Men fastän de bara pratat om ett glas vatten, får Sofia en allt starkare en känsla av att de i sina fåtöljer hunnit färdas såväl långt ut i universum som långt in i materiens minsta beståndsdelar …

12 � Inledning

Ljus och färger, vattenledningar och livets uppkomst

Det var den första riktiga höstdagen. Under natten hade temperaturen krupit ner mot noll under en stjärngnistrande himmel och förmiddagen hade varit solig och vindstilla. Nu hade solen passerat sin högsta punkt men även eftermiddagen bjöd på solsken trots att en lila molnbank börjat bildas i väster. Ingen höststorm hade ännu hunnit dra förbi, utan ekarna hade fortfarande en praktfull skrud av gula blad. Sofia kände med välbehag hur frosten bet i hennes kinder när hon ledde sin cykel upp för gårdsgruset till sin farfars gamla kråkslott. Hon brukade ta vägen förbi honom efter skolan om hon inte hade träning. ‒ Hej Artur! Vilken härlig dag! Sofia hade vuxit upp med att kalla sin farfar vid förnamn. Familjen hade under en jul i Sofias barndom bestämt att det blev för krångligt för barnbarnen att tala med varandra eftersom den som var farfar för den ene var morfar för den andre. ‒ Visst är det en fantastisk dag! Just därför passade jag på att inviga Vinterrummet, så vi kan gå dit. Vad vill du ha att dricka? ‒ Ett glas vatten bara! Artur log, gick ut i köket och hällde upp ett glas kallt vatten. Vinterrummet var vardagsrummet på andra våningen. Fönstren var två meter höga och vette rakt mot söder och det var bara på vintern som ljuset och värmen de släppte in soliga dagar var uthärdbara. Framför fönstren stod två röda fåtöljer av 30-talsmodell och mellan dem ett litet pelarbord. Dessutom 13

14 � 1. Ljus och färger, vattenledningar …

fanns en stor murad spis mot norrväggen med ett komplicerat system av rökkanaler där de heta rökgaserna avlämnade sin värme till åtskilliga hundra kilo tegel. Utmed de västra och östra väggarna stod två nötta skinnsoffor av klassisk engelsk modell, stora fransprydda golvlampor, låga bord överhopade med böcker, tidningar, papper och fruktskålar. På väggarna hängde oljemålningar, inglasade akvareller, teckningar, foton, kartor och citat så tätt att det enda man skulle kunna få upp ytterligare vore inglasade frimärken (av vilka det för övrigt redan fanns några). De gick uppför den svängda trätrappan och in i Vinter rummet där Artur ställde det kalla vattenglaset på en liten ledig fläck på pelarbordet bredvid en hög med gamla papper som bara var tryckta på ena sidan. Deras blanka baksidor användes nu flitigt som kladdpapper när farfar hjälpte Sofia med läxorna eller när de skulle reda ut något. ‒ Perfekt dag att sitta här uppe, sade Sofia. Underbart att titta på träden och se solen sakta gå ned. Se hur solen gnistrar i vattenglaset! Vackrare än kristallkronan nere i Morgonrummet! Morgonrummet på första våningen vette åt öster och trots att det var husets största rum och rymde den gustavianska matsalsmöbeln så användes det nästan enbart för helgernas frukostar. ‒ Du får inte säga så om kristallkronan, den kan bli ledsen, sade Artur skämtsamt. Men du har rätt! Ljusets lek med vatten är med det vackraste som finns. ‒ Men är det inte konstigt egentligen att ljuset kan gå genom vatten? Jag menar, det räcker med ett supertunnt svart papper för att stoppa ljuset. Men det kan gå både decimetrar och metrar i vatten! Vatten är ju till och med tyngre än papper och borde stoppa ljuset effektivare. ‒ Mmm, sade Artur fundersamt. ‒ Fast det gäller ju bara rent vatten kom jag på nu. Om man målar med vattenfärger och doppar ner en pensel med lite röd färg på, så blir vattnet direkt nästan ogenomskinligt.

‒ Ja, färgämnen är just ämnen som tar upp vissa våglängder av ljus. ‒ Vadå våglängder? Farfar tog upp en penna och började rita på det översta pappret i högen på det lilla bordet. ‒ Jo, ljuset går inte rakt fram som man skulle kunna tro utan det rör sig framåt ungefär som en våg. Rött ljus har långa vågor och violett ljus har korta vågor. Våglängden är avståndet mellan två vågtoppar och det avståndet är olika för varje färg. ‒En tjejkompis sade om en kille att de nog var på samma våglängd. ‒ Ja, sådär har man sagt sedan radion kom någon gång strax före andra världskriget. För radiovågor breder ut sig på precis samma sätt som ljusvågor. Om du tittar på radion så står det FM. Det betyder frekvensmodulering. Frekvensen är hur fort vågen går upp och ner. En våg med lång våglängd går sakta upp och ner och har alltså låg frekvens. En kort våg går snabbt upp och ner och har hög frekvens. Varje radiostation sänder ut vågor med en viss frekvens, alltså en viss våglängd. För att ta in en viss station vrider man på ratten så att radion bara reagerar på den våglängden. Om två personer är på samma våglängd uppfattar de helt enkelt varandras budskap, det vill säga de förstår varandra. ‒ Coolt! Men varför blir vattnet ogenomskinligt när jag doppar ner en pensel med lite röd vattenfärg på? ‒ För att det röda färgämnet tar upp grönt ljus. Grönt och rött balanserar varandra, och likadant gör blått och gult. När alla dessa färger finns i samma strålknippe råder balans och vi upplever ljuset som vitt. Vanligt vitt ljus består av alla våglängder, alltså alla färger. Om grönt ljus tas upp, det vill säga absorberas, av ett färgämne, så rubbas balansen och vi upplever ljuset som rött. Vi upplever snö som vit för att den reflekterar alla synliga våglängder. Glaciärer reflekterar på så vis solstrålning tillbaka ut till rymden och motverkar temperaturhöjningen. När klimatet blir varmare och glaciårerna smälter, kommer 1. Ljus och färger, vattenledningar … � 15

16 � 1. Ljus och färger, vattenledningar …

solstrålarna inte längre att reflekteras utan de absorberas av den nakna marken och temperaturen stiger ytterligare. Därför blir klimatförändringarna större där is och snö finns under vissa årstider eller hela året. ‒ Som i Sverige? ‒ Som i Sverige. ‒ Men hur gör färgämnet för att absorbera en viss färg? ‒ Jo, färgämnets elektroner kan ta upp ljusenergi. Elektronerna finns i skal runt omkring atomkärnan. De här skalen heter K, L, M och så vidare. För att flytta en elektron från K-skalet till en ledig plats i L-skalet så krävs energi. Till och med en väldigt exakt energi: ett visst energikvantum. Ljus av en viss våglängd kan vara just den energin. När sådant ljus träffar en K-elektron kan den lyftas upp till L-skalet. Elektronen har genomgått en excitation. Den har blivit exciterad. ‒ How exciting! ‒ Indeed! Men därmed är också ljusets energi överförd till elektronen och ljuset kan inte gå vidare! Elektronen har absorberat ljuset. ‒ Skall man stoppa ljus skall man alltså placera elektroner i vägen för det och se till att de elektronerna kan absorbera ljuset? ‒ Just det. Och det är avståndet till nästa elektronskal med lediga platser som avgör om elektronerna kan absorbera ljuset. ‒ Du menar att olika grundämnen har olika avstånd mellan elektronskalen? ‒ Precis! Och därför kommer olika grundämnen att absorbera olika våglängder, alltså olika färger. Det är därför man vet precis vilka grundämnen som finns i solen. Låter man solljuset gå genom ett prisma så att det delas upp i regnbågens alla färger, kan man med känslig apparatur se att det fattas vissa våglängder. Det beror på att dessa våglängder absorberats av vissa grund ämnen i solens yttre skikt. Från experiment här på jorden vet man vilka ämnen som absorberar de våglängderna, och alltså vet man vilka ämnen som finns i solen.

‒ Aha! Vi kan veta vad solen består av utan att behöva åka dit och ta prov! ‒ Ja, fast den här metoden har haft sina sidor! I början hittade man belägg för att det fanns dittills okända grundämnen på solen. Ett av dem döpte man till ”helium” som betyder ”sol ämnet”. Det dröjde ett tag innan man hittade det på jorden. Inte heller de andra ädelgaserna som gav tecken i från sig i solljuset kände man då till. När man sen namngav dem fick de namn som ”xenon” som betyder ”det främmande” och ”krypton” som betyder ”det dolda”. Men visst, det är ju bra att slippa utsätta sig för 6 000 grader för en provtagning! ‒ Verkligen! ‒ Det samma gäller avlägsna stjärnor där provtagning skulle ha varit ännu knepigare! Dessutom kan elektronerna finnas i bindningar mellan atomer. Sätter man ihop två eller fler atomer, lika eller olika, med elektroner som bindningar mellan dem, så får man ju en molekyl. De här elektronerna som befinner sig i vissa bindningar i molekyler har en stor förmåga att ta upp energi från ljus. Du vet ju att växter behöver solljus för att växa. Solljuset tas upp av ett ämne som vi upplever som grönt och som kallas klorofyll Vissa elektroner i klorofyllmolekylen tar hand om en del av energin som finns i ljuset. Den energin använder sedan växten för att växa. Det ljus som klorofyllet kan ta upp är bland annat rött. Däremot kan det inte ta upp grönt ljus, utan det reflekteras tillbaka från bladens ytor och det är därför vi upplever växtlighet som grön. ‒ Så både i klorofyll och i färgämnen i vattenfärger så finns det elektroner som tar energi från ljuset? ‒ Exakt! ‒ Vad gör elektronerna med den energin då? ‒ Det är inte alla färgämnen som är så smarta som klorofyllet så att de kan använda ljusenergin för tillväxt! De flesta färgämnen är molekyler som bara får en energikick av ljuset, elekt ronerna kommer i ett högre energitillstånd, men som många 1. Ljus och färger, vattenledningar … � 17

18 � 1. Ljus och färger, vattenledningar …

energikickar så leder det inte till något så där värst konstruktivt. När elektronerna ramlar ner till sina vanliga platser igen så blir det för det mesta bara en liten temperaturökning i vattnet. För du vet, ingen energi försvinner, den bara omvandlas, om inte till något annat så till värme. ‒ Men när jag ser den röda färgen i vattnet så är det en färg som alltid funnits i ljuset? ‒ Ja, vitt ljus innehåller alla färger. ‒ Varför kan man inte se alla färger i ljuset på en gång då? Det hade ju varit fantastiskt! ‒ Varför kan inte du höra alla diskussioner samtidigt på en fest där alla sitter runt samma bord? Hjärnan försöker sovra i intrycken. Och kommer alla våglängder rusande på samma gång så kan inte synsinnet separera ljuset i alla olika våglängder. Det är knappast heller något som skulle hjälpa oss att se bättre. Kom ihåg att vi inte är skapade för att vara fulländade mätinstrument utan för att kunna överleva och få barn och barnbarn! Vi är fortfarande stenåldersmänniskor! Jägare! Det blir inte lättare att upptäcka ett rådjur för att vi ser dess vita bakdel i tusen olika färger samtidigt! ‒ Ok. Det kan jag förstå. Men då skulle man alltså kunna säga att hade det inte varit för de energihungriga elektronerna i alla färgämnen så hade vi inte sett några färger alls! ‒ Typ! ‒ Men farfar! Du skall inte säga ”typ”! Du är för gammal för det! Det var bara när hon blev upprörd över sin farfar som Sofia kallade honom för farfar. ‒ Men jag gillar ”typ”. ‒ Det är säkert mitt fel. Jag springer här hos dig för mycket och jag säger ”typ” för ofta. Jag skall försöka inte använda ”typ”. Och så tror jag att jag skall skriva en dikt till elektronerna som tack för att de låter mig se färgerna. ‒ Det är de värda! Vi har elektronerna att tacka för mycket.

Inte bara färger. Att vattnet finns i ditt glas är också elektronernas förtjänst. ‒ Hurdå? ‒ Ja, hur tror du vattnet hamnade i glaset? ‒ Du hällde upp det. Du tog vatten ur kranen. ‒ Och hur kom vattnet dit? ‒ Genom rör. ‒ Precis, rör som ofta är gjorda av koppar. ‒ Men hur kommer elektronerna in i bilden? ‒ Jo, för att det är de yttersta elektronerna i kopparatomerna gör det möjligt att forma koppar till rör. Kopparatomerna hålls samman av en smet av elektroner som rör sig mellan atomerna och på så vis håller ihop dem. Varje atom i kopparstycket har bidragit med en eller två elektroner till smeten som sedan alltså fungerar som klister och gör metallen smidbar och böjlig. Det kallas metallbindning. Vi kan alltså tacka elektronerna för att de håller ihop kopparrören som vattnet transporteras i. Men därmed är inte allt sagt om elektronernas roll i att få vattnet till ditt glas. ‒ Ok, då fortsätter jag väl spåna. Till vattenrören kom väl vattnet från vattentornet, och till vattentornet kom det väl i andra ledningar som började i någon av sjöarna häromkring. Vänta nu, vattentornet ligger himla högt upp! Vatten kan inte rinna uppåt! Det måste finnas en pump någonstans utefter vägen. När väl vattnet kommit upp i vattentornet åker det ned med hjälp av tyngdkraften, men uppför måste det pumpas. Nu har jag det: Pumpar går på el och el är väl elektroner! ‒ Suveränt! ‒ Får väl ta med det i dikten också, fortsatte hon. Nej för resten, el är så opoetiskt. Jag nöjer mig med att tacka elektronerna för färgerna. Hon sträckte ut handen mot glaset och kom på att hon fortfarande inte druckit något. Men när hon förde glaset närmare sig och hon såg hösteftermiddagens solstrålar leka med glas och vatten kom hon av sig igen och uppfylldes av nya tankar. 1. Ljus och färger, vattenledningar … � 19

20 � 1. Ljus och färger, vattenledningar …

‒ Men det rena vattnet då? Utan någon färg i? Det tar alltså inte upp något ljus? ‒ Inte något synligt ljus. Däremot tar det upp UV-strålning, ultraviolett strålning. UV-strålning har en kortare våglängd än det violetta som är det kortvågigaste och därmed energirikaste ljuset vi kan se. UV har högre energi än synligt ljus. Det är en av anledningarna till teorin om att livet uppstod i havet, för då skyddade vattnet de första organismerna från solens UV-strålning som annars skulle ha dödat dem. ‒ Men ozonskiktet i atmosfären skyddar väl mot UV-strålning? ‒ Ja, nu ja. Men inte då, när livet uppstod. För vet du vad ozon är? ‒ Det är väl tre syreatomer som sitter ihop till O3? ‒ Exakt. Och det bildas ur vanligt syre, alltså ur O2, det syre vi har i atmosfären och som vi andas. Då kommer nästa fråga: varifrån kommer det vanliga syret i atmosfären? ‒ Aha, nu kanske jag förstår vart du vill komma: syret har växterna producerat via fotosyntesen, det vill säga växterna har bildat syre och socker ur koldioxid och vatten med hjälp av ljusenergi. Innan det fanns några växter fanns det inget syre som kunde omvandlas till ozon och alltså inget skyddande ozonlager. ‒ Just det. Och eftersom vatten absorberar UV-strålning så har man tänkt sig att liv uppstod i havet några centimeter under ytan där UV-strålningen från solen filtrerats bort och man hade en UV-fri miljö. Men andra menar att det fanns bättre skydd mot UV-strålning än havet, nämligen i sprickor i berget. Tänk på att de första organismerna var mycket små, de hade inga problem med att få plats i bergssprickor. Och i lämpliga bergarter hade de dessutom tillgång till viktiga mineraler och vatten som sipprade igenom bergssprickorna. Visserligen fick de inget ljus men det finns än i dag mikroorganismer som klarar sig utan att fotosyntetisera.

‒ Varför är det så viktigt med skydd mot UV-strålning egentligen? ‒ Jo, om energin i synligt ljus räcker till för att lyfta upp elektroner från yttre skal och vissa bindningar, så kan den högre energin i UV-strålningen påverka elektronerna starkare så att bindningar rentav bryts, vilket innebär att molekyler förstörs. Om detta sker med DNA‒molekylen kan i värsta fall informationen där förändras. ‒ Är det inte en sådan förändring i DNA som kallas för en mutation? ‒ Jo, exakt. Och eftersom DNA-molekylen innehåller information om hur kroppens samtliga proteiner skall byggas upp, kan informationsluckor i den vara katastrofala. Många solskyddskrämer fungerar så att det verksamma ämnet i dem absorberar UV genom att en elektron lyfts från ett lägre till ett högre skal. På så vis stoppas UV-strålen innan den kan tränga in genom huden. Ozon är också en molekyl som har elektroner som kan ta upp energin i UV-strålning, och fungerar därmed enligt samma princip som solkräm. ‒ Så innan växterna fotosyntetiserat tillräckligt med syre så att ett ozonskikt bildats, kunde man alltså inte vistas på land? ‒ Nej, men å andra sidan fanns det ju inget syre att andas där så det var kanske inte så intressant. ‒ Fanns det något syre i havet då? ‒ Nej, det syre som finns i hav och sjöar har trängt ner i vattnet från atmosfären, förutom det syre som bildats i vattnet genom havslevande organismers fotosyntes. ‒ Men det finns ju enorma mängder syre i atmosfären idag, runt 20 procent tror jag du har sagt. Var fanns allt det syret innan växterna gav ifrån sig det ur sina blad? Det kan ju inte ha kommit ur ingenstans. ‒ Tja, hur går fotosyntesen till? ‒ De gröna växterna omvandlar koldioxid och vatten till syre och socker med hjälp av solljus. Hallå, du menar att syret plocka 1. Ljus och färger, vattenledningar … � 21

22 � 1. Ljus och färger, vattenledningar …

des bort ur vattnet? För fotosyntesens första reaktion är väl att sönderdela vatten i syre och väte med hjälp av solljus? Vätet används sedan till att göra kolhydrater och då blir ju syret över! Alltså kommer allt syre i atmosfären från vatten som sönder delats med solenergi! ‒ I’m proud of you! ‒ Då måste mängden vatten på jorden ha minskat allteftersom växterna fotosyntetiserat fram allt mer syre? Havsytans nivå har alltså sjunkit? ‒ Riktigt resonerat. Men sedan är nästa fråga varifrån vattnet egentligen har kommit. En del av vattnet på jordytan har troligen tillförts utifrån rymden, en del vid vulkanutbrott. Och då skall man veta att det försiggår en massa vulkanisk aktivitet på havsbottnen som vi inte märker så mycket av. Men när det väller upp lava ur jordens inre brukar det också spruta ut het ånga. Så det kommer ständigt nytt vatten till jordytan och haven. Det kanske i viss mån har uppvägt det vatten som omvandlats dels till atmosfärens syre, dels till alla skogar, savanner, djur och så vidare. För, som sagt, vätena i vattnet går ju till växternas egen uppbyggnad, det vi kallar kolhydrater. ‒ Mmm. Så det syre vi andas var en gång vatten och det vattnet hade sedan jordens skapelse funnits i jordens inre. Vattnet i mitt glas kommer från jordens innandömen. ‒ Typ. ‒ Jamen du får ju inte säga ”typ”. ‒ Jag är tillräckligt gammal för att säga vad jag vill! ‒ Men jag är inte tillräckligt gammal för att komma hur sent jag vill till middagen! Tur jag har cykeln idag! Hejdå.

Något att fundera över Hur kan man avgöra vilka grundämnen som finns på solen utan att åka dit och ta prov? Vilken funktion har klorofyllet i växterna? Varför är gröna växter gröna? Varför kan metaller leda ström? Vad är elektricitet? Varför är vatten genomskinligt?

Varför fanns inte ozonskiktet som skydd för de första organismerna? Vilken information finns lagrad i DNA-molekylen?

1. Ljus och färger, vattenledningar … � 23

Efter flera vetenskapliga expeditioner till Arktis och Antarktis disputerade Roger Lindegren vid Göteborgs universitet och Chalmers tekniska högskola på en avhandling om de polära havens upptag av syre och koldioxid. Han har under ett trettiotal år undervisat i kemi på såväl gymnasium som på universitetsnivå. Han har inte minst undervisat blivande och verksamma lärare. Som inbjuden lärare har han även undervisat vid universitet i Spanien, Peru, Colombia och Kina.

NÄR KEMIN STÄMMER Samtal om kemiska samband Sofia brukar ta vägen förbi sin farfar. En dag kommer samtalet in på vattnet i hennes dricksglas. Var kommer det ifrån? Hur gammalt är det? Varför är det genomskinligt? Under flera månader har Sofia och hennes farfar fullt upp med att reda ut alla sina frågor – för det dyker hela tiden upp nya! När de kommit så långt att Sofia vet vad som händer i henne när hon dricker vattnet, ja då har de hunnit prata igenom allt möjligt viktigt – och oviktigt. Allt hänger på något vis ihop med allt. Och även om inte kemi är allt, är allt kemi!

Håkan Nun Pennbrant (

I dagens samhälle är det svårt att följa med i debatten om näring och kost, om nya motorbränslen och klimatpåverkan, utan att ha en viss inblick i kemi. Samtidigt utgör kemins matematiska form ofta en barriär som avskräcker många människor från att försöka förstå. Boken, i ny aktualiserad upplaga, är ett försök att närma sig centrala kemiska resonemang i romanens och dialogens form, helt frikopplat från matematik. De viktiga begreppen förklaras utifrån vardagliga frågeställningar. Boken förutsätter inga förkunskaper i ämnet och kan användas som introduktion, inspiration och repetition till kemi på gymnasienivå och grundläggande universitetsnivå. Den lämpar sig även för lärarutbildning samt fortbildning av lärare. Tredje upplagan

Art.nr 32624

studentlitteratur.se