Τα ωραιότερα πειράματα στην ιστορία της Χημείας (1ο μέρος)

Το 2002 το εβδομαδιαίο περιοδικό της American Chemical Society , Chemical and Engineering News (C&EN, Nov. 18, 2002, p. 5) κάλεσε τους αναγνωστές τoυ σε όλο τον κόσμο να στείλουν τις προτάσεις τους για τα 10 καλύτερα ή πιο ενδιαφέροντα πειράματα Χημείας που πραγματοποιήθηκαν τα τελευταία 500 χρόνια. ΄Οταν συγκεντρώθηκαν οι απαντήσεις η κατάταξη ήταν ότι οι περισσότεροι πρότειναν το πείραμα Παστέρ ως το πιο ευφυές και σημαντικότερο για την ιστορία της χημείας.
        Τα περισσότερα από αυτά τα πειράματα χημείας και με επιπλέον πληροφορίες περιγράφονται μέσα στην εξέλιξη της ιστορίας της Χημείας στην «Σύντομη Ιστορία της Χημείας-Μερικοί από τους κυριότερους σταθμούς της εξέλιξης της επιστήμης της Χημείας»
(Κ. Ευσταθίου, Αθ. Βαλαβανίδης, www.chem.uoa.gr/chemicals/chem_history.htm). 

                                                                     

                                               ΠΕΙΡΑΜΑ 1
        Louis Pasteur (1868)  διαχωρισμό των εναντιομερών του τρυγικού οξέος. 

Ο Παστέρ μετά την ανακρυστάλλωση ενός διαλύματος αλάτων τρυγικού οξέος (νατρίου και αμμωνίου) διέκρινε δύο διακριτά είδη κρυστάλλων. Εργαζόμενος επί πολλές ημέρες και νύκτες προσεκτικά, με τη βοήθεια ειδικών λαβίδων, κατάφερε να διαχωρίσει τις δύο μορφές κρυστάλλων («δεξιόχειρους» και «αριστερόχειρους») οι οποίοι ήταν οπτικώς ενεργοί και η ειδική στροφή του πολωμένου φωτός είχε αντίθετο πρόσημο..Ο Παστέρ ερμήνευσε τα αποτελέσματα με την έννοια της ασύμμετρης διάταξης των μορίων, που δεν συμπίπτει με το κατοπτρικό της είδωλο.

Η μεθοδολογία του Παστέρ για το πείραμα αυτό ήταν εξαιρετική. ΄Ενα εκπληκτικό φαινόμενο οξυδέρκειας για την εποχή του και επιστημονικού συλλογισμού για την ασυμμετρία στο άτομο του άνθρακα.  Ανακάλυψε έτσι το φαινόμενο της εναντιομέρειας.

Αξίζει να σημειωθεί ότι τα αποτελέσματα του νεαρού τότε Pasteur παραξένεψαν τον σεβαστό στους επιστημονικούς κύκλους Biot (48 χρόνια μεγαλύτερος του Pasteur), ο οποίος του ζήτησε να επαναλάβει το πείραμα παρουσία του, πράγμα που ο Pasteur κατάφερε με επιτυχία. Τότε ο Biot ενθουσιασμένος τότε είπε "Mon cher enfant, j'ai tant aime les sciences dans ma vie que cela me fait battre le coeur!" (Αγαπημένο μου παιδί, αγαπώ τόσο την επιστήμη, που σε όλη μου τη ζωή με έκανε να καρδιοχτυπώ). Από τότε, και παρά τη μεγάλη διαφορά στην ηλικία τους, οι δύο επιστήμονες έμειναν θερμοί φίλοι (www.chem.uoa.gr/chemicals_history.htm)).

                                                                      

                                                      ΠΕΙΡΑΜΑ 2

Antoine Lavoisier (1775) Οξείδωση των μετάλλων, με την οποία οδηγήθηκε στη γενική θεωρία της καύσης και της οξείδωσης .

Τα πειράματα του Λαβουαζιέ έγιναν σε πρωτόγονες εργαστηριακές συνθήκες με συσκευές που χρησιμοποιούσαν επί δεκαετίες  οι αλχημιστές

Ο Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ (Antoine Laurent Lavoisier)(1743-1794) με τις σημαντικές του ανακαλύψεις θεωρείται ο πατέρας της σύγχρονης χημείας, καθώς θεμελίωσε με τις έρευνές του μια νέα αντίληψη στη μελέτη της φύσης.

Συσκευές που χρησιμοποίησε ο Λαβουαζιέ για τα πειράματά του

                                             ΠΕΙΡΑΜΑ 3

Herman Emil Fischer (`~1890). Προσδιορισμός της χωροδιάταξης του συντακτικού τύπου της γλυκόζης

Ο Fischer ξεκίνησε τα πειράματα με τη δομή των σακχάρων (υδατάνθρακες) το 1884 και με την έρευνά του μετασχημάτισε ριζοσπαστικά τη γνώση των χημικών για τις ενώσεις αυτές, ιδιαίτερα για τη δομή τους, η οποία ήταν  αλδεϋδικής μορφής. Αν και η δεν είχε στη διάθεσή του σύγχρονες μεθόδους απομόνωσης και φασματοσκοπικές τεχνικές, ο Fischer δημοσίευσε το 1891 μια εργασία, η οποία ακόμη και σήμερα αποτελεί υπόδειγμα ορθολογικής τεκμηρίωσης στον τομέα της χημείας.
         Η (+)- Γλυκόζη διαθέτει 4 στερεογονικά κέντρα και θα μπορούσε να έχει 16 πιθανά στερεοϊσομερή. Αλλά την εποχή εκείνη επειδή δεν υπήρχε μέθοδος προσδιορισμού της απόλυτης τριδιάστατης στερεοχημείας ενός μορίου, ο Fischer απλούστευσε τα πράγματα λαμβάνοντας υπόψη μόνο 8 εναντιομερή. Οι προβολές κατά Fischer των σακχάρ5ων που έχουν  το υδροξύλιο του C5 προς τα δεξιά (που ονομάζονται D σάκχαρα) . Αν και η επιλογή των D ισομερών ήταν αυθαίρετη και μόνο κατά 50% να είναι ορθή, 60 χρόνια αργότερα αποδείχθηκε (μελέτες με ακτίνες Χ) ότι η τυχαία επιλογή του Fischer ήταν σωστή. Για το σημαντικό αυτό επίτευγμα ο Hermann Emil Fischer τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1902

                                                  ΠΕΙΡΑΜΑ 4

Sir Humphry Davy  (1807 & 1808). Διαχωρισμός, μέσω ηλεκτρόλυσης, του νατρίου και καλίου (από τηγμένο καυστικό νάτριο και κάλιο , και αργότερα του μαγνησίου, ασβεστίου (από υδροξείδιο ασβεστίου και οξείδιο υδραργύρου), βόριο και βάριο 

 Κοίλο σκαφίδιο της συσκευής ηλεκτρόλυσης  του Davy
(Davy's electrolysis trough, 1810).

Η συνέχεια (2ο μέρος) προσεχώς