Katsaus kemian kehitykseen kuluneiden 25 vuoden aikana.

Vapaa ajatus 18, 31.12.1916


Professori Edv. Hjeltin esitelmä Suomen Kemisti-seuran 25 vuotisjuhlassa t. k. 17 p.

Kemian kehityshistoriassa ei 1890-vuosiluvun alkupuoli ollut mikään erikoinen merkkiaika. Lähivuosikymmeninä ennen tätä aikaa olivat kemistien harrastukset pääasiallisesti kohdistuneet orgaanisen kemian uuteen, rikkaaseen ja tulokselliseen työkenttään, kun taas epäorgaaninen kemia oli joutunut hieman varjoon. 1880-luvun loppupuolella heräsi kuitenkin harrastus viimeksimainittuun uudelleen. Tämä seikka johtuu jossakin määrässä siitä nousuajasta, joka fysikalisella kemialla tähän aikaan oli, sillä van Hoff oli äskettäin esittänyt liuoslakinsa ja Arrhenius oli tuonut esiin elektrolyyttisen dissosiatio-teoriansa.

Eräs niistä miehistä, joiden nimi on läheisesti liittynyt orgaanisen kemian renessanssiin, on ranskalainen Henry Moissan. Hän oli 1880-luvun lopulla tullut kuuluisaksi keksittyään vapaan fluorin ja hiilifluoriditutkimukset johtivat hänet tutkimaan hiiltä, jonka hän toivoi saavansa kiteytyneessä muodossa äskenmainitusta yhdistyksestä. Tämä ei kuitenkaan onnistunut, mutta se johti hänet timanttivalmistusprobleemiin, jonka hän sai ratkaistuksi ensimäisenä käyttämänsä sähköuunin avulla. Näin saadut timantit olivat kuitenkin pieniä ja tummia ja tulos oli vähäinen. Tuo hyvin korkeita lämpötiloja aikaansaava sähköuuni tuli nyt hänen käsissään tärkeäksi ja kemiallisissa piireissä otettiin toisiaan seuraavat tutkimustulokset ihastuksella ja ihmetyksellä vastaan. Käytännössä erittäin tärkeiksi menetelmiksi muodostuivat kalsiumkarbidin valmistus ja sen käyttäminen asetylenin valmistukseen sekä hiomisaineena käytetyn kovan karborundumin valmistamiseen.

Paitsi korkeita lämpötiloja olivat myös hyvin alhaiset lämpötilat astuneet kemiallisen tutkimuksen palvelukseen. Erityisesti huomattakoon englantilaisen Dewarin tutkiniukset, jotka koskivat juoksevaa ilmaa, jota Lindenin ja Hampsonin parannetuissa aparaateissa helposti voitiin valmistaa.

Juoksevan ilman suurin merkitys tieteelle on ollut siinä, että se oli apukeinona n. s. jaloja kaasuja keksittäessä, jotka hämmästyttivät tieteellisiä piirejä 1890-luvulla. Nämä jalot kaasut ovat luonnossa typen seuralaisina. Viimeksimainitun aineen yhdistyksiä on valmistettu niin lukuisia, että nykyjään voidaan puhua typpiyhdistyksien kemiasta, jonka laajuutta voidaan verrata hiiliyhdistyksien eli orgaaniseen kemiaan. Käytännöllisesti erittäin tärkeä saavutus on vapaan ilman typen onnistunut sitominen typpihapoksi tai ammoniakiksi, joka sitominen nykyjään tapahtuu joko sähkön avulla tai katalyyttisesti.

Eräs epäorgaanisen kemian suljettuja tutkimusoloja on radioaktiviteettitutkimuksetm jotka saivat alkunsa madame Curien keksittyä alkuaineradium v. 1898.

Tällä alalla ovat sittemmin sekä kemistit että fyysikot ahkerasti työskennelleet. Nämä mainiokkaat tutkimukset ovat tehneet selväksi, että vastoin kaikkia tähän asti voimassa olleita sääntöjä alkuaineilla voi olla samat atomipainot ja eri ominaisuudet sekä myös eri atomipainot, vaikka niiden kemialliset ominaisuudet ovatkin samat. Tähän asti ovat kuitenkin nämä tutkimukset liikkuneet epäorgaanisen kemian ulkopuolisilla rahoilla, niin että ne eivät ole voinet vaikuttaa mullistavasti kemian oppeihin, vaikkakin niillä on suuri periaatteellinen merkityksensä.

Aina 1860-luvulta alkaen olivat orgaanisen kemian tutkimukset liikkuneet strukturikemiassa, jonka teoriat vaikuttivat äärettömän hedelmällisesti ja jotka yhä vieläkin kantavat hedelmiä. Strukturikemia ei kuitenkaan riittänyt selittämään kaikkia isomeriasuhteita ja sen takia selaajentui stereokemiaksi, jonka hedelmiä olivat esim. E. Pischerin 1890-luvulla tekemät tutkimuk-set sokerilajeista.

Silmäillessään orgaanisten yhdistysten ryhmiä voi havaita, että uudet ovat lisäytyneet, mutta myöskin vanhoja on syvemmältä tutkittu. Analyyttisiä tutkimuksia ovat suuresti edistäneet kehitetyt menetelmät, joista fysikaliset ovat enentyneet, ja kun aineen kokoomus on saatu analysin avulla selville, voidaan syntetiset kokeet ohjata tuloksiin. Niin on sytetisoitu useampia sokerilajeja ja on ainoastaan ajan kysymys, milloin keinotekoisesti onnistutaan valmistamaan dekstriiniä, tärkkelystä, selluloosaa y.m. Käytännöllistä merkitystä ei mainituilla synteseillä juuri ole, sillä luonto valmistaa niitä halvemmalla.

N. s. alisyklisten yhdistyksien kemia on laajentunut suuresti. Mainittakoon terpeeniryhmä ja kamferiryhmä, joita tutkiessaan suomalaisetkin kemistit ovat saavuttaneet mainioita tuloksia. Viime aikoina ovat kemistit harrastaneet terpeeneistä polymerisoituvan kautsun tutkimista. Kautsun syntesi on onnistunut ja sen teknillinen valmistus riippuu vain halvan raaka-aineen saannista. Mikä suunnaton arvo kautsuteollisuudella tulee olemaan, köy selville siitä, että kautsua kulutettiin ennen sotaa vuosittain yli 1 miljaardin markan edestä. Vielä mainittakoon monien lääkkeinä käytettyjen alkaloidien tutkimuksista ja onnistuneista synteseista. Ensimäinen näistä kasviemäksistä oli morfini, inka keksittiin tasan 100 vuotta sitten.

Korkeimmaksi saavutukseksi orgaanisen syntesin alalla voitaisiin sanoa munanvalkuaisaineitten syntesiä. Munanvalkuaisaineet ovat juuri niitä aineita, jotka ovalt mitä läheisimmässä yhteydessä elontoimintojen kanssa. Ne ovat kolloidalisia aineita, joilla on suuri molekylipaino ja monimutkainen kokoomus. Niiden tutkiminen on siis äärettömän vaikea. E. Fischer on uranuurtajana tälläkin alalla. V. 1901 alkoi hän tutkia näitä ja hän on onnistunut syntetisoimaan polypeptideja ja monimutkaisempiakin yhdistyksiä, joilla on kolloidalisten peptoniaineiden luonne.

Orgaanisten syntesien onnistuminen on m. m. synnyttänyt kukoistavan väriaineteollisuuden, joka ei perustu satunnaisiin havaintoihin, vaan päämäärästään tietoiseen, systemaattiseen, tieteelliseen kemialliseen työhön. Onnistuneista synteseistä mainittakoon vain indigo- ja aliisarinisyntesit, jotka syrjäyttävät luonnolliset väriaineet. Viime aikoina on kemiallisen syntesin avulla koetettu valmistaa keinotekoisia lääkeaineita yhä suuremmassa mitassa. Näitä onkin jo suuri määrä apteekeissa, joissa ne ovat syrjäyttäneet entiset kasvirohdokset.

Orgaaninen kemia sai alkunsa kasvi- ja eläinkemiasta. Ero näiden välillä tapahtui 1830— 1840-luvulla. Viime aikoina nämä tutkimusalat ovat alkaneet sulautua enemmän yhteen. Se esiintyy jo systemaattisissa hiilihydraattitutkimuksissa, kokeissa syntetisoida munanvalkuaisaineita y. m. Tämänlaatuisten tutkimuksien kauneimpana tuloksena ovat Villstätterin tutkimukset lehtivihreästä, joka havaittiin magnesiumpitoiseksi, veriväriainetutkinnikset, tutkimukset vivahdusrikkaista kukkien väriaineista n.s. antosyaneista.

Laajan ja rikkaan kehityksen on kemia saavuttanut viimeisinä 25 vuotena. Vaikkakin tieteellisen kemiallisen työn kannustajana usein on käytännöllinen hyöty ja väliin persoonallinen etu tai kunnianhimo, niin on kuitenkin tuohon mahtavaan tutkimustulosten summaan, jonka kemia on tällä ajalla saanut aikaan, liittynyt voimakas aatteellisuus, jota ovat kannattaneet puhtaat pyrkimykset tutkia luomistöitten syvyyttä ja paljastaa luonnon salaisuuksia sekä selittää sen arvoituksia. Tämän rinnalla onkin luonnollista, että paljon hyödyllistäkin on saavutettu tutkimustyön ohella.

Suomen Kemistiseura voi nyt ilolla todeta, että tietoisuus kemian suuresta merkityksestä, etenkin talouden alalla, meidänkin maassamme on saanut yhä enemmän jalansijaa, tietoisuus siitä, että se työ ja ne uhraukset, jotka tehdään kemiallisiin tutkimuksiin, tulevat aina kantamaan runsaita hedelmiä.