# Είναι Θέμα ...Χημείας

## Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΚΑΟΥΤΣΟΥΚ

Το καουτσούκ είναι ένα φυσικό υλικό, που προέρχεται κυρίως από το τροπικό δένδρο εβέα, το οποίο ευδοκιμούσε στην περιοχή του Αμαζονίου. Η λέξη καουτσούκ σημαίνει ξύλο που ρέει ή το δάκρυ του δέντρου, σε μια διάλεκτο των ιθαγενών του Ισημερινού. Παράγεται από το ελαστικό γαλάκτωμα (Latex) που τρέχει από το δέντρο όταν χαραχθεί με μια τεχνική ανάλογη με τη συγκομιδή του ρετσινιού ή και της μαστίχας.

Οι ιθαγενείς φυλές του Αμαζονίου χρησιμοποιούσαν το λατέξ για να κατασκευάζουν αδιάβροχα ρούχα και παπούτσια, μπάλες και άλλα αντικείμενα. Στις αρχές του 19ου αιώνα οι μοναδικές του ιδιότητες, όπως η ελαστικότητα και η μόνωση, το κατέστησαν περιζήτητο σε διάφορους τομείς, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, οι κατασκευές, η υγειονομική περίθαλψη και τα καταναλωτικά αγαθά.

Παρά την απαγόρευση της κυβέρνησης της Βραζιλίας για εξαγωγή των σπόρων της εβέας, 70.000 σπόροι εξήχθησαν λαθραία οδηγώντας στην ίδρυση φυτειών καουτσούκ σε περιοχές όπως η Νοτιοανατολική Ασία, η Αφρική και η Ινδία. Σήμερα, αυτές οι περιοχές κυριαρχούν στην παραγωγή καουτσούκ παγκοσμίως. Παρ’ όλα αυτά, η ζήτηση ήταν αδύνατον να καλυφθεί από το φυσικό προϊόν και η υψηλή τιμή ήταν ακόμη ένας ανασταλτικός παράγοντας, ιδίως όταν ανακαλύφθηκε και μπήκε σε παραγωγή το αυτοκίνητο, το οποίο χρειαζόταν ελαστικά. Η κούρσα για την παραγωγή συνθετικού καουτσούκ άρχισε και πρώτος έκοψε το νήμα το 1909 ο Γερμανός χημικός Friedrich Hoffmann ο οποίος δούλευε για την εταιρεία Bayer. Η ανακάλυψή του βρίσκει εφαρμογή στα γερμανικά υποβρύχια στον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, τελειοποιείται από έναν άλλο χημικό στα τέλη της δεκαετίας του 1920 και βρίσκει ακόμη μεγαλύτερη εφαρμογή στον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, καθώς η παραγωγή λάστιχων για τα αυτοκίνητα από συνθετικό καουτσούκ δίνει τη δυνατότητα στον Χίτλερ να κατασκευάσει στρατιωτικά αυτοκίνητα, φορτηγά, τανκς.

Σήμερα υπάρχουν πάνω από 100 διαφορετικά είδη συνθετικού καουτσούκ και κάθε χρόνο δηλώνονται επιπλέον 20 με 30 πατέντες που έχουν να κάνουν με το περιζήτητο αυτό υλικό.

Το συνθετικό καουτσούκ, που παράγεται με βάση το πετρέλαιο, έχει κερδίσει θέση σε πολλές εφαρμογές, παρότι το φυσικό καουτσούκ έχει καλύτερες επιδόσεις και φιλικότητα προς το περιβάλλον. Το καουτσούκ, με τις πλούσιες σε λατέξ ιδιότητές του, έχει επηρεάσει σημαντικά τον κόσμο της βιομηχανίας και του εμπορίου.

## 125 ΧΡΟΝΙΑ ΑΣΠΙΡΙΝΗΣ ΚΑΙ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ…

Τα αποστάγματα από τα φύλλα της ιτιάς, με το λατινικό όνομα salix, έχουν φαρμακευτικές ιδιότητες οι οποίες ήταν γνωστές από την αρχαιότητα.

Ο Ιπποκράτης κοντά στο 400 π.Χ. συνιστούσε αφέψημα από φύλλα ιτιάς, για να καταπραΰνει τον πόνο της γέννας, ενώ το 1763, ο αιδεσιμότατος Ε. Stone, ο οποίος αναζητούσε νέα φάρμακα, έμαθε ότι οι χωρικοί της ενορίας του χρησιμοποιούσαν αφέψημα από φλούδα ιτιάς ως αντιπυρετικό.

Σαλικυλικό οξύ
Ήταν φανερό λοιπόν ότι κάποια ουσία στα φύλλα και στον φλοιό του δέντρου είχε φαρμακευτικές ιδιότητες. Όταν μετά από πολλά χρόνια οι χημικοί να απομόνωσαν το δραστικό συστατικό του φλοιού, διαπίστωσαν ότι ήταν ένα οξύ, που ονομάστηκε σαλικυλικό οξύ, από το λατινικό όνομα του δέντρου (Salix).

Το 1897 ο Γερμανός χημικός F. Hoffmann πέτυχε την εργαστηριακή σύνθεση του σαλικυλικού οξέος και η ευρεσιτεχνία του κατοχυρώθηκε από τη χημική εταιρεία Bayer. Έναν χρόνο αργότερα, παρασκεύασε ένα παράγωγο του σαλικυλικού οξέος, εξίσου δραστικό, αλλά με λιγότερες παρενέργειες. Το παράγωγο αυτό, το ακετυλοσαλικυλικό οξύ, είναι το δραστικό συστατικό της γνωστής σε όλους ασπιρίνης.

Ακετυλοσαλικυλικό οξύ
Την ίδια χρονιά, η Bayer έβγαλε στην αγορά την ασπιρίνη και μέχρι τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο προστάτεψε την πατέντα παρασκευής της και το εμπορικό της όνομα. Η ήττα της Γερμανίας στον πόλεμο την ανάγκασε να παραδώσει πολλές πατέντες, μία από τις οποίες ήταν και της ασπιρίνης. Έτσι, παρασκευάστηκαν και άλλα φάρμακα με δραστικό συστατικό το ακετυλοσαλικυλικό οξύ, αλλά δεν κατάφεραν να την εκθρονίσουν. Παρέμεινε το φάρμακο με τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και τη μεγαλύτερη κατανάλωση σε ολόκληρο τον κόσμο, καθώς έχει εξαιρετικά αποτελεσματική αναλγητική, αντιπυρετική και προληπτική έναντι των καρδιακών παθήσεων δράση.

Οι ταμπλέτες ασπιρίνης που παράγονται σε έναν χρόνο μπορούν να φτιάξουν ένα μονοπάτι που πάει στο φεγγάρι και επιστρέφει!!!

## ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

Η διατροφή του ανθρώπινου πληθυσμού, ο οποίος πολλαπλασιάστηκε θεαματικά κατά τις τελευταίες δεκαετίες, εξασφαλίστηκε χάρη στην «πράσινη επανάσταση», δηλαδή χάρη στη μεγάλη αύξηση της φυτικής παραγωγής. Τον δρόμο για την «πράσινη επανάσταση» άνοιξε η βιομηχανική σύνθεση της αμμωνίας, αφού αυτή είναι απαραίτητη για την παραγωγή των αζωτούχων λιπασμάτων.

Ο αγώνας για την άμεση σύνθεση της αμμωνίας από τα συστατικά της, δηλαδή από άζωτο (το οποίο μέχρι τότε το θεωρούσαν ένα εντελώς «άχρηστο» αέριο) και υδρογόνο, ξεκίνησε ήδη από τις αρχές του 19ου αιώνα. Όμως σχεδόν για μία ολόκληρη εκατονταετία δεν υπήρξαν θετικά αποτελέσματα, καθώς δεν είχε αναπτυχθεί η κατάλληλη τεχνική για τη δημιουργία των υψηλών πιέσεων που απαιτούσε η αντίδραση και δεν υπήρχαν αντιδραστήρες ικανοί να αντέξουν αυτές τις πιέσεις.

Ο Haber, μετά τη βιομηχανική εφαρμογή της μεθόδου του, έγινε πάμπλουτος, του απονεμήθηκε τίτλος ευγενείας και το 1918 πήρε το βραβείο Νόμπελ. Το 1909 ο Γερμανός χημικός F. Haber, ο οποίος δίδασκε Οργανική Χημεία στο Πανεπιστήμιο της Καρλσρούης, κατάφερε να συνθέσει την αμμωνία σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις από αυτές που απαιτούνταν μέχρι τότε. Οι εργασίες του ενισχύθηκαν οικονομικά από τη χημική εταιρεία BASF, η οποία το 1913 άρχισε τη βιομηχανική παραγωγή αμμωνίας με τη μέθοδο του Haber παράγοντας 30 τόνους την ημέρα. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1916, η παραγωγή της αμμωνίας έφτασε τους 550 τόνους την ημέρα!!!

Παραγωγή αμμωνίας με τη μέθοδο Haber

Η βιομηχανική σύνθεση της αμμωνίας:

Αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα αλληλεπίδρασης βιομηχανιών – πανεπιστημίων.

Έδειξε ότι η σύνθεση ενός προϊόντος έχει ορισμένες φορές αλυσιδωτές επιδράσεις στη βιομηχανική ανάπτυξη. Η «εύκολη» παραγωγή αμμωνίας οδήγησε σε ανάπτυξη βιομηχανιών παραγωγής καθαρού αζώτου και καθαρού υδρογόνου, από τη μία μεριά, και ανάπτυξη βιομηχανιών παραγωγής εκρηκτικών και λιπασμάτων (οι οποίες χρησιμοποιούν την αμμωνία ως βασική πρώτη ύλη), από την άλλη.

Είχε σημαντικές επιπτώσεις στην οικονομική και στρατιωτική ισχύ της Γερμανίας, καθώς της παρείχε αυτονομία στην παραγωγή λιπασμάτων και εκρηκτικών. Το 1890, ΗΠΑ και Μεγάλη Βρετανία κάλυπταν αντίστοιχα το 28% και 27% της παγκόσμιας βιομηχανικής παραγωγής. Το 1913 η Μεγάλη Βρετανία υποσκελίστηκε από τη Γερμανία, η οποία κατέκτησε το 14% της παγκόσμιας παραγωγής. Οι επιπτώσεις στις σχέσεις των κρατών ήταν άμεσες. Η ανάγκη εξασφάλισης αφενός νέων αγορών για τη διάθεση των προϊόντων και αφετέρου ο ανταγωνισμός για τη διασφάλιση πρώτων υλών οδήγησαν σε διεθνείς κρίσεις και προσπάθεια για τον έλεγχο εδαφών. Η Ευρώπη προετοιμαζόταν από το 1907 πυρετωδώς για πόλεμο. Η επάρκεια σε τρόφιμα που διασφάλιζε η παραγωγή των λιπασμάτων και σε πυρομαχικά, που διασφάλιζε η παραγωγή εκρηκτικών, προσέδωσε στη Γερμανία μεγάλη αυτοπεποίθηση.

## ΙΝΣΟΥΛΙΝΗ - ΕΝΑ ΚΟΡΥΦΑΙΟ ΦΑΡΜΑΚΟ ΓΙΑ ΤΗ ΖΩΗ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΩΝ ΑΝΘΡΩΠΩΝ

Η ινσουλίνη είναι μία ορμόνη η οποία παράγεται στο πάγκρεας και ρυθμίζει τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα. Ελαττωμένη έκκριση ινσουλίνης ή ελάττωση της ευαισθησίας των κυττάρων του σώματος στην ινσουλίνη έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας μεταβολικής ασθένειας που ονομάζεται σακχαρώδης διαβήτης, η οποία χαρακτηρίζεται από αύξηση της συγκέντρωσης του σακχάρου στο αίμα (υπεργλυκαιμία) και διαταραχή του μεταβολισμού της γλυκόζης. Ο διαβήτης είναι γνωστός από την αρχαιότητα, καθώς η αρχαιότερη περιγραφή του διαβήτη αναφέρεται σε έναν αιγυπτιακό πάπυρο το 1552 π.Χ., ενώ το όνομά της αποδίδεται στον Απολλώνιο Μέμφις το 250 π.Χ. Το 1776 παρατηρήθηκε ότι ο διαβήτης είναι μοιραίος για τη ζωή ορισμένων ανθρώπων, ενώ για κάποιους άλλους είναι μια χρόνια κατάσταση, και διακρίθηκε σε διαβήτη τύπου Ι και ΙΙ. Το 1897 το μέσο προσδόκιμο ζωής για ένα διαβητικό παιδί 10 ετών ήταν μόλις ένα έτος. Το 1909 ο Βέλγος De Mayer προτείνει το όνομα ινσουλίνη, που λατινικά σημαίνει νησίδα, νησί, για την άγνωστη ουσία του παγκρέατος που ρυθμίζει το σάκχαρο.

Το 1921 ανακαλύπτεται η ινσουλίνη όταν δύο Καναδοί φυσιολόγοι από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο, ο Σερ Φρέντερικ Μπάντινγκ και ο Τσαρλς Μπεστ, καθώς και ο Σκοτζέζος γιατρός και φυσιολόγος Τζέιμς Μακλέοντ, πρύτανης του Πανεπιστημίου του Τορόντο, χορηγούν παγκρεατικό εκχύλισμα σε σκύλο που βρισκόταν σε κώμα έπειτα από πειραματικό διαβήτη που του είχαν προκαλέσει και παρατηρούν ότι σε λίγα λεπτά ο σκύλος, η μετέπειτα διάσημη Μάρτζορι, κατάφερε να σηκωθεί έχοντας μειώσει το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα κατά 40% σε μία ώρα. Το εκχύλισμα αυτό αρχικά ονομάσθηκε ινσελτίνη (inseltin).

Το 1922 δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ένα παιδί 14 ετών και το 1923 η εταιρεία Eli-Lilly ξεκίνησε τη μαζική παραγωγή ονομάζοντας το προϊόν «isletin – ινσουλίνη», ενώ το 1930 κυκλοφόρησε η πρώτη μακράς διάρκειας ινσουλίνη.

Με την αύξηση του βιοτικού επιπέδου στις προηγμένες και αναπτυσσόμενες χώρες ο διαβήτης αυξήθηκε σε ποσοστά που σήμερα πλέον αφορούν περίπου το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού, αλλά η έρευνα και η ανάπτυξη φαρμάκων για τον διαβήτη δίνει τη δυνατότητα στους πάσχοντες που ακολουθούν αγωγή να ζήσουν όσο και ένα μη διαβητικό άτομο.

Η εργαστηριακή παρασκευή της ινσουλίνης πριν από περίπου 100 χρόνια όχι μόνο έδωσε ελπίδα για ζωή σε εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά βελτίωσε την καθημερινότητά τους με συνεχείς βελτιώσεις στη χρήση της.

- Το πρόβλημα του πότε έπρεπε να χορηγηθεί ξεπεράστηκε με την ανάπτυξη μιας αναλυτικής τεχνικής προσδιορισμού του σακχάρου στα ούρα (οι πρώτες δοκιμές για τη μέτρηση σακχάρου στα ούρα έγιναν το 1925, όταν σταγόνες ούρων αναμείχθηκαν με βενεδικτίνη σε βραστό νερό για 5 λεπτά. Το χρώμα αποδεικνύει την ύπαρξη μικρής ή μεγάλης ποσότητας σακχάρου), ενώ σήμερα χρησιμοποιούνται ολοένα εξελισσόμενοι μετρητές αυτοέλεγχου του σακχάρου από τους διαβητικούς.
- Στα μέσα της δεκαετίας του 1950 παρασκευάστηκε σε μορφή δισκίων.
- Στις αρχές της δεκαετίας του 1980 η ανάπτυξη της τεχνολογίας του DNA επέτρεψε τη δημιουργία ενός τύπου γενετικά τροποποιημένης ανθρώπινης ινσουλίνης.
- Το 1986 αναπτύχθηκε η πέννα ινσουλίνης, η οποία σταδιακά αντικατέστησε την κλασική σύριγγα με τη βελόνα, ενώ το 1996 εγκρίθηκε η πρώτη ανασυνδυασμένη ανθρώπινη ινσουλίνη.

Eκατό χρόνια από την ανακάλυψη της ινσουλίνης – Η πραγματοποίηση ενός θαύματος (Άρθρο – Πρώτο Θέμα)

## ΓΙΑΤΙ ΕΙΝΑΙ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ ΝΑ ΓΝΩΡΙΖΟΥΜΕ ΤΗ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

1. Επεξεργασία νερού:
   Η γνώση της σκληρότητας του νερού βοηθά στον προσδιορισμό των κατάλληλων μεθόδων επεξεργασίας για αποσκλήρυνση ή ρύθμιση του νερού.
2. Μακροζωία συσκευής:Η γνώση της σκληρότητας του νερού είναι σημαντική για την αποφυγή συσσώρευσης αλάτων σε συσκευές όπως θερμοσίφωνες και πλυντήρια πιάτων και ρούχων, βραστήρες κ.ά.
3. Αποδοτικότητα απορρυπαντικού και σαπουνιού:Το σκληρό νερό μειώνει την αποτελεσματικότητα των απορρυπαντικών και των σαπουνιών, επηρεάζοντας την απόδοση καθαρισμού.
4. Βιομηχανικές διεργασίες:Η σκληρότητα του νερού επηρεάζει βιομηχανικές διαδικασίες όπως η κατασκευή και τα συστήματα ψύξης.
5. Γεωργία:Η σκληρότητα του νερού επηρεάζει την αποτελεσματικότητα του ποτίσματος και την υγεία των καλλιεργειών.
6. Διαχείριση ενυδρείου:Στα ενυδρεία, η σκληρότητα του νερού επηρεάζει την ευημερία των υδρόβιων οργανισμών.
7. Ποιότητα πόσιμου νερού:Η υψηλή σκληρότητα του νερού μπορεί να επηρεάσει τη γεύση και τη συνολική ποιότητα του πόσιμου νερού.
8. Περιβαλλοντική παρακολούθηση:Η αξιολόγηση της σκληρότητας του νερού είναι μέρος της αξιολόγησης της υγείας των υδάτινων οικοσυστημάτων.

## ΧΛΩΡΙΟ (17Cl)

Το χλώριο ανήκει σε μια ομάδα στοιχείων που ονομάζονται αλογόνα και ανακαλύφθηκε το 1774 από τον Σουηδό χημικό Carl Wilhelm Scheele (Καρλ Βίλχελμ Σέελε). Το όνομά του προέρχεται από την ελληνική λέξη «χλωρός», που σημαίνει κιτρινοπράσινος, γιατί σε συνθήκες περιβάλλοντος είναι αέριο με κιτρινοπράσινο χρώμα. Είναι πολύ τοξικό στην επαφή, την κατάποση και την εισπνοή, και χρησιμοποιήθηκε ως πολεμικό αέριο για την εξόντωση των αντιπάλων από τους Γερμανούς στον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο.

Ο διάσημος Αυστριακός καθηγητής Οικολογικής Χημείας και Γεωχημείας δρ Oto Huntsinger είχε πει πριν από χρόνια:

«Ο Θεός δημιούργησε 91 στοιχεία, ο άνθρωπος 15 και ο διάβολος μόνο ένα, το χλώριο».

Χρησιμοποιείται σε καθορισμένες ποσότητες για την απολύμανση του νερού, αν και πολλές έρευνες σε όλο τον κόσμο δείχνουν πως ακόμα και η χλωρίωση του νερού στις πισίνες, στα κολυμβητήρια, στα σπα και στα υδρομασάζ αποτελεί σοβαρό κίνδυνο τόσο για τους λουόμενους και κολυμβητές όσο και για τους ανθρώπους που εφαρμόζουν τη διαδικασία χλωρίωσης.

Το χλώριο είναι σημαντικό βιομηχανικό προϊόν, γιατί χρησιμοποιείται ως απολυμαντικό σε πισίνες και στα συστήματα ύδρευσης των πόλεων, στη λεύκανση υφασμάτων και του χαρτοπολτού, και για την παραγωγή χημικών ενώσεων με ευρεία χρήση σε προϊόντα όπως τα χλωριολευκαντικά, το πλαστικό PVC, το υδροχλωρικό οξύ κ.ά.