Þjóðviljinn - 28.10.1955, Blaðsíða 7

Öll lífræn efni innihalda kol-
eflrii og lífræn efnafræði er
einmitt skilgreind sem efna-
fræði kolefnissambandanna.
Áður fyrr eða þar til fyrir
rúmum hundrað árum héldu
menn að efnasambönd þau
sem' myndast i líkömum lifandi
vera, jurta og dýra, yrðu til
fyrir áorkan svonefnds lífs-
afls. Eftir að mönnum heppn-
aðist að í'ramleiða mörg þess-
ara efna í r.annsóknastofum úr
efnum sem ómótmælanlega
vöru ólífræn, varð ljóst að
kenningin um lifsaflið gat
ekki staðizt, Hinsvegar kom
í ljós að öll efnasambönd, sem
nefnd höfðu verið lífræn áttu
það sameiginlegt að innihalda
kolefni og þessvegna var áður-
nefnd skilgreining á lífrænni
efnafræði tekin upp.
Lífrænt efni merkir þann-
ig ekki efni sem er nauðsyn-
legt fyrir lífið, heldur tákn-
aði það upprunalega ýmis
■efnasambönd sem menn héldu
að aðeins gætu myndast í
líkömum manna og dýra, en nú
•er þetta hugtak látið tákna
sambönd kolefnis með nokkr-
um undantekningum þó. Kol-
efnið sjálft og nokkur einföld-
ustu sambönd þess teljast til
élífrænna efnasambanda. Sem
■dæmi um ólífræn kolefnissam-
'bönd má nefna sambönd kol-
efnis og súrefnis, kolsýru og
kolsýiling, sambönd kolefnis
-og vatnsefnis svo sem
methan og önnur kolvatns-
efni, sambönd málms og kol-
1 efnis t.d. kalsíumkarbíð.
Bæði ólífræn og lífræn
efni geta eftir atvikum orðið
lífsnauðsynleg eða skaðleg fyr-
ir lifið. Ýmis ólífræn stein-
efni og vatn, sem einnig er
óiifraent efni, eru nauðsyn-
leg bæði fyrir jurtír og dýr,
en dýr og menn þurfa á líf-
rænum kolefnissamböndum að
halda sem orkugjafa og til
vaxtar.
Um neinn grundvallarmun
lífrænna og ólifrænna sam-
toanda er þannig ekki að ræða.
Hin almennu lögmál efnafræð-
innar gilda fyrir báða flokka
efna jafnt. f>að hefur hins-
•vegar reynzt heppilegt að hafa
sambönd kolefnisins í sérflokki
einkum vegna þess að efna-
sambönd þess eru fleiri og
fjöíbreyttari en sambönd nokk-
urs annars frumefnis. Fjöldi
kolefnissambanda, sem nú eru
þekkt munu vefa komin yfir
350 þúsund en sambönd allra
annarra frumefna eru innan
við 40 þúsund að tölu.
Hinn mikli fjöldi kolefnis-
sambanda byggist á því að kol-
efnisatómin geta bundizt hvert
öðru og myndað langar fest-
ar sem geta verið annaðhvort
beinar eða greinóttar og einn-
ig hringlaga.
Önnur efni sem kol-
efnið binzt einkum og mynda
ásamt því hin lífrænu efni,
eru fyrst og fremst súrefni
og vatnsefni, auk þess köfn-
unarefni, brennisteinn og fos-
fór og hin svonefndu halógen-
efni, klór bróm og joð og fá-
ein önnur.
Efni eins og sykur, sterkja
og vínandi innihalda til dæm-
is aðeins kolefni, súrefni og
vatnsefni; eggjahvítuefni inni-
ha!da sömu frumefni, en auk
þes's köfnunarefni og fosfór.
Kolefnið kemur einnig fyr-
ir í náttúrunni óbundið öðr-
v' Vrn' efnum sem demantar og
——--- ' Föstudagur 28. október 1955 — ÞJÓÐVILJINN — (7
grafít. Andstæðurnar í eigin-
leikum þessara tveggja jurta-
efna eru næsta furðulegar.
Demantar eru til dæmis harð-
asta steintegund sem til er,
grafít hin mýksta. Það virð-
ist því harla ólíklegt að þess-
ar tvær steintegundir geti ver-
ið gerðar af sama frumefni,
þ.e. verið tvær myndir sama
frumefnis, en samt er það
svo. Aðrir eiginleikar demants
og graíits eru einnig mjög
ólíkir: Eðlisþyngd demants er
3% en eðlisþyngd grafíts 2 ‘ i.
Grafit er gljáalaust, mjúkt
smitandi efni, en demants-
kristallar eru litlausir og
gagnsæir og endurkasta ljósinu
mjög vel, enda eru þeir not-
aðir sem skrautsteinar þ.e.
gimsteinar, eins og kunnugt
er, og hafa dýrmætir gimstein-
ar verið þekktir frá ævaforn-
um tíma.
Bæði demantar og grafít
eru kristölluð efni en mis-
munurinn á útliti og lögun
og öðrum eiginleikum stafa
af niðurröðun kolefnisfrum-
Vasilij Robertovitsj Viljanis
(1863—1939)
Rúsmeskur. Höfundur kenningar-
innar um rœktun jarSvegs og gras-
akur sáðskipta i akuryrkju. Einn af
fremstu jarSvegsfrieSmgurn Rttssa.
eindanna í kristalgrindinni. í
demantinum er kolefnisfrum-
eindunum þjappað saman eins
þétt og verða má en í grafít-
inu er frumeindunum komið
fyrir í samhliða lögum, sem
geta runnið til hvort gagn-
vart öðru.
Menn vita ekki með vissu
hvernig demantar eru myndað-
ir, en að líkindum hafa þeir
myndazt djúpt í jörðu við
mikinn þrýsting og hita.
Þegar tveim steinum er nú-
ið saman, myndar harðari
steinninn djúpar rispur á þeim
mýkri. Með demanti er þann-
ig hægt að rispa öll önnur
efni einnig ópal og kórund,
sem ganga næst þeim að
hörku; duft af demöntum er
einnig notað til að fægja með
demantana sjálfa, einkum gim-
steina. Smáir demantar, sem
ekki eru nothæfir sem skraut-
steinar, svonefndir iðnaðar-
demantar eru notaðir til að
skera með kler og kvarz og
einnig við jarðboranir. Bor-
Louis Pasteur
(1822—1895)
Frakkneskur Sýndi fram á aS ósýni-
legar lífverur, gerlar, valda gerjun
og aS margir sjúkdómar eiga scr
hliSsttc&ar orsakir. p. e. stafa af
sýklum.
um demöntum á neðri enda.
Þegar bornum er snúið fæst
sívalur borkjarni og er á hon-
um hægt að athuga gerð jarð-
laga djúpt í jörðu á þeim stað
sem borað er.
Auðvelt er að sannfæra sig
um að demantar eru gerðir
úr kolefni með því að þeir
brenna í hreinu súreíni og
mynda koldíoxið.
Grafít er notað til inargra
hluta. Ritblý i blýöntum er
t.d. grafít biandað meira eða
minna af leir. Grafít er einnig
notað til smurnings vegna
þess hve mjúkt það er. Einn-
ig má nefna að grafít er notað
í kjarnorkuhlöðum, til að
hægja á eínisögnum sem
m.vndast við sprengingu atóm-
kjarna.
Áður var takið fram, að
öll lífræn efni innihalda kol-
efni og mestur hluti alls kol-
efnis á jörðinni er einmitt
af lífrænum uppruna þ.e,
hefur einhverntíma verið hluti
af lifandi dýrum eða gróðri.
Allar tegundir steingerðra kol-
efnissambanda sem unnar eru
úr jörðu, þ.e. kol, jarðolía og
jarðgas eru af lífrænum upp-
runa, orðin til við ummyndun
gróðurs eða dýra, sem hafa
lifað einhvemtíma í fymd-
inni, á fyrri jarðsögutímabil-
um fyrir þúsundum eða millj-
ónum ára. Öll skeljasandslög
og kalksteinslög hafa einnig
Justus Liehig
(1803—1873)
Þýzkur. VppgötvaSi aS jurtimar
ólífrœn sölt sér til nœringar. :
verið hluti lifandi vera þ.e.
sem skeljar skeldýra sem lif-
að hafa í sjó. ;;■;. ■
Demantar og grafít eru hins-
vegar ekki af líírænum upp-
runa, heldur hafa orðið til
við storknun jarðskorpunnar.
Eins og kunnugt er finnasf
í náttúrunni rúmlega 90 írum-
efni. Meirihluíi þessara frum-
efna að tölunni til eru málm-
ar og mörg þeirra eru mjög
sjaldgæf og hafa ekki neina
verulega hagnýta þýðingu að
því er mönnum er kunnugt.
Fullur helmingur af þunga
jarðskorpunnar að meðtöldum
sjó og vötnum og gufuhvolfi
er súrefni. Næst kemur silisí-
um sem nemur t) hluta. þar
á eftir koma aluminíum, járn,
káisíum, natríum, kalíum,
magníum, vatnsefni, titan,
klór og loks kolefni hið tólfta
í röðinni.
Þessi tólf frumefni mjmda
til samans urh 99 hundraðs-
hluta járðskorpunnar. en kol-
efnið eitt nemur aðeins broti
úr himdraðshluta.
Friedrich Wöhlér
(1800—1882) ’
Þýzkur, framleiddi fyrstur manna
liframt efni úr óUfrtvnu hráefni i
rannsóknarstofu,
Það verður því ekki sagt að
kolefnisins gæti mikið að
magni til meðal efna jarð-
skorpunnar.
En það er þó einmitt þetta
efni sem ber uppi ailt líf á
jörðinni.
Samsetning innri hluta jarð-
ar er að vísu óþekkt en talið
er að þar sé mikið af málmun-
um jámi og nikkeli og einnig
má gera ráð fyrir að þar sé
mikið af kolefni bundið þess-
um málmum, sem karbíð.
Lofttegundir koldíoxíð, sem
myndast þegar kolefni brenn-
ur er stundum nefnt kolsýra,
þó að það sé ekki réttnefni.
Kolsýra ætti hinsvegar að
myndast við það að koldíoxíð
sameinist vatni, og örlítið af
kolsýru myndast einmitt í
vatni þégar koldíoxíð er leitt
í gegnum það, "en sambandið
er óstöðugt pg ekki hægt að
framleiða það éitt sér, eða ein-
angra það, sem svo er nefnt.
Kolsýran og sambönd hennar
eru ekki f^lin til lífrænna
efna.. eins . og áður var sagt,
þó að þau innihaldi kolefni,
I andrúmsloftinu er litið
eitt aí koldíoxíði, eða sem.nem-
ur 0,03 af hundraði eftir rúm-
máli. Venjulega er þó talað
um að kolsýra í loftinu i sé
þetta mikil og vrerður þeiirri
málvenju fylgt hér.
Á þessu litla magni af kol-
sýru i loftinu byggist hin.stöð-
uga hringrás kolefnisins milli
lifandi og dauðs efnis.
Jurtirnar taka til sín kol-
sýru úr loftinu gegnum- blöð
og stöngul og breyta henni
í lífræn efni með hjálp sólar-
Ijóssins og blaðgrænunnar,
efnis sem finnst í öllum græn-
um jurtahlutum og gefur þeim
hinn græna lit sinn. Þessi efna-
breyting nefnis aðlifun kol-
efnisins. . Efnabreytingin , er
einnig nefnd fótosýntesa
vegn a þátttöku sólárljóssins
í hénni. Efnabreytingin er í
stórum dráttum sú að koldoxíð
og vatn sameinast og myfrda
þrúgusykur og síðan sterkju eða ,
mjölvi og myndast um leið
óbundið súrefni. Til þess ’að
framkvæma þessa efnabreyt-
ingu þurfa jurtirnar orku og
þá orku fá þær úr sólafljós-
inu. Hin lífrænu efni ,sem
myndast úr hinum ólífrænu
bráefnum eru orkuríkari en
hin upprunalegu efni og ,jurt
irnar starfa þannig einnig að
söfnun sólarorku. þ>egar hin
lífrænu efni brenna losnar
þessi orka og fótosyntesan
er því í raun og veru audstæða
þess sem gerist við gerjun
eða rotnun og bruna.
Fótósyntesa jurtanna er
mjög ílókin efnabreyting sem
ennþá hefur ekki heppnast
að líkja eftir í rannsóknarstof-
um að fuilu, Jurtin framleið-
ir einnig önnur efni en st.erkju,
til dæmis eggjahvítuefni og
eru menn raunar enn fjær
því að geta líkt eítir jurtun-
um í framleiðslu þeirra efna
en við myndun sykurs. —,
Kolsýra loftsins er hráefni eða
fæða jurtanna. Jurtirnar þurfa
einnig cinnur fæðuefni eins
og kunnugt er, fyrst og íremst
vatn og önnur steinefni, .isem
þær fá úr jarðveginum gegn-
um ræturnar.
Jurtirnar eru Hfverur sem
nota eingöngu ólífræn efni sér
til næringar þ.e. ýmis stein-
efnasambönd, kolsýru og vatn.
Einnig getum við skoðað jurt-
irnar sem vérksmiðju sem
vinnur hin lífrænu efni úr ólíf-
rænu hráefni.
Til þess að geta unnið úr
hráefni sínu þurfa jurtimar
ljós, hita og loft. Uppleyst
steinefni og vatn fá þær úr
jarðveginum gegnum rætuirnar,
sem eru þannig milliliður; eða
miðlari við upptöku nséringar-
innar. Ljós, hiti og kolsýra
loftsins orkar aftur á móti
beint á jurtina án nokkurs
miðlara. Aðlifun kolefnisins
fer fram í grænum blöðum og
stönglum með hjálp sólarijóss-
ins eða sólarorkunnar eins og
áður var lýst.
En jurtin þarf einnig, á: eig-
in orkuframleiðslu að halda við
efnavinnslu sina. Sumti. af
hinu lífræna efni sem:;;hún
framleiðir notar hún þvi tii
eldsneytis. Til þessárar eig-
in orkuvinnslu þarf jurtin -súr-
efni. Jurtirnar geta ekkif lif-
að án súrefnis, og þBíögr<! sagt
að þær andi. AHirlifandi jurta-
Framhald á ,9.. síðu.
jnn er pípa rneð krans af -smá- þurfa
LÍFRÆN EFNI OG HRINGRÁS
KOLEFNIS í NATTÚRUNNI
Lokagrein Óskars B. Bfarnasð :iar um „innri gerð eínisins'