6

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 6 6/21/11 9:30 AM

1 IZ ČESA JE VESOLJE?

1.1 Kaj je zvezdni prah?1.2 V čem je skrivnost življenja?1.3 Kako veliki so delci snovi?1.4 Kako človek uporablja snov?

Zrak, ki ga dihamo, voda, ki jo pijemo, zvezde, ki jih opazujemo na nočnem nebu, planet, na katerem živimo, in tudi mi sami – vse je snov. A kaj je v resnici snov in kakšne lastnosti ima? Na to vprašanje človek že dolgo išče ustrezen odgovor. Nekateri starogrški fi lozofi so domnevali, da je vsa snov na Zemlji sestavljena iz štirih osnovnih elementov – zemlje, zraka, vode in ognja, nebesna telesa pa iz petega elementa – etra. Danes vemo, da je vsa snov sestavljena iz zelo majhnih delcev in da v vesolju prevladujeta vodik in helij.

V tem poglavju, ki obravnava SNOV, boš izvedel:

· kaj je snov

· kako je snov zgrajena

· v katerih agregatnih stanjih jo najdemo

· kako nastane nova snov

· kako človek raziskuje in uporablja snov

7

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 7 6/21/11 9:30 AM

VESOLJE: svetloba in snov OSONČJE: zvezde in planeti ZEMLJA: ozračje, voda, tla

Pred kakšnimi 14 milijardami let se je z velikim pokom začelo širiti vesolje. Pri tem je nastajala snov – v začetku osnovni delci, ki so se začeli združevati v protone in nevtrone, ti pa naprej v atomska jedra. Ko je vesolje doseglo starost približno pol milijarde let, so začeli nastajati prvi atomi. Ti so naprej oblikovali velike oblake plina, iz katerih so se razvile prve zvezde in galaksije. Po 10 milijardah let se je na enem od planetov zgodilo nekaj zelo nenavadnega – snov se je tako »organizirala«, da je nastalo življenje.

Iz česa je vesolje ...Vse meglice, planeti in zvezde so snov. Pravzaprav je vse v vesolju ali snov ali sevanje. Albert Einstein je s svojo znamenito enačbo E = mc2 pojasnil, da sta snov in sevanje v resnici obliki energije. Astro-nomi domnevajo, da je v vesolju veliko več snovi, kot jo lahko vidimo (imenujemo jo temna snov). Snov namreč vidimo le, če oddaja ali zastira sve-tlobo oziroma sevanje, kot npr. zvezde, galaksije in meglice. A kaj imajo skupnega različna vesoljska telesa? Če jih primerjamo med seboj, ugotovimo, da imajo vsa maso in zavzemajo določen prostor.

? Zakaj svetlobe in zvoka ne uvrščamo med snov?

... in iz česa so živa bitja?Tudi živa bitja so sestavljena iz različnih snovi. Razvila so se v oceanih na Zemlji, ko so se ustvarili ustrezni pogoji. Ti so omogočili organizacijo snovi v zapletenejše oblike. Na tej osnovi (in s pomočjo naravnega izbora) se je v nekaj milijardah let razvilo življenje v vsej svoji raznolikosti. Za razliko od drugih snovi pa morajo živa bitja za svoj obstoj nenehno izmenjevati snovi z okolico – kisik, ogljikov dioksid, vodo in še mnoge druge.

? Po čem se živo loči od neživega?

Vsa snov v vesolju je sestavljena iz izjemno

majhnih delcev – atomov. Ljudje poznamo nekaj

več kot sto različnih vrst atomov. Večina atomov

vodika in helija je nastala kmalu po začetku

vesolja, ostali atomi pa so nastali v zvezdah in se

ob eksplozijah supernov razpršili po vesolju.

1.1 KAJ JE ZVEZDNI PRAH?

Ključne besede:• vesolje• snov • element • spojina • atomi• molekula

sto milijonkrat povečano sto milijonkrat povečano sto milijonkrat

8

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 8 6/21/11 9:30 AM

VODA: voda, minerali

MOLEKULE VODE: molekula vode je sestavljena iz atoma kisika in dveh atomov vodika

Od kod toliko različnih snovi v vesolju?Atomi se lahko povezujejo v molekule ali pa iz njih nastanejo ionske spojine. Snòvi, ki je sestavljena iz samo ene vrste atomov, pravimo element. Elementi so npr. silicij, zlato, železo, helij, kisik, dušik in drugi. Večina elementov je sestavljena iz atomov (npr. zlato), nekateri pa iz molekul (npr. kisik). Snovi v naravi najpogosteje najdemo kot spojine. Spojina nastane, kadar se spajata vsaj dva različna elementa. Spojine so lahko sestavljene iz molekul (npr. voda) ali ionov (npr. natrijev klorid).

? V lanskem zvezku ali učbeniku za naravoslovje poišči razlage pojmov element in spojina.

PovzetekOb nastanku vesolja je nastala tudi snov. Vsa telesa (tudi živa bitja) so iz snovi in imajo določeno maso ter prostornino. Danes vemo, da je vsa snov zgrajena iz izjemno majhnih delcev, ki jim pravimo atomi. Element je snov, zgrajena iz ene vrste atomov. Atomi se lahko med seboj povezujejo v molekule elementov in spojin.

Ponovi• Kaj sestavlja vesolje?• Kaj je značilno za snov?• Kako je zgrajena snov?• Kakšna je razlika med elementom in spojino?• Kakšna je razlika med atomom in molekulo?

Razmisli• Kako bi nekomu pojasnil, kaj je snov?• Ali je ljubezen snov?

In kaj sestavlja snov?Vprašanje, kako je zgrajena snov, je staro vsaj toliko kot človeška civilizacija. Starogrški fi lozof Empedokles je bil prepričan, da je vsa snov na Zemlji sestavljena iz majhnih delcev štirih elementov – zemlje, zraka, vode in ognja. Ob koncu 17. stoletja so kemiki poznali že več deset elementov, s poskusi pa so ugotovili, da snov sestavlja veliko število izjemno majhnih delcev. Do začetka prejšnjega stole-tja je veljalo prepričanje, da so to najmanjši delci v vesolju, zato so jih poimenovali atomi, kar v grščini pomeni nedeljiv. Danes vemo, da atome sestavljajo še manjši delci, ki jih bomo spoznali v naslednjem poglavju.

? Kako si predstavljaš atome?

Z najbolj zmogljivimi mikroskopi lahko zaznamo

zgradbo snovi na ravni delcev (prikazani so

atomi silicija – slika je za boljšo predstavljivost

računalniško obarvana).

100.000.000 x povečano

povečano sto milijonkrat povečano

Element zlato gradijo atomi zlata, vodo pa molekule vode. molekulevode

atomi zlata

9

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 9 6/21/11 9:30 AM

Pogled na Zemljo iz vesolja je osupljiv. Koprena-sti oblaki zakrivajo modre oceane in zelene celine. Planetu daje edinstven pečat tekoča voda, ki prekriva skoraj tri četrtine površja. Ko se spustimo na površje, opazimo še eno posebnost – za razliko do drugih planetov se je tu razvilo življenje. Toda zakaj prav na Zemlji? Odgovor je v vodi, eni najbolj nenavadnih snovi v vesolju, in v pogojih, pri katerih je voda v tekočem stanju.

Kaj je skrivnost življenja?Življenje na Zemlji se je razvilo v vodi in še danes živa bitja za življenje potrebujemo vodo. Človek bi brez vode že po nekaj dneh umrl. A čeprav je vode na Zemlji v izobilju, je vode, ki jo lahko človek pije, manj kot en odstotek. Tekoča voda na Zemlji je zmes različnih čistih snovi, pri čemer je največ vode. Pitna voda sme vsebovati le določene snovi v manjših količinah, hkrati pa v njej ne sme biti mikro-organizmov, ki povzročajo bolezni. Zmesi ločujemo z različnimi postopki, kot so sejanje, fi ltriranje in kromatografi ja, ki jih že poznaš.

? V lanskem zvezku ali učbeniku za naravoslovje poišči razlage pojmov zmes in čista snov.

Je tudi drugod v vesolju voda?Vodo najdemo tudi drugod v vesolju (npr. na Marsu), vendar je zaradi nizkih temperatur večinoma v trdnem stanju (led). Pogojem na Zemlji, pri katerih voda obstaja tudi kot tekočina (tekoča voda) in plin (vodni hlapi), se lahko zahvalimo za nastanek življenja in naš obstoj. Led, tekoča voda in vodni hlapi so namreč le različna agregatna stanja vode, ki se razlikujejo po urejenosti in gibanju delcev (glej okvir desno spodaj). V katerem agregatnem stanju je snov, je odvisno predvsem od temperature in tlaka v okolici. Posebna oblika snovi je tudi plazma, ki nastane pri izjemno visokih temperaturah (npr. v zvezdah).

? Naštej nekaj snovi, ki so pri običajnih pogojih v trdnem, tekočem oziroma plinastem stanju.

Loči zmes. Podrobnejša navodila so v delovnem zvezku na str. 6.

1.2 V ČEM JE SKRIVNOST ŽIVLJENJA?

Ključne besede:• zmes• čista snov• lastnosti snovi• agregatna stanja • kemijske lastnosti• kemijska reakcija

voda je spojina vodika in kisika

Pri iskanju zlata ločujejo zmes zlata, vode in peska.

zrnca zlata vsebujejo le element zlato

pesek (kalcijev karbonat) je spojina kalcija, ogljika in kisika

zlata zrna, voda, pesek ...

10

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 10 6/21/11 9:30 AM

AGREGATNA STANJA SNOVI

Vsaka snov je v enem od treh agregatnih stanj, ki jih krajše označimo: trdno (s), tekoče (l) in plinasto (g). Snovi lahko s segrevanjem in ohlajanjem (ali spremembo tlaka) prehajajo iz enega stanja v drugo.

? Ugotovi izvor oznak s, l in g za agregatna stanja.

PovzetekVoda je eden izmed osnovnih pogojev za življenje na Zemlji. Voda in druge snovi so lahko v treh agregatnih stanjih: trdnem, tekočem in plinastem. Agregatno stanje snovi je odvisno od tlaka v okolici in temperature snovi. Snovi se med seboj razlikujejo v lastnostih. Pojav, ko se snov kemijsko spremeni, imenujemo kemijska reakcija.

Ponovi• Naštej nekaj primerov čistih snovi in zmesi.• Navedi nekaj lastnosti vode.• Navedi nekaj kemijskih sprememb, ki

potekajo v naravi.

Razmisli• Zakaj voda na višjih nadmorskih višinah zavre

pri nižji temperaturi?• Zakaj jeklo ni čista snov?

Ali med ledom in vodo res ni razlike?Seveda se led in tekoča voda razlikujeta, saj sta že na videz povsem drugačna. A treba se je vprašati, kaj v resnici primerjamo. Če nas zanimajo lastnosti ledu in vode, kot sta npr. gostota in barva, bomo našli kar precej razlik. Primerjava zgradbe molekul in reak-tivnosti pa nudi drugačno sliko. Ugotovimo, da sta led in tekoča voda ista snov, saj ju gradijo molekule vode.

? V čem se razlikujeta diamant in grafi t?

Kako se spreminjajo snovi?Voda, ki jo najdemo na Zemlji in drugod po vesolju, je po predvidevanjih astronomov nastala ob nastanku zvezd. Manjše količine vode nastajajo tudi na Zemlji npr. pri gorenju snovi, ki vsebujejo element vodik.Takšnemu procesu, pri katerem se spreminjajo snovi, pravimo kemijska sprememba ali kemijska reakcija.

? V lanskem zvezku ali učbeniku za naravoslovje poišči kakšno kemijsko reakcijo.

Delci so blizu skupaj in urejeno razporejeni. Imajo točno določene lege in lahko le nihajo okrog njih. Zaradi tega snov ohranja svojo obliko.

Delci so oddaljeni drug od drugega in neurejeno razporejeni. Se prosto gibljejo, vrtijo in nihajo. Snov zavzame celotno prostornino, ki ji je na voljo.

Delci so blizu skupaj, a niso urejeno razporejeni. Delci se se lahko gibljejo drug mimo drugega ter se pri tem vrtijo in nihajo. Snov zavzame obliko posode in tvori gladino.

Ali je zelena barva na sliki povezana s kemijsko

spremembo?

V ledu, tekoči vodi in vodnih

hlapih so molekule različno

razporejene.

led

tekoča voda

TALJ

ENJE

STRJ

EVAN

JEU

TEKO

ČINJ

ANJE

IZPA

REVA

NJE

SUBL

IMAC

IJA

IZH

LAPE

VANJ

E

tekoča snov

trdna snov

plinasta snov

11

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 11 6/21/11 9:30 AM

Z vsakim požirkom vode vstopi

v telo okoli 1023 molekul vode.

Tvoje telo je večinoma iz vode; ta predstavlja do tri četrtine vse mase človeka. V vsakem od nas je več kot 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 oziroma 1028 molekul vode. A te molekule le začasno pred-stavljajo naše telo, saj jih s pitjem in z izločanjem vsak dan zamenjamo 1025 in več. To je mnogo več, kot je vseh galaksij in zvezd v vesolju, kar pomeni, da molekule vode ne morejo biti prav velike. A kljub temu zapolnjujejo oceane ...

Kako velik je en delec vode?Delcev snovi s prostim očesom ali svetlobnim mikro-skopom ne moremo videti, saj so običajno veliki le nekaj milijonink milimetra. Prav zaradi tega si njihovo velikost oziroma majhnost težko predsta-vljamo. Če bi molekulo vode povečali na velikost jabolka, bi bila kapljica vode velika kakor Zemlja.

Atomi so še manjši od molekul, pri čemer je najve-čji atom le nekajkrat večji od najmanjšega. Precej drugače je pri molekulah. Preproste molekule, npr. molekula vode, vsebujejo le nekaj atomov, največje molekule pa tudi več milijard atomov. Molekula DNA, ki je v jedru celic, je lahko sestavljena tudi iz več kot 10 milijard atomov.

? Ali znaš sedaj pojasniti, zakaj so živa bitja zapleteno organizirana snov?

Koliko molekul je v plastenki vode?Delci kljub izjemni majhnosti gradijo skale, gore, planete in celo galaksije. Očitno mora biti njihovo število že v majhnem koščku snovi zelo veliko. Ali je sploh možno določiti njihovo število, saj jih ni mogoče preprosto prešteti?

Poskusimo z ugibanjem. Če je molekula vode velika približno 2·10-10 m (0,000 000 000 2 m), bi jih morali v vrsto nanizati približno pol milijarde, da bi dobili 1 dm. V škatlico s stranicami 1 dm (prostornine 1 liter) bi jih spravili okoli pol milijarde × pol mili-jarde × pol milijarde. Po naši oceni je v litru vode 1026 (100 000 000 000 000 000 000 000 000) molekul vode. Natančnejša vrednost je nekoliko nižja.

? Ali si lahko predstavljaš tako velika in tako majhna števila?

desetmilijoninkamilimetra

del modela molekule DNAmodel molekule vode

1.3 KAKO VELIKI SODELCI SNOVI?

Ključne besede:• število delcev• velikost delcev • množina snovi

12

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 12 6/21/11 9:30 AM

PovzetekDelcev snovi (atomov in molekul) s prostimi očmi ne moremo videti. Njihovo število je zato tudi v majhnem koščku snovi nepredstavljivo veliko. Količino snovi lahko izražamo z maso ali množino snovi. V 1 mol katere koli snovi je 6·1023 delcev (atomov, molekul ali drugih delcev snovi).

Ponovi• Ali lahko vidimo atome ali molekule?• Kako podajamo količino snovi?• Koliko molekul je v enem molu sladkorja?

RazmisliKatera molekula je najmanjša?

ljudi na Zemlji okoli 7 000 000 000 7×109 oz. 7 milijard

zvezd v naši galaksiji okoli 100 000 000 000 1011

zvezd v vesolju okoli 1 000 000 000 000 000 000 000 1021

molekul v 18 g vode 600 000 000 000 000 000 000 000 6×1023 oz. 1 mol

molekul vode na Zemlji okoli 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

1047

vseh delcev v vesolju okoli 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

1080

Količino bombonov in mnogih drugih stvari lahko določimo s preštevanjem ali tehtanjem.

Kako izmerimo količino snovi?Ko govorimo o snovi, je velikokrat pomembno, koliko je te snovi. Zaradi tega je na vrečki bombo-nov napisana masa vseh bombonov. Lahko pa bi nas zanimalo, koliko je vseh bombonov v vrečki in bi jih preprosto prešteli. Vidimo, da lahko na oba načina povsem enakovredno opišemo, s kolikšno količino snovi imamo opravka. Izberemo tistega, ki nam v danem primeru bolj ustreza. Podobno sta tudi v znanosti v uporabi dva načina za podajanje količine snovi:

• masa (koliko gramov ali kilogramov ima snov)• množina snovi (koliko delcev je v snovi).

V vsakdanjem življenju večkrat govorimo o masi, v kemiji pa je množina snovi pogosto uporabnejša.

Kako enostavneje zapišemo število delcev?Podobno kot za dva plesalca uporabljamo izraz par, za štiri glasbenike kvartet, za šest pločevink pijače »six-pack«, za 12 jajc ducat, za kemike 6·1023 delcev predstavlja 1 mol snovi. Število delcev v enem molu snovi je bilo določeno z različnimi poskusi. Pri tem so delci lahko atomi, molekule ali kakšni drugi delci snovi, ki jih bomo spoznali v nada-ljevanju.

velika številaPri zapisovanju velikih števil si običajno pomagamo z eksponentnim zapisom in decimalnimi predponami.

En mol različnih snovi ima različno maso.

1: natrijev klorid2: železov klorid3: bakrov sulfat4: kalijev jodid5: kobaltov nitrat6: kalijev permanganat

166.0 g

291.0 g

58.5 g

270.3 g

249.7 g

158.0 g

2: FeCl3

1: NaCl

6: KMnO4

3: CuSO4

4: KI

5: Co(NO3)2

13

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 13 6/21/11 9:30 AM

Bolid formule 1 sestavlja več kot 80 000 delov iz najrazličnejših snovi, ki morajo biti čim lažje in hkrati čim bolj vzdržljive.

Človek že od pradavnine uporablja različne snovi iz okolja. Iz kamna, lesa in kosti si je ustvaril prva orodja, iz živalskih kož oblačila, iz zelišč zdravilne pripravke ... Z razvojem družbe so se pojavljale zahteve po vedno novih snoveh in njihovih lastno-stih. Danes si sodobnega življenja brez umetnih mas, različnih vrst kovin, zdravil ipd. sploh ne znamo več predstavljati.

Zakaj je poznavanje snovi koristno?Če želimo izboljšati lastnosti različnih obstoječih materialov, izdelati nov material za gradnjo vesolj-skih plovil ali učinkovino za zdravljenje bolezni, moramo vedeti, kako je snov zgrajena, kako se obnaša v določenih pogojih in kako jo lahko spreme-nimo. Ta znanja so pomembna tudi za razumevanje vloge različnih snovi v organizmih in uporabnosti za človeka. Tako sta spreminjanje lastnosti snovi in izdelava novih snovi že od nekdaj ključni dejavnosti za razvoj človeške družbe.

Kako je človek nekoč spoznaval snov ...Človek je na začetku uporabljal le snovi, ki jih je našel v naravi. Pogosto jim je nekoliko spremenil obliko (npr. izostril robove), da so bolje služile svojemu namenu. Kmalu je ugotovil, da lahko poleg oblike spremeni tudi druge lastnosti snovi. Tako so ljudje že pred več tisoč leti strojili kože, talili kovine, izdelovali različne zdravilne pripravke … Spoznanja o lastnostih in uporabnosti različnih snovi so se prena-šala iz roda v rod in postopoma kopičila. Kljub veliki uporabni vrednosti pa to znanje ni bilo sistematično urejeno.

? Zakaj se nekatere zgodovinske dobe imenujejo po snoveh (npr. kamena doba, železna doba ...)?

Ključne besede:• alkimisti • Lavoisier• Dalton• Mendelejev

kratka zgodovina uporabe snovipred 30 000 leti naravna barvila za jamske slike živalske kože za oblačilapred 20 000 leti izdelki iz glinepred 10 000 leti prvi izdelki iz različnih kovinpred 6000 leti prvi izdelki iz bronapred 3500 leti prvi izdelki iz železa

1825 prvi izdelki iz aluminija1935 najlon (vrvi, nogavice)1938 tefl on (obloga, na katero se hrana ne prijema)1953 polikarbonati (zgoščenke, kontaktne leče)1965 kevlar (neprebojni jopiči, ojačitve materialov)1985 fulereni (uporaba v nanotehnologiji)1991 nanocevke (uporaba v nanotehnologiji)

1.4 KAKO ČLOVEKUPORABLJA SNOV?

Piščal, narejena iz kosti jamskega medveda, ki so jo

našli v jami blizu Cerknega, dokazuje, da je človek že

pred več kot 50 000 leti izdeloval preprosta glasbila.

14

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 14 6/21/11 9:30 AM

Kako deluje znanost?Ljudje so postopoma začeli vse bolj sistematično proučevati svet in razvila se je znanost – dejavnost, s katero človek v skladu z natanko določenimi pravili pridobiva novo znanje. V znanstvenem načinu dela je izjemno pomembno natančno opazovanje, s katerim znanstveniki preverjajo znanstvene domneve. Znanstveniki pogosto z eksperimenti sami ustvarijo razmere za pojave, ki jih želijo proučevati.

Znanost se deli na številne znanstvene vede, med katerimi je tudi kemija, ki proučuje zgradbo snovi, njene lastnosti in spremembe. Pri razumevanju in opisovanju sveta si kemiki pogosto pomagajo z modeli (npr. model atoma) in uporabljajo poseben jezik s simbolnimi zapisi (kemijski simboli, formule in enačbe). Snov proučujeta tudi fi zika in biologija ter mnoge tehnološke vede (npr. metalurgija), vendar vsaka z nekoliko drugačnega zornega kota.

? Kakšna je razlika med kemijo in fi ziko?

Postavi znanstveno domnevo in jo preveri. Podrobnejša navodila so v delovnem zvezku na str. 10.

PovzetekSpreminjanje lastnosti snovi in izdelava novih snovi sta dva izmed ključnih dejavnikov razvoja človeške družbe. Včasih so ljudje svet okoli sebe spoznavali skozi vsakdanje izkušnje, danes to sistematično počne znanost. Za znanstveni način proučevanja je značilno natančno opazovanje, izvajanje eksperimentov, postavljanje in preverjanje znanstvenih domnev ter simbolni jezik.

Ponovi• Kaj je potrebno vedeti, če želimo izdelati nove snovi

ali obstoječim spremeniti njihove lastnosti?• Katere snovi je človek najprej uporabljal?• Kaj je znanost?• Ali lahko alkimiste štejemo med znanstvenike?• Kaj so osnove kemijskega jezika?

Razmisli• V čem se razlikujejo naravoslovne in družboslovne

znanosti? • Zakaj se je prej razširila uporaba brona kot uporaba

železa?• S čim se ukvarjata biokemija in fi zikalna kemija?

... in kako jo danes?Začetki sistematičnega proučevanja snovi segajo vsaj v srednji vek, ko so v arabskem svetu začeli izva-jati prve kemijske poskuse. Alkimisti so namreč ob iskanju kamna modrosti in načina za pretvorbo manj-vrednih kovin v zlato odkrili številne nove snovi in kemijske postopke. Njihovo znanje se je postopoma razširilo po Evropi, kjer so pogoste epidemije kuge in druge bolezni spodbudile ljudi k iskanju zdravila zanjo. To je pomenilo razmah tedanje kemije. Temelje sodobne kemije sta konec 18. stoletja postavila francoski in angleški znanstvenik Antoine Lavoisier in John Dalton. Pomemben delež je z ureditvijo elementov v periodni sistem prispeval tudi ruski znanstvenik Dimitrij Mendelejev.

? Kdo je bil Friderik Pregl?

Znanstveniki s poskusi preverjajo

svoje znanstvene domneve.

15

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 15 6/21/11 9:30 AM

Na prvi pogled se zdi, da s kemijo v vsakdanjem življenju nimamo dosti opravka. A že ko sežeš v žep, ugotoviš, da temu ni tako. Snovi za ohišje, zaslon in notranjost tvojega mobilnega telefona ali iPoda so namreč razvili kemiki. Prav tako barvila, s katerimi so obarvana tvoja oblačila. Tudi okus tvoje najljubše pijače in zdravilo, ki si ga vzel včeraj, sta morda nastala v kemijskih laboratorijih.

Kje se srečujemo s kemijo?V sodobnem svetu se s spoznanji kemije srečujemo na vsakem koraku. Dognanja kemije uporabljamo v biologiji, medicini in farmaciji, strojništvu, elek-trotehniki, pri razvoju novih materialov, varovanju okolja, v kmetijstvu in prehrambeni industriji, avto-mobilski in letalski industriji, v kozmetični industriji, gospodinjstvu, pri recikliranju odpadkov ... kemijo lahko najdemo povsod! Z iskanjem in razvojem vedno novih snovi in izboljševanjem njihovih lastnosti se vsakodnevno po vsem svetu ukvarja veliko ljudi.

? Ozri se okoli sebe in poišči »kemijo«.

Nekoč so ljudje nove

obstojnejše vrste rastlin

dobivali s križanjem,

danes to počnemo tudi z

genskim inženiringom.

Ali napoj mladosti obstaja?Človek že dolgo ve, da so nekatere rastline zdra-vilne, medtem ko so druge strupene in celo smrtno nevarne. Danes številne farmacevtske družbe izdelu-jejo različna cepiva in zdravila, s katerimi prepreču-jemo ali zdravimo bolezni.V sodobni kirurgiji se vse pogosteje uporabljajo raz-lični vsadki iz umetnih snovi. Umetne srčne zaklopke ali umetni kolki so danes nekaj povsem običajnega. Napoja mladosti, ki so ga želeli izdelati že alkimisti, žal še nikomur ni uspelo narediti, se je pa življenjska doba v razvitem svetu v zadnjih sto letih tudi na račun kemijskih odkritij podvojila. K temu je pripo-mogel tudi natančnejši nadzor kemijske sestave živil in večja osveščenost ljudi o zdravem načinu življe-nja, za kar je zaslužna tudi kemija.

? Ali so ljudje po vsem svetu v enaki meri deležni pridobitev znanosti?

1.4 KAKO ČLOVEKUPORABLJA SNOV?

Ključne besede:• medicina in farmacija • nove tehnologije • trajnostni razvoj • recikliranje odpadkov

V srednjem veku je lahko ena sama huda pandemija gripe pomorila tudi do tretjino prebivalstva. Danes je v razvitem svetu preventivno cepljenje proti povzročiteljem bolezni nekaj povsem običajnega, žal pa to še zdaleč ne velja za nerazvite države.

Snovi, iz katerih je izdelana večina stvari v tvojih žepih, torbi ali sobi so razvili v kemijskih laboratorijih.

16

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 16 6/21/11 9:30 AM

Nekoč je kemija veljala za umazano in

nevarno, danes pa je ohranjanje čistega

okolja v veliki meri odvisno prav od

njenih dosežkov.

Ali lahko kemija koristi okolju?V zadnjem času se vse bolj uveljavlja tako imenovana zelena kemija, katere osnovna naloga je zmanjšanje onesnaževanja okolja in zagotavljanje trajnostnega razvoja družbe. Pri tem igra pomembno vlogo iskanje novih snovi, virov energije in tehnoloških procesov, ki v čim manjši meri obremenjujejo okolje. Recikli-ranje odpadnih snovi in uporaba biorazgradljivih snovi bi morala biti samoumeven prispevek k čistej-šemu okolju vsakogar izmed nas.

Kaj lahko narediš za okolje še danes? To tudi naredi in zapiši napotke za druge v delovni zvezek na str. 12.

kemija je skoraj povsodmedicina in farmacija: nova učikovitejša zdravila, telesni vsadkikmetijstvo in prehrana: manj nevarna škropiva, genski inženiringšport in prosti čas: športna prehrana, športna opremagradbeništvo: novi gradbeni materialistrojništvo: nove vzdržljivejše zlitine, kompozitni materialielektrotehnika: polprevodni materiali v računalnikihgospodinjstvo: učinkovitejša in okolju prijaznejša čistilamoda in design: barvila in materiali za oblačila in obutevumetnost: analize in restavriranje starih umetninnaravovarstvo: raziskovanje medsebojnega vpliva različnih snovi

v okolju in njihovega vpliva na organizmebiologija: raziskave procesov v celicah na ravni delcevfi zika: tekoči kristali za LCD zaslone, varčnejša svetilaŠe sam poišči nekaj primerov uporabe kemije.

Kaj ima kemija z vesoljsko tehnologijo?Najlon, tefl on, stiropor, polivinil, neopren, kevlar ... so besede, ki jih naše prababice in pradedki niso poznali. Preprosto zato, ker te snovi takrat še niso obstajale. Z razvojem moderne tehnologije so se začele pojavljati zahteve po vedno novih lastnostih snovi, ki jih naravne snovi nimajo. Hkrati se je razvi-jala kemijska tehnologija, ki je omogočala odkri-vanje in izdelavo takšnih snovi. Primer take snovi je hidrazin, ki se uporablja kot pogonsko gorivo za rakete. Raketni inženirji so iskali snov, ki pri izgo-revanju v zelo kratkem času sprosti veliko količino potisnih plinov in za to ne potrebuje kisika (v vesolju ga namreč ni!). Danes se mnogi znanstveniki ukvarjajo z nanodelci oziroma nanotehnolgijo, ki bo verjetno v prihodnjih desetletjih prodrla v vse pore tehnologije in zaznamovala naše življenje.

? Na svetovnem spletu odkrij, kaj je nanotehnologija.

PovzetekZ dosežki kemije se srečujemo na vsakem koraku, njena spoznanja uporabljajo v mnogih drugih znanostih in skoraj v vseh vrstah industrije. Tudi naše misli, spomini in občutja so posledica različnih kemijskih sprememb v našem telesu. Čeprav se kemije neupravičeno drži sloves vede, ki onesnažuje naše okolje, pa so ravno njena spoznanja in njen napredek ključni za ohranitev čistega okolja.

Ponovi• Na katerih področjih se uporabljajo spoznanja

kemije?• Na kakšen način je kemija povezana z našim

zdravjem?

Razmisli• Zakaj se kemije drži neupravičen sloves znanosti,

ki zastruplja in uničuje okolje?• Razišči primer, ko je neka snov, ki jo je izdelal

človek, škodljivo vplivala na okolje.

17

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 17 6/21/11 9:30 AM

tarča ////////////////////////////

arta/////////////////////////////////

1 8 tarča- 01

Skrivnosti zločinov

Moderna forenzikaNamen forenzične znanosti je iden-tifi kacija oseb in proučevanje sledi, povezanih s kaznivimi dejanji (vlo-mi, ropi, umori, ipd.), prometnimi in drugimi nesrečami (požari, uto-pitve, potresi ...). Na terenu forenzi-ki pregledajo mesto dogodka in zbe-rejo sledi, ki jih kasneje analizirajo v laboratoriju. Prizorišče fotografi -rajo in skicirajo ter poskušajo ren-konstruirati dogajanje. Forenzika je interdisciplinarna veda, ki temelji na znanju kemije, biologije, fi zike, psihologije, računalništva in drugih ved. V Sloveniji opravlja te naloge

Center za forenzične preiskave, ki ima laboratorije za fi zikalne, kemij-ske in biološke preiskave ter oddel-ka za preiskave prstnih odtisov in dokumentov.

Forenzični laboratorijiV oddelku za fi zikalne preiskave preiskujejo sledi iz prometnih ne-sreč, streljanj, ugotavljajo vzroke požarov in eksplozij ter preizkušajo varnost blagajn. V oddelku za ke-mijske preiskave proučujejo sledi iz požarov in kaznivih dejanj na oko-ljevarstvenem področju ter posku-šajo v sledeh določiti strupe, droge,

Že takoj po prihodu v pro-stor je bilo forenziku jasno, da se je nekdo zelo tru-dil, da bi prikril vse sledi. Skrbno pospravljena soba, pobrisan prah, posesana preproga in v zraku oster vonj čistila niso obetali prav veliko dokazov. Kljub temu se loti pregledovanja prostora milimeter za mili-metrom. Išče sledove krvi, vlakna tkanin, prstne odti-se – kar koli bi lahko izda-lo storilca. Končno najde delček strganega oblačila in na njem snov, podobno strjeni krvi.

Forenzika nekočRazlične nesreče in kriminalna deja-nja spremljajo človeka že od prazgo-dovine. Ljudje so že od nekdaj po-skušali razumeti vzroke za nesreče in jih preprečiti, hkrati pa stopiti na prste prestopnikom ter jim pošteno soditi. Nekoč so kot glavni dokaz ve-ljale izjave prič, ki so bile velikokrat nezanesljive. Tako je mnogo presto-pnikov ušlo roki pravice, hkrati pa je bila zlahka obsojena tudi povsem nedolžna oseba. Z razvojem zna-nosti so se razvijale tudi različne metode, s katerimi je bilo moč re-konstruirati dogodke in pred roko pravice pripeljati prave krivce. A tudi kriminalci so s časom postajali vse bolj iznajdljivi in teže ulovljivi, kar je še dodatno spodbudilo razvoj forenzične znanosti. V zgodovini je veliko bolj ali manj resničnih izgodb o odkrivanju zločincev. Velike mej-nike v forenziki predstavljajo upo-raba prstnih odtisov, DNA raziskave in primerjalne analize streliva, ki so ključni dokazi v sodnih procesih.

Uspešen zaključek preiskave je v veliki meri odvisen od ostrega očesa, natančnosti, spretnosti, izurjenosti in znanja forenzikov na terenu.

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 18 6/21/11 9:30 AM

/////////////////////////////////////////////////////

Poišči storilca na osnovni analize sledi. Podrobnejša navodila so v delovnem zvezku na str. 14.

01 -tarča 1 9

vnetljive in eksplozivne snovi, barvi-la in avtomobilske lake. V biološkem oddelku izvajajo preiskave vzorcev las, dlak, krvi, sline, tkiv, semena rastlin, lesa ipd. Prstne odtise, od-tise dlani in odtise obuval prouču-jejo na oddelku za daktiloskopijo, na oddelku za preiskavo rokopisov in dokumentov pa preiskujejo pod-pise, rokopise, dokumente, črnila, papir, rekonstruirajo poškodovane dokumente ipd.

Detektivi v belih haljahEna izmed ved, ki je veliko prispeva-la k razvoju forenzične znanosti, je kemija. Raziskovalci so na osnovni kemijskega znanja razvili vrsto teh-nik za analizo krvi, prstnih odtisov, vzorcev DNA, zdravil, drog, streliva, dokumentov, prsti, ostankov poža-rov, mikrobov ipd. Eden prvih pri-merov, ko so kemiki uspešno razvo-zlali primer kaznivega dejanja, sega v leto 1851 v Belgijo, ko sta bila grof de Bocarmé in njegova žena osu-mljena zastrupitve ženinega brata. Takrat je sodišče ukazalo kemiku Jeanu Servaisu Stasu, da prouči po-smrtne ostanke nesrečnika. Stas je

posumil, da je bil zastrupljen z niko-tinom, vendar prisotnosti nikotina v telesu takrat še niso znali dokazati. S pomočjo kemijskega znanja je raz-vil postopek, s katerim je tudi do-kazal prisotnost nikotina v truplu. Test se še dandanes občasno upo-rablja, čeprav so ga sedaj večinoma nadomestili precej hitrejši in bolj natančni testi.Zelo pomembni pri iskanju storilcev kaznivih dejanj so tudi prstni odtisi. V televizijskih nanizankah pogosto vidimo forenzike, kako s čopiči na-našajo prah na površine in iščejo pr-

Prvi podatki o uporabi prstnih odtisov za prepoznavanje oseb izvirajo iz 3. stoletja p. n. št. iz Kitajske. Niti dva človeka nimata enakih prstnih odtisov. Ti se dokončno oblikujejo že pri zarodku v maternici in se s staranjem ne spreminjajo.

Natančno delo forenzikov se nadaljuje v laboratoriju. Sledi so pogosto tako neznatne, da ponovitev raziskave ni možna, zato si forenziki ne smejo privoščiti napake.

stne odtise. Obstajajo tudi kemijski testi, ki so precej natančnejši. Pri takih testih npr. uporabljajo srebrov nitrat, jod, cianoakrilate ipd.

Poleg prstnih odtisov je analiza DNA eden najbolj natančnih po-stopkov za prepoznavanje oseb, saj ima vsak človek nekoliko drugačen genetski zapis. Zaradi napredka ke-mije in postopkov pri analizi DNA so bili oproščeni številni ljudje, ki so bili pred tem po krivem obsojeni.

Največja moč kemije v forenziki se kaže pri ugotavljanju prisotnosti drog in strupenih snovi ter pri pre-iskavah požarov in eksplozij. Danes obstaja cela vrsta testov in zaplete-nih inštrumentov s katerimi lahko zaznamo in analiziramo zelo majhne količine snovi. Z uporabo zmogljivih računalnikov te analize potekajo zelo hitro.

PE 8 UC 2011 notranjost.indd 19 6/21/11 9:30 AM