Διάλεξη 8 / Διάλεξη 8 / σύντομη περιγραφή - Ακριβός Περικλής (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2015)
σύντομη περιγραφή: Εκείνος ο οποίος ασχολείθηκε στη συνέχεια πολύ με τον ελευθερισμό ήταν ο Χάνφρυ Ντέιβι. Ο Χάνφρυ Ντέιβι έφτιαξε τέτοιους βολταϊκές στήλες, πολύ μεγάλες, και ήταν αρκετά έξυπνος ή αρκετά τυχερός για να πιάσει την ελεκτρολύση όχι νερό, ούτε υδατικά διαγύματα κάποιων ενώσων, αλλά τύγματα. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χάνφρυ Ντέιβι. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Υπήρχε ο Χ treatment. Αν κάνεις τη διαδικασία της ηλεκτρόγησης σε τύγμα στη μία μεριά, θα συγκεντρώσεις στερεών άτριο. Συγκέντρωσε λοιπόν, φαντάζομαι, κατά τύχηση, στην αρχή κάποιο στερεό προϊόν στη μία μεριά, στο ένα ηλεκτρόντιο David, στη συνέχεια αναγνώρισε τι ήταν αυτό το οποίο συγκέντρωσε και προχώρησε στο να κάνει αντίστοιχη διαδικασία και με άλλα τα άλλα μετά άλλων. Και έτσι είναι εκείνος που όχι ανακάλυψε, αλλά απομόνωσε σε αρκετά καθαρή μορφή κάποια από τα πιο τραστικά μέταλλα. Το κάλλιο, το νάτριο, το βάριο, το ασβέστιο και όλα αυτά ήταν γνωστά σε ενόξεις τους, δεν ήταν γνωστά όμως στην καθαρή στοιχειακή τους μορφή, μπορούσε αυτό να γίνει μέσα από την ηλεκτρόγηση τυγμάτωντος. Ο David λοιπόν μέσα από τέτοιες διαδικασίες ηλεκτρόγησης διαφόρων προϊόντων, δεν ήταν μόνο άλλα τα αυτά τα οποία χρησιμοποίησε, απέδειξε και κάποιο σφάλμα στην αντίληψη του Λαβουαζιέ. Ο Λαβουαζιέ, παρόλο που ήταν μεγάλος επιστήμονος από τους μεγαλύτερους χημικούς που υπήρξε, έτσι από τις μεγαλύτερες διάνοιες, ήταν και οργανωτικό πνεύμα εκτός των άλλων, είχε κάποιες σφαλαμένες αντιλήψεις για κάποια πράγματα. Υπήρχε λοιπόν στο μυαλό του ο Λαβουαζιέ η ιδέα πως σε όλα τα οξέα υπάρχει μέσα άτομο οξυγόνου. Γι' αυτό, άλλωστε, για το οξυγόνο ονομάσταν και έτσι, οξυγενό, είναι αυτό το στοιχείο που γεννούσε τα οξέα. Έχεις κάτι και έχεις απάνωτο συνηθεμένο κάποιο οξυγόνου, αυτό το πράγμα είναι οξύ. Έλεγε ο Λαβουαζιέ φυσικά τον καιρό εκείνο, τα οξέα που ήταν γνωστά ήταν κυρίως τα ρουμανικά οξέα, ήταν το νυτρικό, το θηικό, το αφοσφορικό, τέτοιου είδους οξέα. Ο Ντέιβι, λοιπόν, απέδειξε ότι υπήρχαν και νόσεις που ήταν οξέα, τα οποία δεν είχαν στο μόριό τους μέσα οξυγόνου. Έτσι, είναι αυτά που γνωρίζουμε τώρα, ήδη από τις τάξεις του Δημασίου, ως υδροχλώριο, υδροβρόμιο, υδρολιώδιο. Μεγάλο σόκ, λοιπόν, στην επιστημονική κοινότητα και ένα σωρό καλοί Βρετανοί πατριώτες περιμένανε από τον δικό τους τον Ντέιβι, μια που βρήκε ένα λάθος στην θεωρία του Λαβουαζιέ, να επιτεθεί στο κατασκεύασμα αυτών της γαλλικής χημείας και να την κατερρίψει και να τη μετατρέψει σε αγγλική χημεία, ας το πούμε. Ο Ντέιβι δεν το έκανε ποτέ αυτό το πράγμα. Ασχολήθηκε και με άλλα πράγματα στη συνέχεια. Η καλύτερη δουλειά που έχει κάνει, όπως λένε έτσι σκοπτικά περισσότεροι από τους σύγχρονους άγγλους επιστήμονες, η καλύτερη δουλειά που έκανε ο Ντέιβι ήταν ότι κάποια στιγμή προσέλαβε σαν βοηθό του τον Φαραντέιβι. Ο Φαραντέιβι αποδείχτηκε πολύ μεγαλύτερος από τον Ντέιβι στις εργασίες του, στη δουλειά του, στη συναιπιά του. Είναι για τους περισσότερους το συνώνυμο του συναιπούς επιστήμονα. Και βεβαίως, παρόλο που πρακτικά ήταν αμόρφωτος, δεν ήταν δηλαδή γόνος κάποιας οικογένειας αριστοκρατικής, είχε την θέγηση, είχε την σκέψη, είχε την διάθεση, αφιέρωσε μεγάλο μέρος της ζωής του στην έρευνα. Και πράγματι, έτσι όχι μόνο εγώ πάρα πολύ το αναφέρουν και στα βιβλία τους και σε συζητήσεις και σε διαλέξεις. Κι όλο για το οποίο θα πρέπει να θυμόμαστε τον Ντέιβι είναι ότι διάλεξε και πήρε ως βοηθό μαζί του τον Φαραντέιβι. Μια λεπτομέρεια που είναι χρήσιμη, για μας δηλαδή, να την έχουμε υπόψη μας, είναι εξής. Κάποια στιγμή, στις αρχές του 19ου αιώνα, εκεί γύρω στα 1810-1815, ο Ντέιβι έλαβε μια πρόσκληση να επισκεφτεί κάποιους άλλους επιστήμονες στην Ιταλία. Για να πάω από την Αγγλία στην Ιταλία τότε, έπρεπε ανακλειστικά να περάσει μέσα από τη Γαλλία. Η Αγγλία και η Γαλλία βρισκόταν τότε σε πόλεμο μεταξύ τους. Παρ' όλα αυτά, ο Ντέιβι πήρε άδεια, επίσημη, να περάσει μέσα από το έδρος της Γαλλίας με τη γυναίκα του και δύο υπηρέτες του. Και πέρασε ασφαλώς. Και πήγε στην Ιταλία και έκανε τις δουλειές που ήθελε, βρήκε τους ανθρώπους που ήθελε, έκανε τις συζητήσεις που ήθελε, προήγαγε την επιστήμη, και ο ένας από τους δύο υπηρέτες ήταν ο Φαραντέιβι, γιατί δεν μπορούσε να τον πάρει με άλλο τρόπο. Θα έπρεπε να είναι αυτός, η γυναίκα του, και δύο υπηρέτες, ο ένας υπηρέτης ήταν ο Φαραντέιβι. Άρα, καλά λένε έτσι σήμερα οι Βρατανιοί επιστήμονες, η καλύτερη δουλειά που έκανε σε ζωή του ήταν ότι πήρε αυτόν για βοηθότη. Τώρα, στις αρχές του 19ου αιώνα υπάρχει και το ξεκίνημα άλλων πραγμάτων, πολύ πλευρόν που σχεδόν θα τα αναφέρομαι σιγά σιγά στη συνέχεια. Ένα από τα πράγματα που ξεκινάει να μπαίνει στη ζωή μας, στις αρχές του 19ου αιώνα, είναι αυτό που είναι γνωστό ως η σύγχρονη ατομική θεωρία. Η προηγούμενη ατομική θεωρία, δεν μπορεί να πει κάποιος ότι ήταν κάτι συγκεκριμένο, ήταν οι αντιλήψεις του Δημοκρίτου της ύπαρξης των ατόμων για τα οποία έτσι είχε κάποια ικαινική ιδέα, ή ήταν σε συνέχεια διάφορες αντιλήψεις φιλοσόφων, θεολόγων, καθηγητών, για το τι είναι άτομο και ότι κατά βάση θα έπρεπε να υπάρχει μια διακριτότητα στην ήλη, δηλαδή κάποιες συγγενικές και κάποιες χωρίς συγκεκριμένες ιδέες περί της διακριτότητας της ήλης, δηλαδή δεν υπήρχε ομοιογένεια και συνέχεια, αλλά αυτό που λέμε ατομική θεωρία με τη συγχρονία ξεκινάει να φανίζεται στη ζωή μας στις αρχές του 19ου αιώνα και ξεκινάει έχοντας καταβουλές ακριβώς στις προηγούμενες περιόδους. Από τους μέσους χρόνους, ακόμα, υπήρχε μια διάχετη αντίληψη στον επιστημονικό κόσμο περί της συγγένειας. Υπήρχαν, λοιπόν, ενώσεις οι οποίες ήταν μεταξύ τους συγγενείς. Και πώς το καταλάβανα εγώ, οι συγγενείς έχουν τάση να βρίσκονται μεταξύ τους, να είναι κοντά-κοντά, έτσι τον παλιό εκείνο καιρό, να κατοικούν και κοντά-κοντά, έτσι, να έχουν κοινά συμφέροντα, κοινά ενδιαφέροντα, έτσι, αν αναφερόμαστε σε χωριά ή σε μικρές πόλεις ή κάτι τέτοιο, ότι προφανώς έτσι κατοικούσαν μαζί, ήταν σε κάποια γειτονιά, είχαν κοινούς στόχους και όλα τα σχετικά. Ποιες, λοιπόν, είναι οι χημικές ενώσεις που είναι συγγενείς μεταξύ τους? Χημικές ενώσεις που είναι συγγενείς μεταξύ τους είναι εκείνες που πολύ εύκολα και πολύ άμασα αντιδρώνει μια με την άλλη. Αν έχω, λοιπόν, μια ενώση Α και την ρίξω σε ένα διάλειμμα ή σε ένα ποτήρυβας, σε περίπτωση, που υπάρχει μια ενώση Β, αν δεν παραματοποιείται καμία αντίδραση μεταξύ τους, συμπερένει ότι αυτές οι ενώσεις δεν είναι συγγενικές μεταξύ τους, ό,τι και αν είναι αυτές οι ενώσεις. Αν παρατηρώ αντίδραση, τότε αυτές είναι συγγενείς μεταξύ τους. Και όσο πιο απότομη, πιο βίαιη, πιο γρήγορη, πιο δραστική είναι η αντίδραση που συμβαίνει, τόσο πιο συγγενείς είναι αυτές οι ενώσεις. Βέβαια, δύο μεγάλες κατηγορίες ενώσων που ήταν γνωστές από παλιά, ενδεχομένως όχι με τον τρόπο που τις ξέρουμε σήμερα, ήταν τα οξέα και οι βάσεις. Προφανώς, το ξέρουμε όλοι έτσι, τώρα πια από τα γυμναστικά μας χρόνια, όταν αρχί να έχεις οξύ σε περιοχή που υπάρχει βάση, για να γίνει αμέσως μια αντίδραση μεταξύ τους, η αντίδραση της εξούδων τέλωσης. Κατά συνέπεια, δεν μπορούσε να έχεις σε μπουκάλια δέκα βάσεις και να έχεις σε άλλα μπουκάλια δέκα οξέα και να πραγματοποιήσεις τις αντιδράσεις μεταξύ τους και να μην δεις αμέσως ότι υπάρχει συγγένεια ανάμεσα σε αυτές τις δύο κατηγορίες ενώσων. Είναι το ίδιο συγγενείς όμως, όλα τα οξέα μπροστις βάσης. Ποια οξέα με ποιες βάσεις είναι πιο συγγενείς. Υπάρχουν λοιπόν διάφορες τρόποι για αυτό να διετυπωθεί. Είτε παρατηρήσεις το αποτέλεσμα της αντίδρασης, είτε παρατηρήσεις την πορεία της αντίδρασης. Αν λοιπόν εκλείεται θερμότητα, όσο πιο έντονα εκλείεται, όσο πιο εκρυκτική είναι η αντίδραση, όσο πιο μεγάλη η συγγενεία έχουν. Αν παράγεται κάποιο προϊόν που φαίνεται ή μυρίζει ή έχει κάποια μαντροσκοπική ιδιότητα, παρατηρήσεις αυτό. Το άλλο το οποίο μπορείς να κάνεις είναι να πάρεις μια συγκεκριμένη ποσότητα από ένα οξέα και να προσπαθήσεις να ελπενδράσεις με όλες τις βάσεις που έχεις στα χέρια σου και να δεις από ποια βάση χρειάζεται περισσότερη ποσότητα για να οξέδεται η τελευταία. Με εκείνη λοιπόν τη βάση έχει περισσότερη συγγένεια. Μας φαίνεται εντελώς σχαζό τώρα που έχουμε μια αρκετά καλή γνώση της ατομικής θεωρίας. Ξέρουμε τι είναι αυτή η αντίδραση που προσπαθούμε να κάνουμε, ακόμα και αν δεν μπορούμε να γράψουμε ακριβώς την αντίδραση, έχουμε μια ιδέα ότι πρόκειται για μια αλληλεπίδραση μεταξύ οξέως και βάσης. Τότε λοιπόν αυτό δεν ήταν γνωστό και το μόνο το οποίο μπορούσε να γίνει ήταν κάποια ποσοτική παρατήρηση αυτού του τύπου. Έχω 10 γραμμάρια απ' αυτό το οξύ, πόσα γραμμάρια βάση χρειάζομαι για να οξουδοτοροθεί, 10 από τη μία, 20 από την άλλη, 30 από την άλλη. Από αυτή λοιπόν την τρίτη βάση που χρειάζεται περισσότερη ποσότητα συμπερένω το εξής, ότι αυτή η τρίτη βάση είναι πολύ πιο συγγενής με το οξύ από ότι η δεύτερη από ότι η πρώτη. Υπήρχαν λοιπόν τέτοιου τους αντιλήψεις περί συγγένειας. Η χημική ανάλυση είχε αρχίσει ήδη να υπάρχει ακόμα και πριν από το Λαβουαζιέν. Τώρα λοιπόν στα τέλη του 18ου και στις αρχές του 19ου αιώνα, και συγκεκριμένα στα 1797, εμφανίζεται ο Προύστ και διατυπώνει, κάνοντας παρατηρήσεις και δικές του αλλά και συγκεντρώνοντας παρατηρήσεις προηγουμένων σχετικά με την ποσοτική σύσταση κάποιων ενώσεων, διατυπώνει την εξής αρχή. Την αρχή που λέει ότι αν δυο σώματα, α και β, αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και σχηματίζουν ένωση, αυτή η ένωση, αν την πάρω, την μαζέψω, την απομονώσω, την καθαρίσω και την έχω σε καθαρή μορφή, αυτή η ένωση έχει σταθερή αναλογία συστατικών. Τι θα πει αυτό? Θα πει ότι στην ένωση που πήρα, στα 10 γραμμάριά της, τα 6.5 ήταν γραμμάρια του α και τα 3.5 γραμμάρια του β. Αν πάρω 100 γραμμάρια, από αυτήν την ουσία τα 65 θα είναι γραμμάρια του α και τα 35 γραμμάρια του β. Αυτό. Η αναλογία δηλαδή βαρών των δύο συστατικών είναι σταθερή. Ο νόμος των σταθερών αναλογιών του Προύστιν. Υπάρχει λοιπόν μια σταθερή αναλογία σε μία ένωση που αποτελείται από δύο πράγματα. Συνεπώς αυτό είναι μια βάση για να υποθέσεις ότι κάτι συγκεκριμένο υπάρχει σε αυτήν την ουσία. Δεν είναι τυχαίο αυτό το πράγμα το οποίο φτιάχνεται. Είναι η βασική διάκριση από ένα μείγμα. Το μείγμα μπορεί να έχει οποιαδήποτε σύσταση θέλω εγώ. Τώρα, υπήρχαν και άλλοι επιστήμονες, και ο Πρόεδρος του παρελθόντος, αλλά και άλλοι, οι οποίοι ασχολούνταν κυρίως με τα αέρια. Και από τον τέλος του Πόλου και μετά τα μετρούσαν. Υπήρχαν τα αεριοφυλάκια, όπως έχουμε πει. Μπορούσες να συγκεντρώσεις πάνω από ένα αεριοφυλάκιο μία ποσότητα αερίων. Να το έχεις κλείσει, έτσι, με ένα σύνδεσμο μυράριο, ο τόσος ότι το αέριο δεν μπορούσε να φύγει. Και μπορούσες να παίξεις, παίζοντας ενόμ, να μεταβάλλεις τις συνθήκες κατά τις οποίες βρισκόταν αυτήν την ποσότητα του αέριο. Να αυξήσεις ή να μειώσεις την θερμοκλασία, να αυξήσεις ή να μειώσεις την πίεσή του, κλπ., και να κάνεις αυτοί τους παρετηρήσεις. Αν κάνει κάποιος αντιδράσεις με αέρια, φαντάζομαι καταρχήν αυτές τις αντιδράσεις γινόταν τυχαία, στη συνέχεια γινόταν με αυτά τα οποία ήταν γνωστά ως ευδυόμετρα, ακόμα και τώρα στα σχολικά σου εγχειρίδια, υπάρχει αναφορά στο ευδυόμετρο. Το ευδυόμετρο λοιπόν είναι ένας απλός σχετικάς τρόπος, να δημιουργήσεις ένα ηλεκτρικό σπινθήρα και να πραγματοποιήσεις την αντίδραση ανάμεσα σε δυο αέρια, τα οποία έχεις συλλέξει. Αν λοιπόν κάποιος είχε κάνει προηγούμενους ηλεκτρόδιας και είχε μπαζέψει σε δύο σωγήνες αέριο, υδρογόνο και οξυγόνο από τα δύο ηλεκτρόδια, φέροντας αυτά τα δύο αέρια της επαφής και χρησιμοποιώντας ένα σπινθήρα, θα παρατηρούσε ότι τα αέρια εξαφανιζόταν και στο σημείο που ήταν τα αέρια δημιουργούνταν μερικές σταγόνες από νερό. Μπορούσε λοιπόν να καταλάβει ότι εκείνο το που έκανε ήταν η αντίστροφη διαδικασία, τη σύνθεση του νερού από τα αισθητικά του αερογόνου και του οξυγόνου. Βεβαίως το επόμενο βήμα ήταν να μετρήσει τις ποσότητες του αερογόνου και του οξυγόνου και φυσικά είναι γνωστός σε όλους μας πως όταν αναφέρεται κάποιος σε αέρια, πολύ πιο εύκολα μετράς έναν όγκο αερίο με μεγάλα κρίδια παρά μια μάζα, επειδή είναι και αρκετά λαφριά βεβαίως. Τώρα αυτά τα στοιχεία που ανέφερα προηγουμένως βοήθησαν, δώσαν τη βάση για να αναπτυχθεί μέσα στο μυαλό του Ντάλτον, ο οποίος ήταν επίσης ένας από αυτούς που δουλεύανε αρκετά με τα αέρια, έχουμε γνωστό το όνομα των μερικών πιέσεων, των αέρειων που φέρνει το όνομά του. Δημιουργήσαν λοιπόν όλα αυτά τα παραπάνω τις προϋποθέσεις ούτως ώστε να αναπτυχθεί μέσα στο μυαλό του μια αντίληψη περί του τι είναι αυτά τα αέρια και από τι αποτελούνται. Αποτελούνται λοιπόν κατά τον Ντάλτον από μικρές σε όγκο οντότητες τις οποίες ονόμασε άτομα, σίγουρα με το πρότυπο του Λευκίπου και του Δημοκρίτου. Εδώ όμως τώρα έχουμε την εφάνιση της σύγχρονης ατομικής ιστορίας. Στα 1803 λοιπόν, σε δυο-τρεις σελίδες από κάποια πλαγματεία του, αναφέρει και την σκέψη του πως υπάρχουν τα άτομα, κάθε ξεχωριστό στοιχείο έχει το δικό του είδος ατόμου, κάθε ένωση που υπάρχει έχει το δικό της είδος ατόμου. Για τον Ντάλτον δεν υπήρχε διάκριση ανάμεσα σε αυτά που σήμερα λέμε άτομα και μόρια, απλώς είχε μια διάκριση όσον αφορά τον επιθετικό προσδιορισμό. Υπήρχαν τα απλά άτομα και τα σύνθετα άτομα, δηλαδή το άζωτο που ήταν ένα στοιχείο αποτελούνταν από άτομα ζώτο. Η αμμονία, που ήταν μια χημική ουσία για την οποία ξέραμε ότι αποτελούνταν από άζωτο κυδρογόνο, είχε ένα σύνθετο άτομο, compound atom. Σήμερα, λοιπόν, μας έχει μείνει σαν αποτέλεσμα της θεωρίας ο όρος compound, με τον οποίο αναφερόμαστε στις ενώσεις, όταν εμείς χημικά αναφερόμαστε σε κάποια χημική ένωση, έτσι και γράφουμε ένα κείμενο σταγγικά, λέμε, μελετάμε αυτό για εκείνο το compound, εκείνες τις άλλες κατηγορίες από compounds, από ενώσεις. Έτσι, λοιπόν, το επίθετο κατέλαβε την θέση του ουσιαστικού. Λοιπόν, ο Τάλτον, για τα περίπου 40 στοιχεία που ήταν γνωστά και απομονωμένα εκείνη τη στιγμή, εισηγήθηκε ότι έπρεπε να υπάρχουν 40 διαφορετικά ιδιατόμενα. Εδώ υπήρχε ένα θεωρητικό πρόβλημα, κατ' αρχήν, τι να είναι αυτά τα άτομα, να έχουν διαφορά στο μέγεθος, να έχουν διαφορά σε ποια ιδιότητα, να είναι όλα του ίδιου μεγέθους, αλλά να έχουν διαφορετική πικρότητα. Ο Τάλτον, κατ' αρχήν, θεώρησε ότι τα άτομα ήταν μικρές σφαίρες, αλλά γύρω τους υπήρχε μια αύρα. Αύρα, για ποιον λόγο, διότι προφανώς ήταν και αυτός ο γονός της, του ότι η θερμότητα έπαιζε σημαντικό ρόλο στις σχημικές διαδικασίες, σχημικές διαδιδράσεις. Αν θεωρήσεις, όμως, ότι υπάρχει μια αύρα η οποία πηγαίνει, αυτή η άπρα πρώτα απ' όλα θεωρητικά θα έπρεπε σιγά σιγά με τον χρόνο να χάνεται, να εξαφανίσσεται, και τελικά όλα τα άτομα να καταλήγουν ένα ή το ίδιο πράγμα. Υπήρχαν, λοιπόν, διάφορες αντιλήψεις περί του τι ακριβώς παριστάνε αυτά τα άτομα. Τελικά, σκέφτηκαν και ο Τάλτον και αρκετοί άλλοι, εκείνο το οποίο θα έπρεπε να διαφέρει από άτομο σε άτομο, δεν μπορούσαν να έχουν παραπέρα δομή, ήταν άτομα, ήταν ακριβώς το τέρμα της φυσικής ανάλυσης, μικρές συμπαγείς σφαίρες, σαν να λέμε, εντάξει. Αυτό το πράγμα ήταν μες στο μυαλό του Τάλτον. Επίσης, μες στο μυαλό του Τάλτον, επειδή είχε προηγηθεί αρκετά και είχε καταξιωθεί από παρατηρήσεις ο νόμος του Προύς, των σταθερών αναλογιών, υπήρξε αυτή η απροποίηση. Δεν μπορούσε ο Τάλτον να καταλάβει ότι πιθανόν δύο άτομα να αντιδρούν μεταξύ τους σε κάποιες αναλογίες. Και οι αναλογίες αυτές να είναι ένα άτομα από το α και δύο από το β. Ο Τάλτον θεωρούσε ότι μια ένωση διαδική που αποτελείται από το α και το β είναι μια ένωση του τύπου αβ. Ένα α και ένα β. Θα έπρεπε να υπάρχουν αρκετά και πιστικά στοιχεία από χημικές αναλύσεις, προκειμένου να δεχτεί ότι υπάρχει η αβ2 ή η α2β ή κάτι τέτοιο. Ευτυχώς υπήρχαν εκείνο τον καιρό αρκετά καλή αναλυτική χημική και αρκετά αξιόπιστα αποτελέσματα, έτσι ώστε μπόρεσε και ο Τάλτον να συγκεντρώσει αρκετά τέτοιες τέτοιες ενώσεις και να δώσει τη σωστή του στιχειομετρία. Εδώ βλέπουμε δύο ιστορικά δείγματα, αριστερά από βολταϊκή στήλη. Βλέπετε τις επάλιλες πλάκες από τα δύο μέταλα. Βλέπετε και το στήριγμα το οποίο χρησιμοποιείται για να τον κρατάει σε μία σειρά. Βλέπετε και τα δύο συρματάκια με τα δύο ηλεκτρόδια, είναι αυτή η δύο δίσκη που βρίσκονται στην άκρη κάτω. Είναι λοιπόν αυτή μια προθήκη που έχει μία από τις πρώτες βολταϊκές στήλες που έχουν χρησιμοποιηθεί ποτέ. Δίπλα βλέπετε μία από τις πρώτες διατάξεις που μοιάζει εκπληκτικά με τη σύγχρονη μπαταρία ενός αυτοκινήτου. Όχι την εντελώς εντελώς συγχρονή του κρυστού τύπου αλλά αυτή με τις πλάκες του μολύβδου. Ακριβώς αυτό είναι. Μία διάταξη για να πραγματοποιηθεί ηλεκτρόληση. Τέτοιου τους διατάξεις χρησιμοποιεί σε ο Ντέιβι για να απομονώσει τα περισσότερα από τα πολύ δραστικά στοιχεία τα Αλκάλια και τις Αλκαλικές Γιές όπως είπαμε προηγουμένως. Είναι δύο κυμήλια αυτά. Βλέπετε έχουν και αριθμίσεις κάτω από κάποιες προθήκες μουσείων έχουν παρθεί. Και είναι ακριβώς εδώ. Πώς έμεινε μια βολτακή στήλη και πώς έμεινε μια διάταξη ηλεκτρόλησης στις αρχές του 19ου αιώνα. Τότε που αυτά ήταν τα όργανα με τα οποία μπορούσε να παίξει μόνο μια μικρή ομάδα από επιστήμονες από αυτούς που είχαν τα χρήματα, το όνομα και την δυνατότητα να έχουν πρόσβαση σε τέτοιου είδους συσκευές. Εδώ. Ένα πρωθύστερο. Ένας πίνακας χημικής συγγένειας του Αιτιέν Φρασσουά Ζοφροά. 1718. Αρχές του 18ου αιώνα. Τι παρατηρούμε εδώ πέρα. Εγώ δεν παρατηρούμε τίποτα. Δηλαδή θα χρειαζόταν να καταφύγω στο γλωσσάλιο που έχουν φτιάξει από κάτω. Το οποίο το έχουν φτιάξει αυτοί που μελετήσανε τον Δωτομπίνακα σε συνάντηση με το κείμενο του Ζοφροά και σε συνάντηση με άλλα πράγματα. Τι βλέπουν εδώ πέρα. Βλέπουμε μια κατεξοχή αρχιμιστική αντίληψη περί της παράστασης των πραγμάτων. Φανταστείτε εδώ πέρα υπάρχουν στήλες και σειρές. Κάθε στήλη είναι κάποιο οξύ ας πούμε, κάθε σειρά είναι κάποια βάση και στο σημείο που τέμενεται οι στήλοι με τη σειρά έχουμε το αποτέλεσμα που είναι το άλλας θα λέγαμε εμείς. Και εδώ πέρα τα έχει κατατάξει μία σειρά ούτως όσο σε τα πιο κοντινά δηλαδή στην πρώτη στήλη και στην πρώτη σειρά να βρίσκονται οξύ και βάση με τη μεγαλύτερη συγγένεια. Στην τελευταία σειρά και στην τελευταία στήλη το οξύ και βάση με τη χαμηρότερη συγγένεια. Λοιπόν αυτό είναι ένας πίνακας χημικής συγγένειας οξύων και βάσεων. Όποιος μπορεί να το καταλάβει κοιτώντας το ας το πει και σε εμένα. Υπάρχει όμως το γλωσσάριο εδώ πέρα κάτω που εξηγεί τι ακριβώς είναι το καθένα με βάση το οποίο μπορεί να κάνει κάποιους συλλογισμούς και να δείξει τι ακριβώς συμβαίνει. Και εδώ έχουμε μία επικόνιση του Ντάλτον, ένα κομμάτι από τον πίνακά του με τα στοιχεία. Βλέπετε πάνω υπάρχουν μερικές σειρές από απλά στοιχεία. Βλέπετε ένα κεκλάκι με κάποιο είδος γέμισμα, ας το πούμε, από τη στοιχή σε κάποιο από τα γνωστά μέχρι τότε στοιχεία. Και κάτω στην δεύτερη ομάδα οι σύνθετες ενώσεις, τα compound atoms. Όπου βλέπετε ενώσεις με οξυγόνο και υδρογόνο, με οξυγόνο και άζωτο, με άζωτο και οξυγόνο, με άζωτο και υδρογόνο. Με βάση περιπτώση, ό,τι μπορούσε να σκεφτεί και να δει. Βλέπετε ότι ξεκινάει με τα πιο απλά πράγματα, έτσι, στην πρώτη-πρώτη σειρά των σύνθετων ενώσεων. Έχει αριστερά ένα κεκλάκι από τη στοιχή στο υδρογόνο και ένα στο οξυγόνο. Στη συνέχεια, έχει δεχθεί την ύπαρξη κάποιων ενώσεων με διαφορετική στοιχειομετρία και έχουμε ένα με δύο, ένα με τρία και ενδεχομένως και ένα με τέσσερα. Ποια είναι η δυσκολία τώρα, εδώ, σε αυτή τη φάση. Η δυσκολία είναι εξής. Όταν αρχίσεις να δουλεύεις με τις οργανικές ενώσεις, έχεις το πρόβλημα του άνθρακα. Το πρόβλημα του άνθρακα, λοιπόν, συγχίνει στα θέσεις του εξής. Υπάρχουν ενώσεις όπως τα Αλκάνια, τα οποία έχουν, έτσι, για μας σήμερα ένα συγκεκριμένο είδους μοριακό τύπο. Άνθρακας χ, υδρογόνο δυο χ εν δύο. Υπάρχουν όμως και τα Αλκένια, που έχουν διαφορετική αναλούδια. Υπάρχουν και τα Αλκένια. Ο Ντάρτον, για να ευκολύνει τη ζωή του και την ζωή όλων των υπόλοιπων, υπέθυσε ότι αφού τα άτομα ήταν πάρα πολύ μικρά, δεν είχε έννοια να προσπαθήσει να προσδιορίσει το απόλυτο βάρος του καθενός. Σκέφτηκε, όμως, ότι θα ήταν πολύ έξυπνο να προσπαθήσει να προσδιορίσει το σχετικό βάρος. Σχετικά εύκολα, λοιπόν, από την αρχή αποδείχθηκε ότι αυτό το οποίο εμείς λέμε σήμερα υδρογόνο, ήταν το πιο ελαφρύ στοιχείο. Κατά συνέπεια, ήταν απλό και βολικό να πει κάποιος ότι αυτό θα το ονομάσουμε 1, θα είναι η βάση της μετρησίας μας και όλα τα υπόλοιπα στοιχεία θα μπουν σε μια κλίμακα σε σχέση προς αυτό. Ήταν σχετικά εύκολο να δημιουργήσεις ένα πίνακα με τα σχετικά ατομικά βάρια. Δηλαδή, πόσο βαρύτερο είναι ένα άτομο αζότο, οξυγόνο, θείο κλπ. σε σχέση με το υδρογόνο. Εδώ λοιπόν βλέπουμε έναν πίνακα, μάλλον μια σύνθεση αρκετών πίνακων, όπου κάτω από κάθε χρονολογία υπάρχουν οι αντίστοιχες μετρήσεις. Λοιπόν, στα 1803 με το σύνολο των ενώσεων που ήταν γνωστές τότε και που είχαν υδρογόνο και άζωτο, υδρογόνο και άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, άζωτο και άνθρακα κλπ. σχετικά, μπορούσε να συμπεράνει κάποιος ότι το ατομικό βάρος του αζότου είναι 4,2. Γιατί, γιατί προφανώς, όπως είπαμε, ο Ντάλτον δεν αντιμετώπισε την περίπτωση η αμμονία, την οποία έχουν ορίζει τότε να έχει στοιχομετρία ν, η, τα, τρία, όπως λέγαν σήμερα στα σχολεία. Θα νόμιζε ότι είναι ν, η, τα. Κατά συνέπεια, η αναλογία ήταν αυτή την την οποία έβλεπε, έτσι, 14 για το άζωτο, 3 για το υδρογόνο. Έτσι, στοιχεία και ανάγκηση, αυτό το έλεγε. Συνεπώς, για το 1803 και για τις ενώσεις που είχε με άζωτο και υδρογόνο τότε στα χέρια του, 4,2 ήταν το σχετικό ατομικό βάρος του αζότου ως προς το υδρογόνο. 4,3 το άνθρακα, 5,5 το οξυγόνο, 7,2 το φωσόρου και 14,4 του θείου. Πανταστείτε, έτσι, για ενώσεις που θα ήταν γνωστές, θα ήταν το υδρόθειο, το διοξύδιο του θείου, το μονοξύδιο, αν υπάρχει, του θείου, κάποια θηικά άλατα, κάτι τέτοιο. Κοιτάξτε τώρα τον πίνακα το 1808, δεν υπάρχουν τρομερές διαφοροποίησεις, υπάρχουν όμως άλλο το 4,2 και άλλο το 5. Και κοιτάξτε τι γίνεται το 1810, όταν έχουν προσθεθεί και άλλα στοιχεία, βλέπετε εδώ πέρα, το τρέσμα και για το σίδρο και για το ψεδάριο, για το χαλόκο και για το μόνιδο. Εδώ οι διαφορές είναι κάπως πιο εντυπωσιακές, έτσι, ενώ μπορεί να πει κάποιος ότι για το θείο οι διαφοροποίησες ήταν μία μονάδα στις 13, στον φοσφόρο ήταν πιο σημαντική, έτσι είχαμε εδώ πέρα διάφορα φοσφορικά άλατα τα οποία ενσωματώθηκαν, για το οξυγόνο ήταν κάπου σημαντική, αλλά μεταξύ 38 και 50 είναι σημαντική διαφορά. Λοιπόν, αυτό ήταν κάτι το οποίο αποτέλεσε πρόβλημα για την προώθηση της ατομικής θεωρίας. Όταν ισχυρίζεις ότι υπάρχουν τα άτομα, ότι είναι συγκεκριμένες οντότητες, ότι είναι αδιέρετα, άθαρτα, εκείνο το άλλο και το άλλο, σχετικά, και στη συνέχεια δεν μπορείς να προσδιορίσεις με ακρίβεια τα σχετικά ατομικά τους βάρη, κάτι δεν πάει καλά στη θεωρία. Εκείνο που δεν πήγαινε καλά στη θεωρία, το ξέρω που είμαι εσύ τώρα. Έπρεπε να αποδεχθεί ο Ντάλτον την ύπαρξη των σύνθετων ατόμων, δηλαδή ενώσεων, όπου η στοιχειομετρία δεν ήταν άζοδο υδρογόνο, αλλά άζοδο υδρογόνο 3, και να εκτιμήσει τα σχετικά βάρη, αναλόγως δηλαδή ότι αυτό που έβλεπε σαν επί της 100 αποτέλεσμα, ήταν η παρουσία περισσότερων ή λιγότερων ατόμων υδρογόνου, αζόδου, οξυγόνου και λοιπάς στη νοσή του. Προχωρώντας βλέπετε λοιπόν ότι κυρίως το πρόγειμμα ήταν στον άνθρακα, που από το 4,3 πήγε στο 5, πήγε στο 5,4. Αυτό σημαίνει ότι είχαμε όλο και περισσότερες ενώσεις που είχανε περισσότερο άνθρακα και λιγότερο υδρογόνο. Αυτό σημαίνει ότι το ακιτυλένιο, ας το πούμε με τη σύγχρονη ολολογία, μπήκε αργά στη βάση δεδομένων μας, το εθιλένιο λίγο αργότερα. Κατά συνέπεια, προχωρώντας στον χρόνο, βλέπετε σε ένα βάθος 6-7 χρόνων, είχαμε την είσοδο μέσα στα αναλυτικά μέσα δεδομένα και στοιχείων από ακόρεστες οργανικές ενώσεις. Έτσι λοιπόν τα πράγματα δεν ήταν πολύ ξεκάθαρα. Όμως βοήθησε πάρα πολύ το γεγονός ότι οι αναλυτικές τεχνικές υπήρχαν και παρόλο που υπήρχαν και ήταν αρκετά ικανοποιητικές, εξελισσόταν στη συνέχεια και γινόταν όλο και καλύτερες. Τα τέγη του 18ου και αρχές του 19ου αιώνα ήταν η περίοδος που οι αναλυτικές τεχνικές γίναν εξαιρετικά καλές για την εποχή τους. Οφείλονται πάρα πολλά σε αυτή την εξέλιξη, στο κ. Λησάκη και την παρέα του, στον Μπερζέλιους και τη δική του παρέα και σε μερικούς άλλους φίλους και γνωστούς τους. Η ανάλυση, ειδικά των οργανικών ενώσεων, που γινόταν με τον κλασικό τρόπο που θα περιγράψουμε τώρα στη συνέχεια, ήταν κάτι τυπωσιακό και ωραίο, γιατί ήταν κάτι που δεν το ανέμενε κανένας, εξ αρχής. Η ανάλυση των ανόργανον ενώσεων ήταν κάτι πάρα πολύ πιο απλό και χειροπιαστό. Παίρνεις ένα κομμάτι μέταλλο, το διαλύεις με περίσσια οξείως και προσπαθείς να δεις μετά τι ακριβώς υπάρχει, πόσο μέταλλο υπήρχε και πόσο δεν υπήρχε. Αυτό ήταν κάτι που ήδη από τον καιρό του Αγγρίκολα ήταν γνωστό και ήταν μια μέθοδος ποιοτικού ελέγχου του προϊόντος, το οποίο έβγαινε από ένα μεταλλείο. Εδώ, λοιπόν, η συμμετοχή του Κέλου Σάκ, του Περζέλιους και των άλλων, ήταν ακριβώς στο να φτιάξουν διατάξεις τέτοιες που να μπορέσουν να κάνουν αξιόπιστη ανάλυση των οργανικών ενώσεων. Για να αναλύσεις μια οργανική ορθήμα, την κάψεις. Αν την κάψεις στον αέρα, θα έχουμε αυτό που μαθαίνουμε και από τώρα στο Γεμνάσιο, ακόμα. Ο άνθρακας θα μου δώσει διοξείδο το άνθρακα, το ιδροβόνο θα μου δώσει νερό, το άζωτο θα μου δώσει οξείδο το αζώτο. Πρέπει να βρεις ένα τρόπο, λοιπόν, να συγκεντρώσεις αυτά τα προϊόντα, να τα μαζεύσεις και να τα μετρήσεις. Εκείνο, λοιπόν, το οποίο έκαναν κατ' αρχήν ο Λαβουαζιέ που ξεκίνησε αυτήν την διαδικασία, ήταν σε ένα σωγήνα μεταλλικό του οποίον το θέρμενε, να πάει και να ρίξει την ουσία του και προκειμένου να έχει καύσει, φρόντιζε αυτός ο σωγήνας να βρίσκεται σε ένα περιβάλλον που είχε πάρα πολύ οξυγόνο. Δημιουργούσε, λοιπόν, έναν χώρο που είχε εμπλουτίσει τον αέρα με οξυγόνο, έβαζε μέσα εκεί σε ένα θερμενόμενο μεταλλικό σκαφίδιο την ουσία του, την έκαιγε και μετά έπαιρνε τα αέρια και προσπαθούσε κατ' αρχήν να προσδιορίσεις το διοξείδιο του άνθρακα. Προσδιορίζοντας, λοιπόν, την ποσότητα του διοξείδιου του άνθρακα, προσδιορίζεις πόσο άνθρακα έχει η ουσία σου. Λοιπόν, ζηγός στην αρχή, ζηγήσεις δύο γραμμάρια ουσίας, ζηγήσεις την ποσότητα του διοξείδιου του άνθρακα ο φίλος στο τέλος, λες αυτή η ποσότητα, αφού ήταν γνωστή σύσταση του διοξείδιου του άνθρακα, σημαίνει, ας πούμε, μισό γραμμάριο άνθρακα, άρα στα δύο γραμμάρια ουσίας είχα μισό γραμμάριο άνθρακα. Εντάξει, κάπως έτσι. Λοιπόν, οι εξελίξεις από εκεί και πέρα ήταν οι εξής. Ο Γ. Λουσάκ και ο φίλος του Τενάρ σκεφτήκαν να βάλουν το οξυγόνο μαζί με την ουσία μέσα στο χώρο τους, στον οποίο γινόταν η διαδικασία και έχοντας γνωστό ότι τα χλωρικά άλατα διασπώνται με τη θέρμαση σχετικά εύκολα, ή να πήραμε, μπορούμε να κάνουμε και στο σχολείο, σχετικά εύκολα και απλά και χωρίς ιδιαίτερο κίνδυνο. Σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία, μπορείς να την πετύχεις με τη φλόγα ενός λίχνου, το χλωρικό κάλλιο για παράδειγμα διασπάται και καταρχήν γίνεται υγρό, στη συνέχεια αφρίζει, βγάζει πάρα πολύ οξυγόνο. Συνεπώς, αν πάρω εγώ στερεό χλωρικό κάλλιο και πάρω την ουσία μου και τα ανακατώσω και τα πιέσω μαζί και τα κάνω ένα χάπι, έχω μέσα σε αυτό το χάπι την ουσία μου που θέλω να καεί και το χλωρικό κάλλιο που καθώς θα ρίξω αυτό το χάπι μέσα στο θερμενό με τελικό σωλήνα, θα μου δώσει επί τόπου το οξυγόνο το οποίο χρειάζομαι. Συμπορείς να χρειάζεται να κάνω κατασκευή που να περιλάβω αέρα εμπλουδισμένο στο οξυγόνο. Είχα το οξυγόνο μέσα εκεί που ήταν και το δείγμα μου μαζί. Εκείνο το οποίο παρατήρηθηκε στη συνέχεια ήταν ότι αυτήν του είδους η αντιδράση ήταν αρκετά βίαιες. Δηλαδή από τη στιγμή που το χλωρικό κάλλιο τακεί και μετά είναι αρκετά βίαιοι η έξοδος του οξυγόνα από αυτό. Αυτό είχε σαν συνέπεια. Μερικές φορές να πετιέται προϊόν έξω από τον σωλήνα που γινόταν τη διαδικασία. Ο σωλήνας έπρεπε να είναι μακρύς, έπρεπε να θερμένε το μοιόμορφα σε όλη την έκτασή του. Κατά συνέπεια μπήκαν κάποιοι τους τεχνικά προβλήματα που έπρεπε να λυθούν. Εδώ ήρθε ο Μπερζέλιους, ένας μεγάλος σουηδός χημικός των αγών του 19ου αιώνα, ο οποίος κυριάρχισε στην επιστήμη της χημίας και έκανε το εξής. Κατ' αρχήν παρατήρησε πως όταν είχε καθαρό χλωρικό κάλλιο μέσα σαν ο σωλήνα και το θερμένε, ενώ κατ' αρχήν αυτό άφριζε εντυπωσιακά έντονα, δηλαδή έδινε οξυγόνο σε μεγάλο ρυθμό, στη συνέχεια αυτούς τους ρυθμούς μειωνόταν και στο τέλος σταματούσε. Σταματούσε πότε όταν το χλωρικό κάλλιο δεν υπήρχε καθόλου, είχε δώσει όλο το οξυγόνο του και είχε εναντετραπεί σε χλωρικό κάλλιο. Μπορούμε να πούμε ότι αυτό ήταν μια από τις πρώτες μελέτες κινητικής, η οποία όμως επειδή δεν ενδιέφερε τον Μπερζέλιο, ανακαλύφθηκε ας το πούμε τότε. Τον Μπερζέλιο δεν ενδιέφερε τι γίνεται στο τέλος, ποιο είναι το τελικό προϊόν του, τι ήταν το χλωρικό κάλλιο, δεν τον ενδιέφερε να παρακολουθήσει το ρυθμό με τον οποίο παραγματοποιούταν η συγκεκριμένη αντίδραση. Σκέφτηκε λοιπόν ότι εφόσον η αντίδραση προχωράει και καθώς το χλωρικό κάλλιο λιγοστεύει και υπάρχει χλωρικό κάλλιο το οποίο συμ υπάρχει μαζί του, η αντίδραση γίνεται πιο ήπια. Άρα, ποια ήταν η δική του συμβολή να κάνει ένα χαπάκι μικτό με χλωριούχο και χλωρικό κάλλιο και την ουσία και στη συνέχεια να ρίξει αυτό μέσα στο σωλήνα έτσι ώστε η αντίδραση να μην είναι τόσο βίαιη. Το επόμενο έξιπρο, το οποίο το κάνουμε ακόμα και τώρα και το δείχνουμε στα παιδιά στην πρώτη επαφή τους με χημικό εργαστήριο, είναι αν έχεις να κάνεις μια θέρμανση, το σωλήνα θα το βάλεις πάνω από τη φωτιά εκεί που θα το θερμάνεις με γωνία, όχι κατακόρυφα. Αν το βάζεις, λοιπόν, με γωνία, το θερμό αέριο που παράγεται ό,τι κι αν είναι αυτό έχει τρόμο για να ανέβει προς τα πάνω και να φύγει και ακολουθώνται στην πάνω μεριά του σωλήνα, ενώ από την κάτω μεριά του σωλήνα έχει τρόπο να μπει μέσα και να συνεχίσει τη διαδικασία, να κρατήσει μια ισορροπία ο αέρας που βρίσκεται γύρω από το σωλήνα. Αποφαύγονται έτσι οι εκκρήξεις σχετικά. Αυτή, λοιπόν, η κλίση του σωλήνα στον οποίο γινόταν η θέρμανση ήταν κάτι τυπωσιακό. Επανήλθε λίγο αργότερα ο Κύλι Σάκ, για να μην αφήσει την πρωτοπορία στους Σουηδούς, να την ξαναφέρει στη Γαλλία, και έκανε το εξής. Αντί να αρχίσει να κάνει μείγματα από χλωρικό και χλωρικό κάλιο, σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει μια άλλη πηγή οξυγόνου, από όπου το οξυγόνου έφευγε βεβαίως, αλλά έφευγε με αρκετά βραδύτερο ρυθμό. Και αυτή η άλλη πηγή ήταν το οξύδιο του χαλκώ. Σε πώς χανέμιξε με οξύδιο του χαλκώ. Και στο τέλος στα μέσα περίπου του αιώνα αυτού, ήρθε ο Τιμά και βελτίωσε τη διαδικασία με τον τρόπο ότι βρήκε μια σχετικά απλή και ακριβή μέθοδο, να προσδιορίζεται και το άζωπο. Κατά συνέπεια εκεί γύρω στο 1840, έχει ολοκληρωθεί στη βάση της η διαδικασία της χημικής ανάγκησης των οργανικών ενώσεων. Αυτό που τώρα, απλά το λέμε, θα κάνω μια στοιχειακή ανάλυση για άνθρακα, ιδρογόνο και άζωτο, είναι κάτι που έχει τελειώσει όσον αφορά το πρακτικό μέρος της χημικής διαδικασίας και όλα τα συνειδικά τότε, γύρω στο 1840. Από τότε μέχρι τώρα έχει αλλάξει η τεχνολογία, δεν χρειάζεται πια αλακαλικό διάλειμμα πυροβαλόλησης, δεν χρειάζεται κάποιο αφυδατικό μέσο μέσα από το οποίο θα περάσουν οι δρατηνοί κλίπα, υπάρχουν βελτιωμένοι τρόποι με τους οποίους και το δείγμα που χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε είναι μικρό. Τώρα φανταστείτε χρειαζόμαστε τρία-τέσσερα μιλιγγράμμα από μια ουσία για να κάνουμε στοιχειακή ανάλυση και τότε χρειαζόταν κάποια γραμμάρια. Αλλά ήταν αρκετά ακριβής και αρκετά επαναλήψημες αυτές οι μετρήσεις τους. Έτσι λοιπόν, κυρίως με βάση τον Κελιουσάκ και τις μετρήσεις του, αλλά και του Τιμά και τις δικές του μετρήσεις, παγιώθηκαν κάποιοι νόμοι της χημείας, όπως ο νόμος των στεθρών ανάλογιών το Προύστ, και δόθηκε μια βάση για να εξελιχθεί η ατομική θεωρία. Την επόμενη εξέλιξη στην ατομική θεωρία την πρόσφερε πάλι ο Μπρεζέλιος. Είδαμε τα κυκλάκια του Ντάλτον προηγουμένως. Με βάση εκείνα τα κυκλάκια και εκείνο του είδους στην περιγραφή, η οποία λίγο διαφέρει από την αλχημιστική, έτσι, φανταστείτε κυκλάκια που έχουν διαφορετικού είδους γεμίσματα. Δεν είναι ασπρο κυκλάκι, μαύρο κυκλάκι, είναι και κυκλάκι που έχει μια βουλίτσα μέσα, που είχε ένα σταυρό, που είχε ένα χ, που είχε ένα τούτο, ένα αποκίνο, που είναι εντρυζαρισμένο με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Με αυτόν τον τρόπο δεν μπορείς να κάνεις χημία. Δεν μπορείς να έχεις μία συμβολική γλώσσα για τη χημία. Δεν μπορείς αυτόν να το περιγράψεις εύκολα και άνετα και να το δώσεις σε κάποιον άλλο. Συνεπώς, ήμασταν πολύ λίγο μπροστά από την αλχημιστική περιγραφή των πραγμάτων, ο συμβολισμός ήταν επικός απαράδεκτος. Ο Ιουζυπον έκανε το εξής πράγμα. Κράτησε τα κυκλάκια, αλλά αν δεν αρχίσε να τα γεμίζει με διάφορους είδους ζωγραφιές, σκέφτηκε να βάλει μέσα στα κυκλάκια το αρχικό γράμμα του ονόματος του στοιχείου. Το πρόβλημα είναι το εξής. Τα γράμματα της αλφαβήτας είναι μερικά. Για μας τους είναι 24, για άλλους είναι 20, για άλλους είναι 26, 28. Δεν μπορεί τα γράμματα ενός αλφαβήτου να είναι παραπάνω από 25, 30. Εκείνη τη στιγμή ήταν γνωστά 40 στοιχεία. Κατά συνέπεια, οπωσδήποτε κάποια θα είχαν το ίδιο αρχικό. Τότε, λοιπόν, η βελτίωση στην οποία πρότει ο Μπερζίδιος δεν είναι εξής. Θα τα πάρουμε τα πράγματα ιστορικά. Υπάρχουν στοιχεία που το ονόμα τους αρχίζει από σε, ναι βεβαίως. Ο άνθρακας, carbon, μαύρος. Υπάρχει και το καλσίουμ, το ασβέστιο. Υπάρχει και το κούπρουμ, ο χαλκός. Όλα αυτά, λοιπόν, θα έπρεπε να ξεκρίνουν από σε. Λέει ο Μπερζίδιος, εντάξει. Θα κρατήσουμε το σε για το παλιότερο, το αρχαιότερο, το ιστορικό στοιχείο, που είναι ο άνθρακας. Σε, λοιπόν, είναι το συγβολάκι που μπαίνει μέσα στο κυκλάκι για να παραστήσει τον άνθρακα. Τώρα το calcium, Ca. Το κούπρουμ, χαλκός, Cu. Έχουμε, λοιπόν, μια βάση για την περιγραφική γλώσσα της χημείας. Βάζουμε το εδώ πέρα. Εκείνο που χρειαζόταν να κάνει κάποιος άλλος αργότερα ήταν να εγκαταλείψει τα κυκλάκια. Και αυτό το έκανε ο Ολύμπι. Το έκανε ο Ολύμπι, ο οποίος καταρχήν πρότεινε να εξαφανίσουμε τα κυκλάκια γύρω από τα άτομα. Και στη συνέχεια ο Μπερζίδιος πάλι αποτέλεσε, θα το πούμε αυτόν τον δρόμο, έναν διάμεσο κρύκο στην εξέλιξη της ολύτης διαδικασίας. Είχε ένα δικό του ιδιαίτερο περίεργο σύστημα για το πώς να περιγράψεις τα μόρια. Αν υπήρχε και οξυγόνο με το ατομό του, το οξυγόνο αυτό το συμβουλίζει με μια βουλίτσα. Αν υπήρχε και δρογόνο το συμβουλίζει με μια πάβλα. Και να αρχίσεις τώρα να μετράς βουλίτσες και πάβλες γύρω από το σύμβουλο του στοιχείου, τα πράγματα είναι λίγο δύσκολα. Ο Ολύμπι λοιπόν, αυτό το οποίο πρότεινε και βλέπετε και την χρονολογία, 1834, να αρχίσουμε τις βουλίτσες και πάβλες και να βάλουμε αυτό που σήμερα λέμε δίκτες. Έχω λοιπόν η Ένωση που έχει στοιχειομετρία, έναν άνθρακα, δύο ιδρογόνα και ένα οξυγόνο. Συνεπώς άνθρακας δίκτης 1, ιδρογόνο δίκτης 2, οξυγόνο δίκτης 1. Στη συνέχεια η κλασική γνωστή και αναμονή είναι μια προποίηση. Προφανώς για να γράφω άνθρακα υπάρχει ένας άνθρακας, προφανώς για να γράφω ιδρογόνο υπάρχει τουλάχιστον ένα ιδρογόνο, άρα κρατάμε το 2, και προφανώς για να γράφω οξυγόνο υπάρχει τουλάχιστον ένα οξυγόνο. Άνθρακας, ιδρογόνο 2, οξυγόνο. Μπαίνει λοιπόν εδώ η βάση, όχι της σύγχρονης ονοματολογίας, αυτή είχε μπει από το Λαμπαζί για περίπου μια γενιά πρωτεύτερα, αλλά μπαίνει η βάση της δημιουργίας της συμβολικής γλώσσας της κοινίας. Αυτή που θα μπορούσε, στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί για να περιγραφούν ηχητικές αντιδράσεις. Τώρα, ο ίδιος Ολύμπιχ και ένας τελικά φίλος του, ο Βέλλερ, είναι εκείνοι οι οποίοι παρατήρησαν πρώτη το φαινόμενο της ισομέρειας. Τι θα πει η ισομέρεια? Ο διεθνής όρος είναι αισόμερισμ, ακριβώς η ελληνική έκφραση. Είναι δηλαδή η ισομέρεια κάτι που περιγράφει ότι αυτά τα δύο πράγματα πρέπει να μπουν στο ίδιο μέρος. Αν λοιπόν φτιάξουμε ένα μεγάλο πίνακα όπως έκανα ζωφορά προηγουμένως και πρέπει να βάλουμε σε κάθε τετραγωνάκι κάποια ένωση, υπάρχουν κάποιες ενώσεις που πρέπει να μπουν στο ίδιο τετραγωνάκι. Είναι δηλαδή οι ίδιες, κι όμως δεν είναι. Εδώ λοιπόν συνέβη το εξής. Ο Λύμπιχ και ο Βέλλερ το 1824, ανεξάρτητοι ο ένας από τον άλλον, κάνανε μια εργασία. Ο ένας ασχολήθηκε με άλατα του φουλμηνικού οξέως και ο άλλος με άλατα του ισοκειανικού οξέως. Αν πάρεις ένα οξύ στα χέρια σου και προσπαθείς να δημιουργείς αλατά, το εκείνο που κάνεις βεβαίως είναι να αντιδράσεις με διάφορες βάσεις. Και παίρνεις το άλλο με κάλλιο, με νάτριο, με ασβέστιο, με αμμόνιο κλπ. Όταν λοιπόν πάρεις το άλλο, κάθεσαι και το μελετάς. Και οι μελέτες που γινόταν τότε ήταν τόσο απλές. Είναι κίτρινο, είναι πράσινο, είναι πυκνό, είναι λαφρύ. Έτσι είναι αλλιώς. Διαλείεται στο νερό, δεν διαλείεται στο νερό. Κάνει αυτό το είδος την αντίδραση, κάνει το άλλο είδος την αντίδραση. Λοιπόν, μαζέψαν τέτοιούν τη στοιχεία, τα ετοιμάσαν σε κείμενα και τα στείλανε για δημοσίευση. Αυτός τον οποίον τα στείλανε για δημοσίευση ήταν ο Μπερζέλιος. Ήταν ο Μπερζέλιος ο εκδότης ενός από τα κυριότερα χημικά περιοδικά εκείνης της περιόδου. Όταν ο Μπερζέλιος ως σωστός εκδότης πήρε στα χέρια του τα κείμενα και τα κοιτάξε, παλάδωσε. Δεν μπορεί ένας ο Λύπιχ και ένας ο Βέλλερ, καμιά σχέση δεν έχει ο ένας με τον άλλο, να μου στέλνουν εδώ δύο εργασίες που οι ενώσεις τους να είναι ίδιες. Να έχουν δηλαδή την ίδια αναλογία. Άνθρακας τόσο τοις εκατό, Άζοδο τόσο τοις εκατό. Τι είναι αυτό πέρα, άλλας με ασφαίστιο. Τι λέει ο ένας κίτρινο, ο άλλος κόκκινο. Ο ένας διαγητό στο νερό, ο άλλος αδιάγητο στο νερό. Δεν είμαστε καλά. Ένας από τους δύο είναι τρελός ή με κοροϊδεύουν. Και απαίρεψε και τις δύο εργασίες. Επειδή απαίρεψε και τις δύο εργασίες, αναγκαστικά κάποια στιγμή ο Λύπιχ και ο Βέλλερ ήρθαν σε επαφή, γράφοντας γράμμα το ένα στον άλλο. Έτσι, μπορούμε να φανταστούμε κάποιου είδους αηλογραφία. Τι κάνεις εδώ, πας να με τρελάνεις. Όχι ότι είναι σε τρελάνωμα, εγώ το είδα, όχι και εγώ το είδα. Προφανώς ανταλλάξαν και κάποια δείγματα. Κοίταξε ο ένας την ένα στον άλλο. Ναι. Κατάλαβαν ότι αυτό που έφτιαξε ο ένας και είχε μια ορισμένη στιχειομετρία ήταν κίτρινο. Και το άλλο που έφτιαξε ο άλλος με την ίδια στιχειομετρία ήταν κόκκινο. Δεν μπορεί λοιπόν. Τι συνέβη. Ήταν δύο πράγματα που είχαν την ίδια στιχειομετρία, η διάταξη των ανθρώπων μεταξύ τους ήταν διαφορετική. Το φαινόμενο της ισομέρειας παρατηρήθηκε λοιπόν καταρχήν σε ανόργανες ουσίες, σε άλλατα του ισοκοιανικού και του φιλμονικού οξέως. Ε, ο Μπερζέλιους σαν καλός και τυπικός εμπειριστής, άμα δεν έβλεπε που ο ίδιος έδισε το ίδιο πράγμα δεν το πίστευε. Το έλεγε μόνο τις εργασίες και δεν είδε τις αντιδράσεις και τα δείγματα, δεν το πίστεψε. Όταν μερικά χρόνια αργότερα ο ίδιος ασχολούμενος με την οργανική χημεία έπεσε πάνω στο τριγικό οξύ και διάφορες ουσίες του, τότε πίστευε ότι μπορεί να υπάρχουν ενώσεις που έχουν την ίδια στιχειομετρία αλλά διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Τότε ο ίδιος πρότεινε το όνομα Ισομέρεια και ο ίδιος παραδέχτηκε ότι όντως υπήρχε αυτό το είδος το πρόβλημα, ότι μπορεί η στιχειομετρία μιας ένωσης να μην ήταν η τελική απόδειξο τι ένωση αυτή υπάρχει. Μπορούσε να υπάρχει κι άλλη ένωση με την ίδια στιχειομετρία. Μπαίνει από τότε η Ισομέρεια στη ζωή μας και μπαίνει εξαιτίας του Μπερζέδιου μέσα από την οργανική χημία. Στο μεταξύ όμως είχαν συμβεί διάφορα ενδιαφέροντα πράγματα. Πρώτα απ' όλα ο Βέλλερ έφτιαξε τα διάφορα ισοκαιανικά άλατα και προσπάθησε να κάνει και ισοκαιανικό άλατα στο αμμονίο. Έτσι, έχεις ένα οξύ, αντιδράσεις με βάση. Αντιδράσεις λοιπόν με αμμονία, περιμένεις να πάρεις το ισοκαιανικό αμμόνιο. Στην προσπάθειά του λοιπόν να πάρει περισσότερο ισοκαιανικό αμμόνιο και πώς γίνεται αυτό. Φτιάχνεις κατ' αρχήν το άλατο στο αργύρο και σε συνέχεια αντιδράσεις με χλωριούχο αμμόνιο. Περιμένεις να γίνει αντίδραση για την κατάσταση. Στο χλωριούχος άργυρος είναι ένα από τα πιο δυζάλλητα σώματα. Περιμένεις να πέσει κάτω, να το μαζέψεις, να το διθύσεις και στο δύο, θυμάσουμε, υπάρχει προφανώς το ισοκαιανικό άλατο στο αμμόνιο. Επιχαιρώνοντας λοιπόν να θερμάνει για να προχωρήσει η αντίδρασή του πιο γρήγορα, πέτυχε κάτι το οποίο κανένας δεν φανταζόταν προηγουμένως. Πήρε ένα ωραίο διάλειμμα το οποίο μόλις το άφησε να κρυώσει, έδωσε πολύ πολύ ωραίους κουστάρους. Μόνο που η κρύσταλη αυτή ήταν πάρα πολύ γνωστή και στη μορφή τους και στην υφή τους και στο χρώμα τους και όταν τους μελέτησε από κοντά και στις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Ήταν κρύσταλη ουρίας. Η ουρία όμως είναι μια ένωση οργανική. Μέχρι τότε λοιπόν, και αυτό είναι το 1828, υπήρχε η πίστη ότι μπορώ εγώ να πάρω μια οργανική ένωση και να την κάψω και να της ρίξω οξύ και να της ρίξω βάση και να κάνω διάφορα τέτοια πράγματα πάνω σε αυτήν. Αλλά να φτιάξω εγώ ο ίδιος τεχνητά στο χημικό εργαστήριο μια οργανική ένωση, αυτό δεν γίνεται. Ήταν η διάκριση ανάμεσα στους ζωντανούς οργανισμούς και στους οργανικούς συστήματα. Μπορούσα να παίξω με τάλατα του αργύρου και του αμμονίου όσο ήθελα, δεν μπορούσα όμως να φτιάξω μια οργανική ένωση. Οι οργανικές ενώσεις υπήρχαν στα φυτά, στα ζώα, στον άνθρωπο. Τα παίρνουν δηλαδή από οργανισμούς. Παίρνουν λοιπόν μια οργανική ένωση την οποίαν, πώς την φτιάχνει το ζώο, το φυτό, ο άνθρωπος, είναι μια λεγόμενη ζωική δύναμη. Υπήρχε λοιπόν αυτή η βύση Φιτάλις, η ζωική δύναμη η οποία έδινε τη δυνατότητα στους οργανισμούς να φτιάχνουν τις οργανικές ενώσεις. Ο άνθρωπος λοιπόν στο εργαστήριο, με τα ποτήρια του και τα διάλειμματά του, τα οξέλα του, τις βάσεις του και τα συγκλικά, δεν μπορούσε να κάνει οργανικές ενώσεις αυτή την αντίληψη που υπήρχε τότε. Και έρχεται ο Βέλλερ και λέει φτιάχνω εγώ αυτήν την ένωση, ισοκιανικό άλλαση ήταν, τυπική ανόργανη ένωση, θερμένο καλά-καλά, το αμμονιακό διάλειμμα και πέφτουν κάτω κρύσταλλοι, οι οποίοι είναι κρύσταλλοι ουρίας. Οι κρύσταλλοι ουρίας μοιάζουν, με κρυστάλλους ουρίας, το χρώμα του σχήμα στην υφή, αν αλλεί ο ψάχνο βρίσκο έχει όντως τις ίσες της ουρίας, έχει τις φυσικές και χημικές ουριότητες, άρα συνέθασε ουρία. Εμείς βέβαια καταλαβαίνουμε σήμερα ότι αυτό το οποίο έκανε στην ουσία ήταν μια μετάθεση ατόμων μεταξύ τους. Τότε όμως και τα λίγα επόμενα χρόνια, όχι αμέσως, γιατί προφανώς ένα νεαρό που δεν ήταν και σε κανένα μεγάλο επιστημονικό κέντρο, δεν του έδινε κανένα στην απαραίτητη συμβασία, μετά από και τα χρόνια λοιπόν, αντιγήθηκαν κάποιοι ότι αυτό το πράγμα άνοιγε έναν εντελώς καινούργιο δρόμο. Μπορούσες πια να καθίσεις και να σκεφτείς πώς να φτιάξεις μια οργανική ένωση, εσύ ο ίδιος στο εργαστήριό σου. Να μην πας δηλαδή ψάχνοντας να κόψεις, να τεμαχίσεις, να κυλίσεις το ζουμί από ένα φυτό ή να πάρεις ένα κομμάτι κρέας ή κόκκαλο από ένα ζώο για να κάνεις την δουλειά σου. Μπορούσες να κάνεις στον πάνγο χημικά μια σύνθεση οργανικής ουσίας. Ήταν λοιπόν η αρχή της οργανικής χημίας, η οποία πήρε για πάρα πολύ μεγάλη ανάπτυξη από τα μέσα, μάλλον όχι από το πρώτο τέταρτο του 19ου αιώνα. Στη συνέχεια, το άλλο καλό που έκανε ο Μπερζέλιους, παρόλο δηλαδή που μας έστειλε την Ισομέρεια σαν φαινόμενο έξι-εφτά χρόνια πίσω στο χρονοδούλπο της ιστορίας, ήταν ότι έφερε το Ολύμπιχ και το Βέλλερ σε επαφή. Ο Ολύμπιχ και το Βέλλερ δουλέψανε μαζί, ο Ολύμπιχ ήταν ήδη ένας γνωστός σχετικά κατοικητής, φώναξε το Βέλλερ, δουλέψε μαζί του στο πανεπιστήμιο που ήταν, και στο 1834, δηλαδή 10 χρόνια μετά την πρώτη συναντησία τους, καταλήγουν να δημοσιεύσουν μαζί μια εργασία που είχε να κάνει με το αμυγδαλέλεο. Τι είναι το αμυγδαλέλεο? Κάτι που περιέχει αρκετά ισοκαιανικά όλατα. Από κει το είχε απογνώσει ο Βέλλερ, καταρχήν είχε βρει το ισοκαιανικό οξύ και άρχισε να το μελετάει. Κάνοντας, λοιπόν, παρατηρήσεις πάνω στο αμυγδαλέλεο, κατέληξε στο ότι αυτό το πράγμα που εμείς τώρα το λέμε ισοκαιανικό, υπήρχε αναλείωτο σε όλα τα άλλατα και σε όλες τις ενώσεις τις οποίες στη συνέχεια φτιάξανε από αυτό. Κατέληξε, λοιπόν, στο συμπέρασμα του εξής, ότι κάνω εγώ μια αντίδραση με άργυρο και παίρνω ένα άλλας. Αυτό το άλλας έχει άργυρο και κάτι T, το οποίος το πούμε ισοκαιανικό. Αντιδρώ αυτό το πράγμα, μέχρι ολίχο κάλλιο. Παίρνω το άλλας με κάλλιο. Αυτό έχει κάλλιο και κάτι T. Αυτό το κάτι T είναι το ίδιο με το προηγούμενο κάτι T. Συνεπώς, σε όλες τις ενώσεις που σήμερα λέμε ισοκαιανικές, υπάρχει κάτι T, το οποίο μπορούμε να το πούμε ισοκαιανικό. Και τι είναι αυτό? Είναι μια ομάδα που έχει ένα σύνολο από άτομα με μια ορισμένη διάταξη. Τελείωσε. Και τι είναι αυτό? Αυτό, είπανε ο Λύπη και ο Βέλελ, είναι μια ρίζα. Είναι, λοιπόν, σαν μια ρίζα στην οποία πάνω φυτρώνουν διαφορετικά κλαδιά και ανάλογα με το είδος του κλαδιού που φυτρώνει, εγώ λέω ότι είναι ένα διαφορετικό δέντρο. Έχω, λοιπόν, το ισοκαιανικό κάλλιο, το ισοκαιανικό νάτριο, αμμόνιο, ασβέστειο, οτιδήποτε θέλετε, άργυρο. Έτσι, όλα αυτά έχουν μία ρίζα, την ισοκαιανική ρίζα. Βλέπετε, έχει μείνει στην ολογία μας ακόμα και τώρα, έτσι. Η θηκάλατα, η θηική ρίζα, τα νυντρικά λατά, η νυντρική ρίζα, έχει μείνει, έτσι, η έκφραση αυτή, παρόλο που τυπικά δεν είναι ρίζες, είναι ανοιώντα θηκά, νυντρικά και ολοκλησκρινά. Και έχουμε, λοιπόν, την πρώτη, ας το πούμε, πρόημη θεωρία στην οργανική χημεία, που αναφέρεται στις οργανικές ρίζες. Δηλαδή, κομμάτια ενώσων που έχουν μία σταθερή αναλογία ατόμων και μία σταθερή διαδοχή αυτών των ατόμων στον χώρο και αυτό λέγεται ρίζα. Μπορώ σε αυτήν τη ρίζα να κάνω κάποιες αντιδράσεις, αλλά σε αυτές τις αντιδράσεις αυτή η ρίζα θα μετακινείται από ένωση σε ένωση αυτούσια, ολόκληρη, σαν μία οντότητα. Τώρα, λίγο αργότερα, παράλληλα με την οργανική χημεία, αρχίζει να πτήσεται και η φυσική χημεία. Τι είναι τώρα η φυσική χημεία? Κατ' αρχή είναι κάτι περίεργο να το σκεφτεί κάποιος. Γιατί? Γιατί στο ξεκίνημα του 17ου αιώνα υπήρχαν κάποιοι που ορίσαν τους εαυτούς τους ως χημικούς. Εγώ είμαι χημικός σήμερα, εκείνη την περίοδο, είμαι κάποιος ο οποίος μελετώ κάποιες διαδικασίες και με ενδιαφέρει σε αυτές τις διαδικασίες τι χημικές μεταβολές συμβαίνουν. Τι μεταβολές συμβαίνουν στη σύσταση και στην ηφή των σωμάτων που παίρνουν μέρος σε αυτές τις αντιδράσεις, δηλαδή μελετώ τα χημικά φαινόμενα. Όταν ένας είναι φυσικός, αυτός ο φυσικός ενδιαφέρεται όχι για τις χημικές μεταβολές που πραγματοποιούνται στην πορεία μιας αντιδράσης, αλλά ενδιαφέρεται για κάποιες διαδικασίες πάνω στις οποίες εκείνο που έχει σημασία είναι το πώς συμπεριφέρεται το σώμα, πώς κινείται, πώς μεταβάλλει τη θέση του οικογραφίου σχετικά. Συνεπώς, τον 17ο και τον 18ο αιώνα, η φυσική και η χημία είναι δύο διαφορετικές επιστήμες που έχουν ένα διαφορετικό χώρο όπου λειτουργεί κάθε μία. Και αρχόμαστε τώρα στον 19ο αιώνα που αυτές οι επιστήμες αρχίζουν πάλι να συγκλίνουν. Και αρχίζουν να συγκλίνουν επειδή υπάρχουν και φυσικές μεταβολές στα σώματα, τα οποία περνούν μέρος σε χημικές αντιδράσεις. Συνεπώς, δεν αρκεί να κοιτάξω και να δω τη σημειάνωση υπάρχει η ισοκαιανική ρίζα, δεν αρκεί να κοιτάξω και να δω ότι αυτό το ισοκαιανικό άλλας που έφτιαξα είναι κίτρινο ή κόκκινο και διαγείεται ή δεν διαγείεται που είναι στο νερό και αντιδράει με εθανόλη κλπ. Αλλά με ενδιαφέρει να δω πόσο περισσότερο ή λιγότερο ισοκαιονικό άλλας θα πάρω, με ενδιαφέρει να δω αν το διάλειμμά μου καθώς γίνεται η αντίδραση θα γίνει πιο πικνόρευστο ή πιο λεπτόρευστο, αν θα έχει κάποιο άλλο είδους μεταβολή στην φυσική του συμπεριφορά. Για να κάνω αυτού του είδους της μετρήσεις θα πρέπει να ξεχωρίσω τον εαυτό μου από τον Βέλλερ, τον Ολύμπιχ και τον Βερζέλιος, οι οποίοι ασχολούνταν κυρίως με το να δουν ποιο ήταν το τελικό προϊόν και πώς μπορούσαν να το παραλάβουν, ενδεχομένως σε μεγαλύτερη ποσότητα, και να εξετάσω κάποια δημοσφαιρόμενα, δηλαδή μεταβολές φυσικών ιδιωτήτων στη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων. Αυτό λέγεται φυσική χημία και η φυσική χημία αρχίζει και να πτήσεται κυρίως εξαιτίας της βιομηχανικής επανάστασης. Τι είναι η βιομηχανική επανάσταση? Η βιομηχανική επανάσταση είναι αυτό το οποίο μαθαίνουμε στα σχολεία μας σε σχετικά μικρές ηλικίες, αλλά μπορούμε να το καταλάβουμε και από το όνομα κοιτώντας. Είναι εκεί δηλαδή που μπαίνουν οι βάσεις της βιομηχανίας. Και τι είναι η βιομηχανία? Είναι η έκφραση, κατεξοχήν, του τρόπου με τον οποίο ο άνθρωπος μπορεί να επιδράσει πάνω στη φύση και να την κατακυριεύσει. Είναι η βιομηχανική επανάσταση, εκείνο το όριο στο οποίο ο άνθρωπος πια πάβει να αναφέρεται μόνο στη δική του μοιική δύναμη προκειμένου να κάνει κάτι. Για να τραβήξω αυτό το κασόνια από εκεί θα πρέπει να το δέσω με ένα σκινί με ένα σύρβα με κάτι και να το τραβήξω. Όσο μπορώ να το τραβήξω, όσο μπορώ να το τραβήξω εγώ. Έχω λοιπόν τη δική μου μοιική δύναμη. Τον παλιό καλό καιρό οι καλοί άνθρωποι χρησιμοποιούσαν τα ζώα. Έχω λοιπόν ένα κάρο, έχω κάποια βόδια ή κάποια άλογα για να το σέρνουν, βάζω τα κασόνια αυτά πάνω στο κάρο και μετά χτυπάω τα βόδια, τα άλογα και τα σπρώχνω στον δρόμο όπως το πιο θέλω και είναι αυτά τα οποία σέρνουν τα κασόνια μου πάνω στο καρότσι. Μέχρι εκεί λοιπόν έχει φτάσει ο άνθρωπος. Έτσι, δηλαδή η εκμετάλλαυση του ανθρώπου από τον άλλο άνθρωπο λέγεται καπιταλισμός, η εκμετάλλαυση του ζώου από τον άνθρωπο όπως λέγεται πρόοδος, η εξέλιξη. Και στη σύγχρονη ορολογία, η εκμετάλλαυση των μαμμουνιών από τον άνθρωπο, των μακτηρίων και των μοχρονομισμών δύο τεχνολογία, δηλαδή παράγες μεθανόλη ή εθανόλη ή τέτοιου τους ενώσεις από διαδικασίες που γίνονται από καλλιέργειες διαφορών μακτηριών. Τέλος πάντων. Και σε αυτό το σημείο ήμασταν, μπορούσα δηλαδή να βασίζουμε σε εμένα και στο βόδι μου ή στο άλογό μου, έτσι δεν είναι μακριά η καιρή, όπου ακόμα και σε χώρες όπως η Ελλάδα το πόσο καλά ή καλύτερα θα πήγαινε η οικονομία μυασικού γιάννιας βασιζόταν στο πόσα βότια ή πόσα άλογα είχε, στο αν τα βότια και τα άλλα ήταν σε καλή κατάσταση και όλα τα σχετικά ήταν λοιπόν αυτά που παρήκαναν έργο εκτός των άνθρωπων. Στη βιομηχανική επανάσταση λοιπόν και ειδικά στην αρχή της έχουμε κάποιες κατασκευές, κάποιες μηχανές οι οποίες παράγουν έργο. Ο πιο απλός τρόπος για να παράγεις έργο με μία μηχανή είναι να έχεις ένα βαρέγγι ας το πούμε συγκοντρικά, να έχεις μέσα και νερό, να το ζεσταίνεις, να το βράσεις, να δημιουργήσεις ατμό, να σπρώξεις τον ατμό σε ένα χώρο που να τον έχεις κλειστό και σε σέχει να τον αφήσεις να ξεφύγει από εκεί. Αν τον αφήσεις να φύγει έτσι, απλώς εκτολώνεται ο ατμός και φεύγει. Αν φροντίσεις αυτή η εκτόνωση να γίνει σε ένα συγκεκριμένο χώρο και μέσα σε αυτό το χώρο να βρίσκεται ένα έμβολο, μπορείς να σπρώξεις αυτό το έμβολο. Και αν αυτό το έμβολο το συνδέσεις με κάτι, μπορείς σε αυτό το κάτι το έμβολο να δώσει κίνηση. Τέτοιου είδους υπονοστατικές μηχανές ήταν οι πρώτες που φτιάχτηκαν. Τέτοιου είδους ατμομηχανές χρησιμοποιήθηκαν και να παράγουν έργο σε έκταση που δεν μπορούσε ο άνθρωπος να φανταστεί προηγουμένως. Πολλαπλάσια από αυτή που μπορούσε να έχει αυτός ή το άλογό του. Παρελπιπτόντος, ακόμα και σήμερα την ισχύ των μηχανών τη μετράμε συνήθως σε άλογα. Έχω 150 άλογα στο αυτοκίνητό μου και είμαι ευτυχής γι' αυτό. Είναι ευτυχής ο άλλος που έχει 250. Που είναι αυτά τα άλλα ακριμένα μέσα στα έμβολα του κινητήρα μου. Όπου τώρα δεν βράζω άλλο νερό για να κάνω ατμό. Καίω κάτι άλλο και συσχηματίζω περισσότερα αέρια με περισσότερη κίνηση. Ναι, αλλά για να έχεις εκείνον τον πρώτον καιρό ατμό και να τον πιέζεις κάπου και μετά να τον αφήνεις να χτωνώνεται θα πρέπει να ξέρεις κάποια πράγματα για το πώς συμπεριφέρεται ο ατμός. Βεβαίως όχι μόνο ο ατμός αυτός καθέφτως αλλά και όλα τα αέρια. Άρα μελέτες γύρω από τα αέρια όπως και του Δάρτων, όπως και του Μπόιλ προκειμένως ήταν αρκετά χρήσιμες και γινόταν πολύ πιο έντονα και πολύ πιο συστηματικά σε αυτήν το περίοδο. Και βεβαίως εφόσον ο ατμός αυτός έχει προκύψει από θέρμανση νερού με ενδιαφέρει πώς μεταφέρεται και πώς μεταβάλλεται το περιεχόμενο, το θερμικό ενός συστήματος του ατμού στη συγκεκριμένη περίπτωση. Και στη συνέχεια με ενδιαφέρει πόσο γρήγορα ή πόσο αργά σχηματίζεται αυτός ο ατμός, τι ιδιότητες έχει, τι συμπεριφορά έχει. Συνεπώς εκεί πέρα γύρω στα μέσα του 19ου αιώνα εμφανίζονται διάφορα νέα παιδεία που η σύγχρονη έκφρασή τους είναι θερμοδυναμική, ηλεκτρογήτες, κινητική, χημική ισορροπία. Αυτό το ιδιωτικό έννοι δεν ήταν γνωστός προηγουμένως, δεν υπήρχε κάποιος που ενδιαφέρεται, τότε όμως για τους λόγους που μόλις εξηγήσαμε υπήρχε πολλοί κόσμους που ενδιαφερότανε και μέχρι να τελειώσει ο 19ου αιώνας τα μεγαλύτερα ονόματα στον χώρο της επιστήμης και της φυσικής και της χημίας ασχολούταν με αυτό το καινούργιο αντικειμενό, με την φυσικόχημία. Λοιπόν, ενώ στις αρχές του 19ου αιώνα ο Βέλλερ και ο Γιμπιχ και οι υπόλοιποι ασχολούταν με το πώς θα αναδιατάξουν τα άτομα στις διάφορες ομάδες, στις διάφορες ίζες και όλα τα σχετικά, υπήρχαν αυτοί που θεωρούσαν τον εαυτό τους ακριφνή φυσικό, οι οποίοι ασχολούταν ακριβώς με αυτό, πώς μπορώ να μετακινήσω την θερμότητα ή την ενέργεια από εδώ εκεί, πώς μπορώ να πετύχω ροή θερμότητας και ροή ενέργειας και πώς μπορώ αυτήν να την ελέγξω. Αυτό λοιπόν λέγεται, μελετώ την κίνηση της θερμότητας, δηλαδή την δυναμική έχει θερμότητα, δηλαδή τη θερμοδυναμική. Ο διεθνής όλος είναι ακριβώς αυτός, thermodynamics. Λοιπόν τώρα, ως τα 1840 υπήρχαν κάποιοι τους οποίους τους ξέρουμε, ο James Prescott Joule, ο Julius Mager, ο Hermann von Helmholtz, οι οποίοι μελετώντας την ενέργεια, κυρίως έτσι με τη μορφή της θερμότητας και του θερμικού περιοχωμένου κάποιου συστήματος, κατέληξαν σε κάποια συμπεράσματα. Και το πρώτο πρώτο και βασικό συμπέρασμα στο οποίο μελετήξαν ήταν πως αν έχω ένα κλειστό σύστημα, εννοούμε κάτι, ένα χώρο, μια περιοχή, όπου δεν υπάρχει είσοδος ή έξοδος ενέργειας με κάποιο τρόπο, ένα σύστημα μολωμένο από το περιβάλλον. Αν έχω λοιπόν ένα κλειστό σύστημα, κατέληξα με μελέτες τους, τότε μπορώ να εισηγηθώ κάτι σαν την αφθαρσία της μάζας του λαβουαζγέ. Μόνο που δεν πάρει αφθαρσία, αναφέρατε στην ενέργεια. Οι μεταβολές της ενέργειας μπορεί να υπάρχουν, μπορεί να υπάρχουν τα διάφορα είδη ενέργειας, τα οποία μεταβάλλονται, άλλο αυξάνεται, άλλο μειώνεται και ακριβώς αυτό συμβαίνει. Το σύνολο της ενέργειας σε ένα κλειστό σύστημα είναι σταθερό. Μπορεί ένα είδος ενέργεια, η δυναμική για παράδειγμα, να αυξάνει, τότε όμως κάποια άλλη είδη ενέργεια, κινητική για παράδειγμα, θα μειώνεται. Το άθλισμα τους θα είναι σταθερό. Σε αυτές λοιπόν τις αυξασίες αυτών των συγκεκριμένων, οφείλονται οι βάσεις αυτής της θερμοδυναμικής και οφείλεται αυτή η διατύπωση, που χοντρικά μπορούμε να πούμε είναι η διατύπωση περί της αφθαρσίας της ενέργειας, που αποτελεί και το πρώτο θερμοδυναμικό νόμο. Παρατήρηση, ο James Prescott Jowell ήταν ένας ο οποίος σχετικά εύκολα μπορούσε να φτιάξει κάποια συστήματα κλειστά. Και γιατί σχετικά εύκολα, γιατί ήταν πυροπαραγωγός. Και επειδή ήταν πυροπαραγωγός, είχε βαρέλια. Και επειδή είχε βαρέλια, μπορούσε εύκολα να φτιάξεις βαρέλια με χοντρό φλειό δέντρο, ενδεχομένως και χρησιμοποιώντας κεφελό, ετσι, εισαγωγής από την Ισπανία από την Βόρεια Αφρική, όπου το σύστημα μέσα να είναι αρκετά καλαμονωμένο σε σχέση με τον κόσμο απ' έξω. Και αν κάποιοι κοιτάξουμε και δούμε την περιγραφή του πειράματος μου, το οποίο βρήκε το μηχανικό ισοδύναμο της θερμότητας, είναι ακριβώς αυτό, ένα τέτοιον βαρέλια, που έχει μέσα του μια ποσότητα νερού, η οποία είναι σχεδόν απόλυτα μονωμένος προς τον εξωτερικό χώρο. Το μόνο το οποίο έχει να κάνει είναι να υποστηθεί την επίδραση από δύο πτερίγια, τα οποία το χτυπάνε και καθώς το χτυπάνε, το θερμένουν. Και αυτά κινούνται και το χτυπούν το νερό, επειδή έχουν συνδεθεί με δύο βάροι, τα οποία τα έχει κρεμάσει και μετά τα αφήνει να πέσουν κάτω. Μετράει λοιπόν το ύψος από το οποίο πέφτει το βάρος, ο τζάουλ, έχει έναν τρόπο να περιγράψει από την φυσική την δυναμική ενέργεια, από εκεί μέχρι εκεί που κατέκει το βάρος. Κάνοντάς το αυτό αρκετές φορές, έχει το σύνολο της ενέργειας ως κινητική, την οποία έχει χρησιμοποιήσει, μετράει τη θερμοκρασία του νερού του, βρίσκει ότι αυξάνει, η θερμοκρασία, κατά συνέπεια, έχει αποδείξει την ισοδυναμία της θερμότητας με τη κινητική ενέργεια, το λιγότερο. Έτσι λοιπόν, ήταν και λόγω καταγωγής και λόγω φύσης της εργασίας τους, μερικοί από αυτούς, σε θέση να έχουν πρόσβαση σε υλικά, σε κατασκευές, που μπορούσαν να τους επιτρέψουν να κάνουν τέτοιούν τους μελέτες. Αρχίζουν λοιπόν από τα 1850, γιατί εδώ έχουμε σταματήσει τα 1840, αρχίζουν λοιπόν από τα 1850 και μετά πολλοί να ασχολούνται με τη ροή αυτής της θερμοκρασίας, όχι μόνο να δείξουν ότι το σύνολο της ενέργειας, κυρίως της θερμικής, είναι σταθερή σε ένα κλειστό σύστημα, αλλά εν τέλος, με ποιον τρόπο πραγματοποιείται και τι ακριβώς συμβαίνει εκεί. Λοιπόν, αυτή η ροή της θερμότητας είναι κάτι σημαντικό και εδώ πέρα υπάρχουν κάποιοι άλλοι ιστήμονες που είναι επίσης γνωστοί, ο Νικολάς Σανδικαρνό, ο Βίλιαμ Τόμσον μετέπειτα λόρδος Κέλβιν και ο Ρούντλοφ Ζούλιους Εμάνουλη Κλαούζιος. Αυτοί λοιπόν, εκεί γύρω στο 1850, είχαν παρατηρήσει μεταβολές του θερμικού περιοχωμένου σε διάφορα συστήματα, είχαν παρατηρήσει αυτήν τη ροή της θερμότητας και είχαν περιγράψει με αρκετά ακριβή και σαφή το ρόπο το τι ακριβώς συμβαίνει, πώς δηλαδή η θερμότητα μετακινείται από μια περιοχή σε μια άλλη περιοχή. Για μας τώρα αυτό είναι περίπου αυτονόητο. Δηλαδή στα παιδιά του γυμνασίου, αναφέρομαι και λέμε, ξέρετε, αν έχω δύο περιοχές, τη μία με μεγάλη και την άλλη με μικρή θερμοκρασία, η ροή της θερμότητας γίνεται από την περιοχή της μεγάλης προς την περιοχή της μικρής θερμοκρασίας. Αυτό δεν είναι τόσο αυτονόητο για κάποιον που δεν έχει καμία βασική ιδέα γύρω από τη θερμοδυναμική. Τώρα το 1850 είναι μια οριακή ημερομηνία και για έναν άλλο λόγο, όχι ότι είναι ακριβώς στα νησά του αιώνα, αλλά επειδή εκείνο το χρόνο δημοσίευσε ο Κλαούσιους, ένας από αυτούς τους τρεις που αναφέραμε προηγουμένως, μια εργασία στην οποία κάνει λόγο για ένα μέγεθος και αυτό το μέγεθος το ονόμασε εντροπία, εντροπή είναι ο διεθνικός όρος, είναι και αυτό η ελληνική λέξη, τρέπομαι εντός με τα κοινό προς τα μέσα, τρέχω προς τα μέσα, κοινό προς τα μέσα. Λοιπόν, ο Κλαούσιος θεώρησε πως έπρεπε να βρει κάτι έτσι ώστε να μπορεί να περιγράψει το ενεργιακό περιεχόμενο ενός συστήματος σε κάθε θερμοκρασία. Ήταν κατανοητό, έτσι όπως είπαμε και προηγουμένως, πως σε μεγαλύτερη θερμοκρασία είχαμε μεγαλύτερο ενεργιακό περιεχόμενο, κατά συνέπεια αν ήθελα ροή θερμότητας, ροή θερμότητας θα είχα από την περιοχή της μεγαλύτερης προς την περιοχή της μικρότερης θερμοκρασίας. Άρα, μεγαλύτερη απόγελτη θερμοκρασία, η κλίμακα Kelvin, που αναφέρεται στον Λόρνδο Κέλβεν, εντάξει, αυτόν εδώ τον William Thompson. Υπήρχαν και οι Τι Τόμψον που δραστηρωπήθηκαν στον χώρο της φυσικής και της χημίας. Αυτός είναι ο William, ο μετέπειτα, έτσι, ο Λόρνδος Κέλβεν. Όταν ονομάστηκε λοιπόν Λόρνδος Κέλβεν, ονομάστηκε και η κλίμακα των θερμοκρασιών του, κλίμακα Κέλβεν. Εκεί, καλό έχει η κλίμακα Κέλβεν, μας δίνει το απόλυτο μηδέν, το 1.273 ακόμα κάτι, για έτσι πρακτικούς λόγους το 1.273 σε βαθμούς Κελσίου. Έτσι κατά συνέπεια, όπως το τονίζω και στους φοιτητές του Κατηδίαν, όταν έχουμε και μου αναφέρον διάφορα πράγματα, δεν μπορείτε να λέτε θα ψήξω αυτό το πράγμα σε πολύ καμία θερμοκρασία, σε πόσο, σε 1.300. Δεν υπάρχουν 1.300 κελσίου. Υπάρχουν 1.273 ακόμα κάτι ψηλά, 1.273 για τις καθημερινές πρακτικές δουλειές, έτσι. Εκεί είναι λοιπόν το απόλυτο μηδέν. Απόλυτο μηδέν, δεν υπάρχει πιο κάτω από το μηδέν στη θερμοκρασία. Το προσδιόρισε λοιπόν ο William Thompson, επίσης κάνοντας μετρήσεις και μελέτες πάνω σε αέρια. Λοιπόν, ο Κλάουζιος αυτό που ήθελε ήταν να βρει έναν τρόπο να περιγράψει το θερμικό περιεχόμενο ενός συστήματος, ανεξάρτητον ότι ήταν αυτό έτσι, ένα αφαρέγιμο νερό, καλή ορόπος κουτζάου, αλλά να το περιγράψει με όρους που να περιέχουν και τη θερμοκρασία του. Στις διαφορετικές θερμοκρασίες λοιπόν ήταν διαφορετικό αυτό το θερμικό περιεχόμενο, ήθελε να βρει έναν τρόπο να το περιγράψει. Και προφανώς δεν του αρκούσε ένας όρος καθαρά ηλιακός, η ενέργεια είναι τόσο, ήθελε να έχει συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Αυτή τη συνάρτηση με τη θερμοκρασία την βρήκε σε αυτό το μέγευμα, στο οποίο το ονόμασε εντροπία. Αυτή η εντροπία έχει το καλό ότι έχει μια απόλυτη κλίμακα, δηλαδή μπορείς να προσδιορίσεις με ένα αρκετά ακριβή τρόπο, αλλά δύσκολο να το πετύχεις πραγματικά, ποιο είναι το μηδέν της κλίμακας της εντροπίας. Αλλά εκείνο που έχεις να κάνεις δύσκολα είναι να προσδιορίσεις την ακριβή μεταβολή της εντροπίας. Έτσι, λοιπόν, πολύ πιο εύκολα προσδιορίζονται μεταβολές στο θερμικό περιεχόμενο συνολικά, παρά στην εντροπία την ίδια. Το ωραίο που έκανε λοιπόν ο Κλαούζιους είναι ότι έδειξε πως αυτό το μέγευμα της εντροπίας μπορούσε να υπάρχει, μπορούσε να έχει μία κλίμακα απόλυτη και το απόλυτο μηδέν της εντροπίας είναι ένας ιδανικός κρύσταλος που έχει την ιδανική διάταξη στον χώρο, στο απόλυτο μηδέν της κλίμακας των ορμικοσύντων του Κέλβεντ. Όμως, ο Κλαούζιος εκείνο που ήθελε να δείξει ήταν πότε μια αντίδραση είναι αυθόρμητη. Μια αντίδραση είναι αυθόρμητη, σύμφωνα με αυτά που λέγαν όλοι οι προηγούμενοι, όταν δίνει θερμότητα στο περιβάλλον. Δίνει θερμότητα στο περιβάλλον σημαίνει χάνει ενέργεια το σύστημα, άρα πηγαίνει σε χαμηλότερη ενέργεια. Ήταν γνωστές έτσι οι αντιλήψεις από πολύ παλιά πως όσο χαμηλότερα βρίσκομαι σε κάτι τόσο καλύτερα είναι και ενεργειακά λοιπόν όσο χαμηλότερη ενέργεια έχει ένα σύστημα τόσο καλύτερο είναι, ναι βεβαίως, όμως η έξοδος ενέργειας από ένα σύστημα δεν ήταν ο μόνος παράγοντας για τον οποίο αυτή η διαδικασία που παραγματοποιόταν ήταν αυθόρμητη. Ο Κλόζιους έδειξε πως κάθε αυθόρμητη μεταβολή της ενέργειας είχε αντίστοιχα ένα αποτέλεσμα στην μεταβολή της εντροπίας του συστήματος. Αυθόρμητη μεταβολή σημαίνει αυξάνει η εντροπία του συστήματος. Αυτό που λέμε απλά και στα παιδιά του γημασίου αυξάνει η αταξία. Όσο περισσότερη αταξία έχει ένα σύστημα τόσο πιο σταθερό είναι, τόσο πιο βελτιωμένο είναι ενεργειακά σε σχέση με ένα σύστημα που έχει περισσότερη τάξη. Συνεπώς τι γίνεται τώρα αυτή τη στιγμή. Αυτή τη στιγμή ο Κλαούζιος με αυτήν τη διαδικασία, την εισαβουγή της εντροπίας και την περιγραφή της μας διατύπωσε αυτό που είναι ο γνωστός ως δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Το ζήτημα τώρα είναι το εξής. Όλοι αυτοί εδώ ή παραπάνω ήταν φυσικοί. Σε πώς ενδιαφέρονταν για φυσικές μεταβολές και όταν αναφέραμε μέχρι τώρα κάποια συστήματα αυτά τα συστήματα ήταν πάρα πολύ απλά. Για παράδειγμα να παρουν νερό όπως είπαμε στα πυράματα του Τζάου. Αυτά δεν φαίνεται να έχουν καμία σχέση με τη χημεία μέχρι αυτό το σημείο. Όμως αρκεί κάποιος να κάνει κάποια σκέψεις. Όλες αυτές εδώ οι παρατηρήσεις, οι μετρήσεις, οι ιδέες, οι αναλύσεις, οι περιγραφές έχουν να κάνουν μεταβολές της θερμότητας. Πώς μπορείς να πετύχεις μεταβολή θερμότητας. Έχω το βαρέλι με το νερό για παράδειγμα. Είναι φτιαχμένο από αρκετά χοντρό ξύλο. Είναι αρκετά καλά μονωμένο από το περιβάλλον κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ κλπ Παίρνεις θερμότητα. Η κάψη όμως δεν είναι μια χημική διαδικασία. Είναι μια χημική διαδικασία. Άρα μήπως οι χημικές αντιδράσεις παράγουν θερμότητα που μας είναι χρήσιμη για να μετρήσουμε τη θερμοδυναμική μας. Βεβαίως. Μήπως δεν το μπορούμε να κάνουμε το ανάποδο. Να πάμε και να εφαρμόσουμε τη θερμοδυναμική στις χημικές αντιδράσεις. Ναι. Εδώ λοιπόν, ακριβώς, γύρω στα 1850 έρχεται ο συνδετικός κρίκος ανάμεσα στη φυσική και στη χημία. Αφού μπορώ να κάψω κάποια σώματα, έτσι, κάψημα για να δημιουργήσω φλόγα και να δώσω ενέργεια, προφανώς αυτή η χημική διαδικασία της κάψης είναι που μου δίνει την ενέργεια που θέλω. Άρα μπορεί αυτό που λέγαμε προηγουμένως σύστημα, που είπαμε για τον τζάουλ μπορούσε να είναι ένα απαραίτημα νερό, να είναι μια χημική αντίδραση. Και καθώς αυτή η χημική αντίδραση προχωράει, μου δίνει ή μου παίρνει ενέργεια. Μπορώ λοιπόν να προσπαθήσω να μετρήσω τις μεταβολές της ενέργειας στην πορεία μιας χημικής αντίδρασης. Να λοιπόν πως αυτή η θερμοδυναμική που ξεκίνησε από τις μελέτες των φυσικών πάνω στα αέρια και στο πώς μεταβάλλονταν το θρημικό της περιεχόμενο, μπορούσε να έχει εφαρμογή στις χημικές αντιδράσεις. Πρώτος και καλύτερος, στα 1840, ως ερμένα ανδειχές, αρχίζει να μετράει τις θερμότητες κάποιων χημικών αντιδράσεων. Και ο τρόπος να μετρήσεις αυτές τις θερμότητες είναι να κλείσεις σε ένα δουλειο κάποια σώματα, να τα πας να αντιδράσουν και να μετρήσεις τη θερμοκρασία και πριν και μετά και ενδεχομένως κατά την πορεία της αντιδράσης. Κάνοντας τέτοιους μετρήσεις, στα 1840, μπορούμε να οριοθετήσουμε την αρχή της ύπαρξης αυτού του πράγματος που σήμερα το λέμε θερμοχημία. Συνεπώς, έχουμε τη θερμοχημία να ξυκνάει γύρω στα 1840. Και τι είναι το πρώτο πρώτο πράγμα που έχουμε στη θερμοχημία, τώρα εμείς το λέμε ο νόμος του ΧΕΣ. Και τι λέει αυτός ο νόμος, για μας σήμερα το εξίσιαπρο πράγμα. Είναι μια αρχική κατάσταση και μια τελική κατάσταση. Έχω κάποια σώματα στην αρχή, τα οποία κάνουν κάποιες αντιδράσεις και κάποια σώματα στο τέλος. Η διαφορά στην ενέργεια ανάμεσα σε αυτά τα δύο, τα αρχικά και τα τελικά, είναι μία ορισμένη. Άσχετα με το ποιον δρόμο θα ακολουθήσει η χημική μου αντίδραση και από ποια ενδιάμεσα στάδια θα πάω, αν ξεκινήσω από τα α και β και καταλήξω στα γ και δ, η διαφορά στην ενέργεια θα είναι η ίδια. Άσχετα με το πόσες μεταβολές θα κάνω, πόσες επιμέρους χημικές αντιδράσεις, ξεκινώντας από τα α και β και καταλήξω στα γ και δ, θα έχω πάντα την ίδια μεταβολή στον ενιακό περιεχόμενο. Άρα, έχουμε εδώ κάτι σαν διατύπωση του νόμου της αφθαρσίας της ενέργειας στις χημικές αντιδράσεις. 1860, ο Μπερτελό, ο οποίος είχε δουλέψει πάρα πολύ στην αναλυτική χημία, είχε δουλέψει πάρα πολύ στην ανάλυση κυρίως οργανικών ενώσεων, στρέφεται στη θερμοχημία και αρχίζει να μελετάει το θερμικό περιεχόμενο κάποιων αντιδράσεων. Η εξυπνάδα του Μπερτελό, και αυτό που μας άφησε σαν παρακατεθήκη για τη συνέχεια, είναι το εξής. Ότι πραγματοποιούσε τις αντιδράσεις του, όχι μέσα σε βαρέλια, σαν τον Τζαούν, αλλά με έναν άλλο έξυπνο τρόπο. Είχε στο μεταξύ αποδειχθεί ότι το νερό είναι ένα από τα σώματα που έχει μεγάλη θερμοκρατικότητα. Αν όχι τη μεγαλύτερη, μια από τις μεγαλύτερες. Τι θα είναι η θερμοκρατικότητα? Θα πει ότι για να ανεβάσεις τη θερμοκρασία του νερού, χρειάζεται να του δώσεις πολύ πολύ ενέργεια, της ανάλογα πολύ με τη μάζα του. Εντάξει, αυτό το ξέρουμε όλοι πρακτικά. Δηλαδή δεν μπορείς να πας στην πρωτομαγιά στη θάλασσα και ενώ έξω τυχαίνει να έχει 30 βαθμούς θερμοκρασία, να μπεις μέσα στη θάλασσα και να κάνεις έναν άνατο μπάνιο. Η θάλασσα δεν έχει θερμαθεί το ίδιο εύκολα όσο και η ξύρα έξω. Επίσης, αντίθετα, μπορείς αρχές Οκτωβρίου να πας στη θάλασσα και ενώ έξω η θερμοκρασία, που ανεπιπλούντως είναι 15, 18, 20 βαθμίες, κάνεις ένα πολύ ωραίο ευχάριστο μπάνιο, διότι η θάλασσα θερμαίνεται αργά και ψήχεται αργά. Το ίδιο και η κατσαρόλα στο σπίτι. Έτσι, βάζουμε στη φωτιά και δεν αρχίζει να βράζει αμέσως, πρέπει να περάσει αρκετή ώρα προκειμένου να αρχίζει να βράζει το νερό. Επιπλέον, μόλις κλείσω το διακόπτη δεν σταματάει να βράζει αμέσως, πρέπει να σταματήσει να βράζει. Αυτό λοιπόν είναι η θερμοχωρητικότητά του. Έχει μεγάλη θερμοχωρητικότητά το νερό, χρειάζεται μεγάλη προσφορά ενέργειας για να ανεβάσει τη θερμοκρασία του και αντίστοιχα θα την κατεβάσει σιγά σιγά και σταδιακά. Λοιπόν, ο Μπερντέλλο το ήξερε αυτό. Και όπως πρακτικά το ήξεραν και άλλοι πολύ υπερσούδες πριν από αυτόν. Εκείνο που έκανε λοιπόν ήταν το εξής. Πήρε μια μεγάλη λεκάνη και τη γέμισε νερό. Μέτρησε με ακρίβεια τη μάζε του νερού που είχε. Και με έτρισε και τη θερμοκρασία που είχε. 22 βαθμούς ας πούμε. Πολύ ωραία. Άντσα αυτή τη μεγάλη λεκάνη νερό μέσα, πάω και βάλω ένα ποτήρι. Και μέσα σε αυτό το ποτήρι πάω και αντιδράσω, όπως είπα πριν, τα α και β. Βάζω λοιπόν ποσότητα από τα α και β, τα ανακατώνω και αρχίζω να πραγματοποιώ την αντίδραση. Στο τέλος η αντίδραση ολοκληρώνεται και έχω τα γ και δ. Ωραία. Ξαναμετράω τη θερμοκρασία του νερού. Είναι 23 βαθμούς. Γιατί έχει αυξηθεί η θερμοκρασία του νερού, διότι θερμότητα μέσα από το ποτήρι που έκανα εγώ την αντίδραση έφυγε προς το έξω. Αυτή η θερμοκρασία διαχαίεται στη μάζα του νερού η οποία φρόντισε ο πατρελόνας είναι μεγάλη. Κατά συνέπεια μπορώ σχετικά εύκολα και απλά να κάνω μέτρηση θερμοκρασίας του νερού που βρίσκεται έξω και να συμπεράνω το πως η ενέργεια ελευθερώθηκε μέσα στο ποτήρι που έγινε αντίδραση. Έχουμε λοιπόν με αυτόν τον τρόπο την κατασκευή αυτού που σήμερα θα το λέγαμε καλωρίμετρο. Το καλωρίκ παράδοση από τον Λαμποάζιαε όπου θεωρούσε ότι η θερμότητα είναι και αυτή ένα στοιχείο και το άτομο της θερμότητας ήταν το καλωρίκ, το θερμηδικό θα λέγαμε εμείς σήμερα. Θερμηδόμετρο λοιπόν, καλωρίμετρο όπως το είπε ο Μπερτελό και υπόλοιπο τότε και η κατασκευή του είναι ακριβώς αυτή. Βεβαίως με βάση τέτοιου τους παρατήρησης εύκολο ήταν στη συνέχεια να προτείνει ότι οι αντιδράσεις χημικές μπορούν να διακριθούν σε εξόθερμες και εντόθερμες. Λοιπόν εγώ στέκομαι έξω από το ποτήρι στο οποίο πραγματοποιείται η αντίδραση, βάζω τον αυτό μου έτσι στη θέση του νερού που βρίσκεται έξω από αυτό το ποτήρι. Βλέπω ότι η θερμότητα είτε να βγαίνει έξω προς εμένα, δηλαδή να βγαίνει από το ποτήρι, είτε να μπαίνει μέσα στο ποτήρι. Έξω θερμική, ένωτο θερμική. Προφανώς, λοιπόν, καταλαβαίναν όλοι πως αν μια αντίδραση είναι εντόθερμη, παίρνει θερμότητα από το περιβάλλον, άρα το ενεργιακό περιεχόμενο του συστήματος αυξάνει. Αν μια αντίδραση είναι εξόθερμη, δίνει θερμότητα στο περιβάλλον, άρα το ενεργιακό περιεχόμενο του συστήματος μειώνεται. Αυθόρμητες, λοιπόν, αντιδράσεις, σύμφωνα με τον Μπερτελό και με όλους όσους ακολούθησαν αυτήν την γραμμή των μετρύσεων, ήταν πως οι εξόθερμες αντιδράσεις είναι αυτές που θα το πραγματοποιούν αυθόρμητες. Έτσι. Δίνω ενέργεια, χαμηνώ την ενέργειά μου, άρα έχω μια αυθόρμητη αντίδραση. Όμως, παραμυρτώντας βέβαια, τέτοιου είδους ιδέες είχαν διατυπώσει πιο ποιοτικά ο Λαβουαζία και ο Λαπλάς περίπου έναν αιώνα νωρίτερα. Και, μάλιστα, αυτή η ακριβή διατύπωση, ότι αν, δηλαδή, μια αντίδραση προς μια κατεύθυνση είναι ενδόθερμη, τότε προς την αντίστροφη κατεύθυνση είναι εξόθερμη, είναι γνωστή σε εμάς ως νόμος του Λαβουαζία και ο Λαπλάς, παρόλο που ακριβώς αυτή η διατύπωση κανένας από τους δύο την έχει έβαλε τον κόσμο σε σκέψεις. Γιατί είναι. Ενώ, βεβαίως, στη μεγαλύτερη πλειοψηφία τους οι εξόθερμες αντιδράσεις ήταν αυτές που παραθυνούνταν, υπήρχαν και ενδόθερμες αντιδράσεις. Ανακατώνονται, δηλαδή, α και β, παίρνουν τα πρωιώντα γ και δ, και η αντίδραση είναι ενδόθερη. Γιατί σημαίνει αυτό τούτοις η αντίδραση, ποιος να ξέρει. Εδώ, λοιπόν, υπήρχε ένα πρόβλημα. Επίσης, υπήρχε εδώ πέρα ο συνδετικός κρύκος με άλλα σημεία της φυσικής χημίας και της χημίας γενικότερα που αναπτύχθηκαν παράλληλα και στη συνέχεια. Για παράδειγμα, ήταν γνωστή η βίαιη αντίδραση που μπορούσε να πραγματοποιηθεί μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου. Παίρνω υδρογόνου και οξυγόνου στη μορφή αερίου, έτσι όπως είχαμε πει προηγουμένως, με ένα ευδυόμετρο, δίνω ένα σπιθύρα, γίνεται η βίαιη αντίδραση, έχω, λοιπόν, την ενέργεια από το σπιθύρα, είναι πολύ αθόρμητη αυτή η αντίδραση, βεβαίως. Συνεπώς, η αντίστροφη αντίδραση, δηλαδή να πάρω νερό και να το διασπάσω στις υδρογόνου και οξυγόνου, είναι κάτι που δεν είναι αθόρμητο. Φυσικά μπορώ να πάρω ένα ποτί νερό, να το αφήσω εκεί πέρα και να το κοιτάω όσο θέλω. Δεν πρέπει ποτέ να διασπαστεί η υδρογόνου και οξυγόνου, να εξαθμιστεί σιγά σιγά μπορεί. Εντάξει. Όμως, μην ξεχνάτε, είχαμε πει, είχε συνολίσει στα 1800, η διάσπαση του νερού, η ηλεκτρόληση. Ναι, αλλά για να κάνω την ηλεκτρολήση χρησιμοποιείς ελεκτρικό ρέμμα, δηλαδή ενέργεια. Άρα και ο ηλεκτρισμός είναι μια μορφή ενέργειας. Ναι. Άρα, αρχίζουμε να παίζουμε με την δυναμική, την κινητική ενέργεια, την θερμότητα και τον ηλεκτρισμό. Και τον ηλεκτρισμό. Το ζήτημα όμως είναι εντάξει. Μελετούμε την αντίδραση των υδρογών με τοξιγόνου προς τη μία κατεύθυνση και προς την αντίστροφη. Σχηματίζω νερό, διασπώ το νερό. Είναι τόσο εύκολο να κάνω το ίδιο και με άλλες αντιδράσεις. Δηλαδή, για κάθε αντίδραση που μπορώ να φανταστώ υπάρχει και η αντίστροφή της και αν υπάρχει πώς μενετιέται. Λοιπόν, σήμερα είναι αρκετά απλό για μας να πούμε. Ναι, βεβαίως υπάρχει μία αντίδραση, υπάρχει και η αντιστροφή της. Και έχουμε τις δύο φορές, την προς τα δεξιά και την προς τα αριστερά. Αυτό, όμως, τον 18ο και τον 19ο αιώνα δεν ήταν τόσο αυτονόητο. Τότε οι αντιδράσεις δεν αντιμετωπιζόταν από στώρα. Τότε, εκείνο που με ενδιέφερε εμένα που ήμουν χημικός ήταν να φτιάξω μία αντίδραση για να πάρω το προϊόν Γ ή Δ που με ενδιέφερε και να την φτιάξω έξω, τόσο ώστε να πάρω το περισσότερο δυνατόν Γ ή Δ. Αυτό με ενδιέφερε και τίποτα άλλο δεν με ενδιέφερε. Μην ξεχνάμε και τον Van Helmond, κλασικό παράδειγμα, και άλλους. Όταν, λοιπόν, το αέριο δεν με ενδιέφερε, το ξεχνούσα, ήταν σαν να μην υπάρχει. Εγώ εντόπισα το ενδιέφερο, όμως, στο στερεό. Παραπέρα, αν το στερεό ήταν ωραίο, κρυστερικό, καθαρό, τι ωραία, τι καλά, μπορούσα να συνεχίσω να προχωρήσω τη δουλειά μου. Αν έπαιλα κανένα ζουμί, κανένα προϊόν, πολυμερές, θα λέγαμε σήμερα, σαν λάδι, σαν μίξα, σαν μαστίχα, σαν καϊτέκιο, το πετούσα. Γι' αυτό, λοιπόν, το λόγο, με βάση τέτοιου είδους απλοϊκές αντιλήψεις, η χημεία των πολυμερών είχε τόση καθυστέρηση στον απτυξήτης. Δεν απτύχθηκε τόσο πολύ όσο η κρασική, τυπική, οργανική χημεία εξ αρχής. Εκείνο που ενδιέφερε τους χημικούς ήταν να πάρουν ένα ωραίο, καθαρό, κρυστερικό προϊόν. Δεν έπαιραν καητεία, γιατί το πετούσαν, παρατούσαν δυνατήρεις και πηγαίναν κάπου παρακάτω. Λοιπόν, τον καιρό του Μπερτελό, δηλαδή εκεί γύρω στα 1850-1860, ήταν γνωστές αρκετές αντιδράσεις που πηγαίναν και προς τη μία κατεύθυνση και προς την άλλη. Θυμηθείτε τις αντιδράσεις του Μπλακ, έτσι, γύρω στον ένα, ενάμιση ώρα νωρίτερα, με τον ιδράγγυρο και την οξείδωσή του. Οξείδιο του ιδραγγύρου, διάσπαση του οξείδιου του ιδραγγύρου και παραγωγή και πάλι του αρχικού ιδραγγύρου, πάλι με την ιδριακή εκδρομβολία. Εντάξει. Συνεπώς, εκεί ήταν μία αντίδραση, έτσι, που την είχε μελετήσει και προς τις δυο κατευθύσεις. Ήταν γνωστές αρκετές τέτοιου είδους αντιδράσεις και κυρίως ήταν από το 1850 και μετά γνωστά αρκετά δεδομένα από τα πειράματα του Γουίλιαμπσον, ο οποίος δούλεψε με τους εθαίρες. Ο Γουίλιαμπσον δούλεψε τόσο πολύ με τους εθαίρες και χρησιμοποιήσε τόσο πολλά χημικά στην διαδικασία αυτή, που μια από τις διαδικασίες αυτές ήταν επίδραση πυκνού θηικού οξέως πάνω σε αλκόολες. Είναι γνωστή μέθοδος Γουίλιαμπσον και εξαιτίας της άγνοιας του για την επικίνδυνότητα των αντιδράσεων αυτόν, ο Γουίλιαμπσον έμεινε ανάπηρος σε ένα μεγάλο μέρος της ζωής του. Υπάρχουν φωτογραφίες του Γουίλιαμπσον, οι οποίες είναι περίπου αιγυπτιακού τύπου, όπως είναι οι εικόνες, μάλλον οι ζωγραφιές, τους αιγυπτιακούς τάφους. Έτσι, η αριστερή μεριά του προσώπου του Γουίλιαμπσον δεν φαίνεται ποτέ, γιατί ακριβώς δεν υπήρχε. Είχε πάθει πάρα πολλά εγκάρμαντα, είχε πάθει πάρα πολλές ζημιές από τις βίαιες εκρήξεις που δημιουργούσαν το θήκο οξύ. Έπαθε και έμαθε. Γι' αυτό και εμείς σήμερα στα εργαστήρια εξηγούμε, καταρχήν, τους όρους με τους οποίους θα δουλέψουμε στο εργαστήριο και την ασφάλεια στο εργαστήριο. Δεν ξεκινούμε να κάνουμε πειραματικές διαδικασίες, πρώτον εξηγήσουμε στην αρχή ποιες είναι οι σωστές πειραματικές συνθήκες, ποιες προφυλάξεις πρέπει να πάρουμε. Τα μέτρα προφύλαξης είναι το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς, την οποία πρέπει να κάνουμε ειδικά στα πρωταρχικά εισαγωγικά μαθήματα και εργαστήρια χημείας. Ήταν γνωστό λοιπόν από τις μετρήσεις και τις παρατρίσεις του Williamson ότι όταν προσπαθούσες να φτιάξεις έναν εθέρα, για τους εθέρες ήξερα αυτός πάρα πολλά στοιχεία, ότι και να κάνεις καταλήγει στο τέλος να έχεις ένα μείγμα από τα α, β, γ και δ. Έτσι είναι ένας τυπικός τρόπος περιγραφής μιας συμβουλής αντίδρασης, έτσι και άλλη φορά το είπαμε είναι α και β, τα αντιδρώντα, β και γ και δ τα προϊόντα. Αυτό έτσι έχει γίνει μια σήμαση και ήταν γνωστό από τότε. Λέει λοιπόν ο Williamson στο τέλος τέχω και τα τέσσερα μέσα στο μείγμα μου και θα τέχω με μια σταθερή αναλογία ό,τι και να κάνω πως και αν ξεκινήσω. Και αυτή την κατάσταση, στην οποία θα έλεγε κάποιος η χημική αντίδραση έχει τελειώσει, είναι μια κατάσταση η οποία αποκαθίσατε μετά από μισή ώρα, μετά από μία ώρα. Λέει λοιπόν ο Williamson, ξέρετε τότε η αντίδραση έχει τελειώσει. Και αυτό έλεγε περισσότεροι από τους υπόλοιπους. Ο Williamson τώρα ήταν ένας από αυτούς που πίστευε ότι η αντίδραση δεν έχει τελειώσει. Πίστευε, επειδή είχε κάνει και την αντίθετη αντίδραση, ότι ξεκινώντας έχω και βάζοντας α και β μέσα σε ένα τοιχείο, αρχίζει να παραποματοποιείται η αντίδραση προς τα δεξιά, ενώ προς τα αριστερά προφανώς δεν υπάρχει, γιατί δεν υπάρχουν γ και δ. Καθώς όμως η αντίδραση προχωράει προς τα δεξιά, καταρχήν μειώνουν οι ποσότητες των α και β, άρα ο ρυθμός της αντίδρασης, αντίστοιχα αυξάνει η υπερεκτικότητα του μείγματος σε γ και δ, άρα αρχίζει να αυξάνει και η ταχύτητα της αντίδρασης προς τα αριστερά. Ήταν έτσι μια πρωτοπουριακή αντίληψη για τα 1850. Πίστευε λοιπόν ο Γουίλιμς ότι σε εκείνο το χρονικό σημείο, στο οποίο πια οι ποσότητες των αντιδρώντων και των προϊόντων σε μια αντίδραση είχαν σταματήσει να μεταβάλλονται, δεν σηματοδοτούσε το τέλος στις αντίδρασεις, αλλά ότι από εκεί και πέρα και οι δυο οι αντιδράσεις προχωρούσαν, αλλά με τον ίδιο ρυθμό. Κάτι το οποίο εξηγούμε και τώρα στα παιδιά, στο γυμνάσιο και στο λύκειο. Αν λοιπόν σε μια δεδομένη μικρή μεταβολή του χρόνου, ξέρω πως ένα δευτερόλεπτο, σχηματίζονται 100 μόρια Γ και Δ, στην ίδια χρονική περίοδο 100 μόρια Γ και Δ διασπώνται, αντιδρώντων και μου δίνουν Α και Β. Κατά συνέπεια το καθαρό αποτέλεσμα είναι κανένα. Είναι σαν ένα ιδιότυπο παιχνίδι τένις, όπου οι παίκτες δεν παίζουν με μία μπάλα και ραχέτα, αλλά παίζουν με εκατοντάδες μπάλες. Και ο στόχος του κάθε παίκτη είναι να πετάει ένα μπαλάκι στο τερέν του αντιπάλου. Αν λοιπόν οι δυο παίκτες κοινούνται με την ίδια ταχύτητα και έχουν το ίδιο αριθμό από μπαλάκια μπροστά τους, τη στιγμή που ένας πετάει ένα μπαλάκι στον έναν και ο άλλος πετάει ένα μπαλάκι στο τίπο του χώρου. Κατά συνέπεια εγώ είμαι δυτιτής και εκείνο που κάνω να κοιτάω να μετρήσω τα μπαλάκια βλέπω 40 εδώ και 50 εκεί. Μετά από δυο λεπτά ξανακοιτάξω να πάει 40 εδώ και 50 εκεί θα είναι, γιατί στο μεταξύ γίνεται ακριβώς το οδοβράγμα για κάθε ένα που έρχεται δεξιά και να πηγαίνει αριστερά. Αυτό λοιπόν είναι για τον Williamson μια κατάσταση στην οποία η αντίδραση δεν έχει τελειώσει, αλλά υπάρχει μια δυναμική ισορροπία, τα μπαλάκια που κοινούνται, προϊόντα που σχηματίζονται και προϊόντα που διασπονται. Κατά συνέπεια λέει ο Williamson αυτό που βλέπω είναι μια φαινομενική ισορροπία, είναι ένα δυναμικό φαινομενό και οι δυο αντιδράσεις συνεχίζουν και πραγματοποιούνται από τον ίδιο ρυθμό, αλλά όταν αρχίζεις και αναφέρεσαι στον ρυθμό με τον οποίο πραγματοποιείται μια αντίδραση, έχεις βάλει τις βάσεις για να μιλήσεις για τη χημική κινητική. Άρα μέχρι αυτό το σημείο εκεί γύρω στα 1850-1860, εκείνο το οποίο ήταν μέσα στο μυαλό αυτό που ασχολούταν με τη θερμοδυναμική ήταν ότι μια αντίδραση είναι αθόρμητη όταν μειώνεται το ενεργειακό περιοχόμενο του συστήματος, όταν είναι εξόθερμη. Αυτό όμως δεν σημαίνει πάντα. Μια αντίδραση είναι αθόρμητη όσο αυξάνει η εντροπία του συστήματος, αλλά όχι πάντα. Συνεπώς η έκλυση θερμότητας προς το περιβάλλον είναι ένας παράδειγος που μπορεί να καθορίσει αν μια αντίδραση είναι αθόρμητη, μια χημική αντίδραση. Ωραία. Αυτός όμως δεν είναι ο κύριος παράγοντας. Εντάξει, μπορεί να είναι ο κύριος παράγοντας, δεν είναι όμως ο μόνος. Και εδώ θα είμαστε αντιδράσεις υπάρχουν και αντιδράσεις στις οποίες η εντροπία δεν φαίνεται να αυξάνεται, επίσης υπάρχουν. Και για τελείως αυτήν την περίπτωση. Άρα υπάρχει και κάτι άλλο. Αυτό το κάτι άλλο είναι κάποιος παράγοντας για τον οποίο δεν ξέρουμε τίποτα αυτή τη στιγμή και για τον οποίο έπρεπε να ψάξουμε να δούμε τι γίνεται. Πώς ήταν περίπου η ιδέα του Αϊνστάιν για τις κρυμμένες μεταβητές στη θεωρία την κβατική. Αυτό ακριβώς. Ή λοιπόν και ο Αϊνστάιν και από το προηγούμενο, στο οποίο βασιζόταν το 1860, ψάχναναν κάτι άλλο που θα προστίθετο, ας πούμε, στην αντίληψη που είχαμε περί της μεταβολής της θερμότητας, για να μας δείξει πότε μια χημική αντίδραση ήταν αθόρμητη και πότε όχι. Τώρα, σε αυτό το σημείο πρέπει να κάνουμε εναφορά σε δύο νορβηγούς επιστήμονες. Αυτοί εδώ είναι οι νορβηγοί επιστήμονες, παλεμπιπτόντος και ευτυχώς για μας είχαν και συγγένια μεταξύ τους. Ήταν ο Κάτωμα Σιμήλιαν Γκουλμπεργκ και ο Πέτρε Βάγκε. Τώρα το ζήτημα είναι ότι ο ένας ήταν γαμπρός του άλλου νου, αλλά δεν θυμάμαι ποιος ήταν ποιος. Αυτό σημαίνει ότι πήραν το τσάι τους αρκετές φορές μαζί, τώρα βέβαιος επειδή ήταν στη Νορβηγία θα ήταν τσάι με λίγη βότκα ή λίγο ρούμι με λίγο τζιν μέσα και όλα τα σχετικά, αλλά πάση περιπτώσει. Είχαν ευκαιρία εκεί πέρα στη διάρκεια του τσαγιού με τα διάφορα συμπαρμαρτούντα να συζητάνε. Το εκείνο που συζητούσε ήταν κάποιες χημικές αντιδράσεις γιατί ο Πέτρε ήταν χημικός, ο άλλος ήταν μαθηματικός, σαν επάγγελμα να το πούμε έτσι. Ο Πέτρε λοιπόν ήταν χημικός και παρακολουθούσε την εξέλιξη κάποιων αντιδράσεων. Η μία από αυτές ήταν παρασκευή αιθέρα κατά τον Βίλιαμψον, η άλλη ήταν μια παρασκευή αιστέρα. Η κλασική αντίδραση που ήταν γνωστή, το αντίστοιχο του οξύ και βάση, άδας και νερό. Υποσύ οργανικό και αλκοόλι, αιστέρας και νερό ενδεχομένως. Είχε λοιπόν 2-3 τέτοιες ομάδες κατηγορίες από αντιδράσεις που τις μελετούσε ο Πέτρε και προσπαθούσε να βγάλει άκρη να δει τι ακριβώς γίνεται. Πότε μια αντίδραση προχωράει, πότε δεν προχωράει. Είχε πιστεί λίγο πολύ από τις ιδέες του Βίλιαμψον ότι υπάρχει μια ισορροπία, αλλά πώς μπορεί να περιγράψει αυτή την ισορροπία. Ευτυχώς όλος ήταν μαθηματικός. Ευτυχώς επίσης οι αντιεδράσεις τις οποίες ο Πέτρε πραγματοποιούσε γινόταν σε ένα δοχείο με συγκεκριμένο χώρο. Δηλαδή, σαν να πούμε, έπαιρε την κατσαρόλα, τη γέμιζε με νερό και μέσα εκεί πέρα έκανε τη δουλειά του. Αυτή η κατσαρόλα σημαίνει ότι ήταν η ίδια κάθε φορά, που σημαίνει ο όγκος ήταν ο ίδιος κάθε φορά. Άρα μπορούσε σχετικά εύκολα να μετράει μάζες και αυτές οι μάζες να ανάγονται σε αυτό που θα δούμε στη συνέχεια, που ήταν πάρα πολύ χρήσιμο, στις συγκεντρώσεις. Είχε λοιπόν μαζέψει κάποια τετράδια με σημειώσεις, είχε και παρατηρήσεις από άλλους επιστήμονες και προσπαθούσαν να βάλουν άκρη. Δηλαδή, γιατί σε μια αντίταση παίρνει περισσότερο ή λιγότερο προϊόν και πώς συμβαίνει να παίρνει περισσότερο ή λιγότερο προϊόν. Αυτές λοιπόν ιδιώς συγκεντρώσαν τα αποτελεσματά τους, σκεφτήκανε κυρίως το μαθηματικό μυαλό του Γουλμπέικ και το 1863 δώσανε μια ερμηνεία για το τι σημαίνει σε μια χημική αντίδραση, η οποία κατέληκε στα θέσεις Ευρωπίας. Η ερμηνεία αυτή ήταν αυτό που εμείς το λέμε σήμερα πολύ απλά, ο νόμος της δράσης των μαζών. Δηλαδή, κατέληξαν στο ότι αυτό που σημαίνει σε μια χημική αντίδραση, με όποιες συνθήκες και αν ξεκινήσεις, όσο περισσότερο ή λιγότερο α ή β γ ή δ β βάλεις στο χώρο της αντίδρασης, στο τέλος θα κατέληξαν να σου δώσει ένα μείγμα από α β γ και α δ σε έναν σταθερό λόγο μωρίων. Και αυτό το πετύχανε όταν εκφράσανε την ποσότητα όχι σε μάζα αλλά σε μάζα αναόγγου, σε συγκέντρωση δηλαδή. Χρησιμοποίησαν λοιπόν τις συγκεντρώσεις και το μαθηματικό μυαλό του Γουλμπεργ έδειξε πως υπήρχε μία σταθερά για αυτή την αντίδραση, κ κεφαλαίο, η σταθερά της χημικής ισορροπίας μες αντίδρασης, που περιγράφεται ως το πηγήκο των συγκεντρώσεων των πολυόντων προς τα διδρόντα. Ευτυχώς για μας, οι αντιδράσεις τις οποίες ο Βάγγκε ενδιαφέροντα να παρακολουθήσει, ήταν αντιδράσεις απλές του τύπου, όπως το περιγράψαμε γενικά, α και β, β και γ και δ. Ένα α και ένα β μου δίνουν ένα γ και ένα δ. Ευτυχώς λοιπόν στις πρώτες απόπειλες για να διατυπωθεί η αρχή αυτή εδώ πέρα, εκείνο το οποίο χρησιμοποιούνταν ήταν απλώς οι συγκεντρώσεις. Στη συνέχεια αποδείχτηκε ότι δεν ήταν ακριβώς και μόνο οι συγκεντρώσεις, αλλά ήταν αυτό το οποίο ονομάστηκε στη συνέχεια η δρόσα-μάζα, οι συγκεντρώσεις υψωμένες σε μια κατάλληλη δύναμη. Και αυτή η δύναμη ήταν ο συντελεστής με τον οποίο το κάθε μόριο συμμετείχησε την αντίδραση. Ευτυχώς λοιπόν στα πρώτα στάδια αυτής η αντιδράση ήταν απλές του τύπου, δηλαδή ένα α και ένα β μου δίνει ένα γ και ένα δ. Και αυτή η διατύπωση στα 1863, στάλθηκε και διαβάστηκε και ανακοινώθηκε στα Νορβυγικά, στην Νορβυγική Χημική Εταιρεία. Έπρεπε να περιμένουμε μερικά χρόνια, νομίζω ήταν το 1879, που αυτή η εργασία μεταφράστηκε σε μια συγγενική γλώσσα, τη Γερμανική. Η Γερμανία ήδη τότε είχε πάρει από την Καλλία τα σκίπτερα όσον αφορά την εξέλιξη στον τομέα της χημίας και κατά συνέπεια με τη Γερμανική μετάφραση αυτής της εργασίας, έγινε γνωστή και στον υπόλοιπο κόσμο αυτού του είδους οι θεώρες των πραγμάτων, ότι δηλαδή αυτή η χημική ισορροπία μπορεί να περιγραφεί με ένα μαθηματικό τρόπο. Τι είναι ο μαθηματικός τρόπος περιγραφής ενός φρυγαμένου? Ο καλύτερος τρόπος είναι να το κάνεις επιστήμη. Η χημία λοιπόν έμπαινε σε έναν χώρο όπου πια οι μαθηματικές διατυπώσεις κερδίζαν σε σημασία. Δεν ήταν απλώς μετράω τη ΜΑΖΑ, απλώς μετράω τον ΟΝΚΟ, απλώς μετράω τη θερμοκρασία, αλλά μπορώ να προσδιορίσω τη θέση ισορροπίας μιας χημικής αντίδρασης και μπορώ να την προσδιορίσω μέσα από την σταθερά, την οποία ο Γουλμπεργκ και ο Βάγγε προτείναν και παρουσιάσαν και διατυπώσαν. Το ζήτημα τώρα είναι ότι υπήρξε εξέλιξη στο χώρο της χημίας και υπήρξε εξέλιξη όσον αφορά την έβρεση ενός απόλυτου κριτηρίου. Γιατί θυμητή και προηγούμενος είπαμε υπάρχουν εξώθερμες αντιδράσεις, θεωρούνται αυθόρμητες, ναι βεβαίως, αλλά συμβαίνουν και αντόθερμες αντιδράσεις. Υπάρχουν αντιδράσεις όπου η εντροπία αυξάνει, ναι βεβαίως έτσι πρέπει να γίνεται, αλλά συμβαίνουν και κάποιες αντιδράσεις που η εντροπία δεν αυξάνει. Τι γίνεται λοιπόν, ούτε η μεταβολή του θρημικού περιεχομένου ούτε η μεταβολή της εντροπίας αποτελούν το μόνο και το απόλυτο κριτήριο για να διατυπώσω εγώ την άποψή μου για το αυθόρμητο ή όχι μιας χημικής αντίδρασης. Τι είναι αυτό το οποίο πρέπει να βρούμε, είναι αυτό το κάτι άλλο το οποίο ψάχνουμε. Αυτό το κάτι άλλο λοιπόν το βρήκε για εμάς ένας Αμερικανός φυσικοχημικός ο Ιωσία Γουίλαρντ Γκίμπς. Αυτός λοιπόν πρότεινε να χρησιμοποιήσουμε τον όρο ελεύθερη ενέργεια, εμείς τώρα το λέμε προς τιμή του ελεύθερη ενέργεια Γκίμπς και μέσα σε αυτή την ελεύθερη ενέργεια ενσωμάτωσε όρο που είχε να κάνει με το θρημικό περιεχόμενο την ανθρωπία και όρο που είχε να κάνει με την εντροπία. Όταν ενσωμάτωσε αυτά τα δύο στην ελεύθερη ενέργεια δημιούργησε μια σχέση με βάση την οποία μπορούσαμε να έχουμε ένα απόλυτο πλέον κριτήριο για την διαπίσωση του αν μια χημική διαδικασία είναι αφρόμητη ή όχι. Και αυτό ήταν η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας της χημικής αντίδρασης.