Det kemiska språket formasefter matematiska principer
Var vatten en förening eller ett elementärt ämne? I denna apparatur lät Gaspard Monge (1746-1818) sammanföra väte och syre. Blandningen antändes med en gnista och vatten producerades. Ett avgörande slag mot Aristoteles elementteori.
Innan kemin i slutet av 1700-talet blev en vetenskap rådde rena sammelsuriet när det gällde namn på substanserna. Först i och med upptäckterna av hundratals salter, några nya syror, metaller och gaser tvingades kemisterna bringa ordning och reda i det kemiska språket. Inspirationen kom från matematiken.
Alkemisterna ville hålla sina recept hemliga och använde sig därför ofta av obskyra namn som till exempel ”drakblod” eller ”mjölk från den svarta kon” (kvicksilversulfid). Inom europeisk alkemi förekom på 1500-talet mer än hundra synonymer för kvicksilver. Det säger sig självt att någon vetenskaplig kommunikation då inte kunde ske.
I slutet av 1600-talet ökar skepsisen mot alkemins förvirrade språkbruk. Den irländske kemisten Robert Boyle (1627-1691) propagerade för sakliga och praktiska namn i sin lärobok The Sceptical Chymist, utgiven 1661. Hans franska kollega Nicolas Léméry (1645-1672) var starkt kritisk mot Paracelsus märkliga idé att alla ämnen byggdes upp av de tre ”principerna” salt, svavel och kvicksilver. ”Det är”, skriver han i Cours de Chemie (1697), ”högstämda termer som förklarar väldigt lite”.
Utrustning för att samla upp gaser som användes av Henry Cavendish. Han var före Lavoisier med noggranna kvantitativa kemiska experiment. (Bilden tagen ur A short history of Chemistry av J. R. Partington, New York, 1957)
Godtycklig
Namngivningen i alkemins tidsålder var helt godtycklig. Men även sedan kemin började likna en vetenskap i mitten av 1700-talet kunde i sammanhanget ovidkommande egenskaper som vikt, lukt, smak och löslighet få bestämma namnen. Vad kunde passa bättre än tungsten för den onekligen tunga metallen som idag heter volfram? Kemisterna smakade på sina prover och därför fick blyacetat heta blysocker och magnesiumsulfat bittersalt. Många salter och oxider fick namn av sina färger, men detta bruk var naturligtvis kroniskt opålitligt då helt olika slags föreningar kan ha samma färg. ”Spirit” kunde betyda båda en syra och en bas trots att de ju har rakt motsatta egenskaper. I själva verket kunde spirit beteckna nästan vad som helst, till exempel gaser och lättflyktiga vätskor som blandar sig med vatten.
”Vitriol” användes av Johannes Kunckel (1630-1703) som benämning på alla metallsalter. Den franska kemisten Pierre Joseph Maquer (1718-1784) begagnade däremot vitriol som term enbart för de salter som bildas av svavelsyra. Ett namn som sel urineux säger inget om innehållet, bara att det luktar illa. Den förhärskande flogistonteorin (se nedan) gjorde det inte lättare att identifiera och namnge ett elementärt ämne. Kemisterna trodde till exempel att metalloxiden var ett enklare ämne än metallen i sig.
En och annan förening döptes efter sin upptäckare, till exempel glaubersalt (natriumsulfat). Rudolf Glauber (1604-1668) gjorde mycket reklam för sin universalmedicin. Jordarten gadolinit benämndes efter Johan Gadolin (1760-1852), den kemist som analyserade mineralet. I detta döljer sig den sällsynta jordartsmetallen yttrium, döpt efter fyndorten Ytterby.
Känd inte minst för oss svenskar är scheelegrönt, en arsenikförening som bär sin upptäckares namn, apotekaren i Köping Carl Wilhelm Scheele (1742-1786). Den tyske apotekaren Martin Heinrich Klaproth (1743-1817) upptäckte uran och döpte metallen efter planeten som observerades samma år.
Ett urval av alkemiska symboler.
Beskrivande namn blev obsoleta
Under andra halvan av 1700-talet ökar antalet kända ämnen och föreningar snabbt, särskilt mängden salter som då närmade sig ett halvt tusende. Långa beskrivande namn, som terra calcarea Acido Vitrioli saturata seu mixta (kalciumsulfat) eller spiritus salis ammoniaci cum sale alkali parata (ammoniumkarbonat) blev nu hopplöst obsoleta. I synnerhet som det inte fanns någon internationell standard utan tvärtom många lokala varianter. Det brådskade att införa en ny kemisk grammatik. Man började inse att när en substans själva natur beskrivs av namnet kan inga förväxlingar ske. Det är de kemiska egenskaperna som ska vara vägledande. Uppsalaprofessorn Torbern Bergman (1735 -1784) och den franske kemisten Louis-Bernard Guyton de Morveau (1737-1816) inledde nu ett samarbete. De var överens om att ett elements namn ska bestå av ett enda ord och att föreningarnas namn ska komponeras av beståndsdelarna. Bergman hade varit elev till Linné och visste vilka framgångar denne haft med sina binära artnamn. De hade emellertid lite olika utgångspunkter. Bergman var främst mineralog. Det var svårt att finna enkla namn på sammansatta bergarter och han måste därför i vissa fall acceptera långa fraser.
Guyton de Morveau och Bergman försöker båda i artiga brev jämka ihop sina termer men eftersom Guyton de Morveau är svag för det eleganta franska språket når de inte någon definitiv konsensus. När det gäller salter vänder han på namnet och låter syran vara huvudord och basens (metallens) namn tillfogas i genitivform. Silversulfat blir vitriol d´argent men hos Bergman argentum vitriolatum. De är heller inte eniga om vilket språk som ska väljas. Bergman föredrar latinet, Guyton de Morveau inte oväntat franska. Latinet förstås av de lärde, det är dött och därför ändras det inte. Vidare är latinet är lätt att anpassa och översätta, resonerar Bergman. Han dör emellertid 1784 och hans nomenklaturförslag tränger aldrig igenom. Arbetet med de kemiska namnen fortsätter i Paris, nu med helt andra förutsättningar.
Rationell lära
Det stora språnget inom kemin på 1700-talet var att flogistonteorin detroniseras och ersätts av en rationell lära på experimentell grund. Den franske kemisten Antoine Lavoisier (1743-1794) visade att ett ämne som förbränns (eller ”kalcinerar”, oxiderar) förenar sig med luftens syre. Det var alltså inte längre frågan om någon mystisk princip som antogs finnas i alla brännbara ämnen.
”I fyra år studerade jag en vetenskap som bara byggde på ett fåtal fakta. Denna vetenskap var sammansatt av absolut osammanhängande idéer och obevisade antaganden. Inte heller hade den någon pedagogisk metod och framförallt var den orörd av vetenskaplig logik”, skriver han om sitt paradigmskifte i en berömd passus.
Lavoisier var mer teoretiker än experimentator. Han umgicks med encyklopedisten Jean le Rond d'Alembert och tog starka intryck av hans matematik. ”Algebra fungerar som ett språk. Liksom vårt talade språk är algebran ett analytiskt hjälpmedel”, hävdade han och tog ett exempel: ”Anta att jag ska analysera ett salt om vilket jag varken känner syran eller basen. I sinnet ställer jag då upp en ekvation där materien som existerade före operationen bildar det första ledet och den som erhålls efter operationen bildar det andra. Genom att lösa ekvationen når jag ett lyckat resultat.”
Svaga punkter
Lavoisier inleder 1774 en serie experiment som gör att han definitivt överger den vaga flogistonteorin. Av den engelske gaskemisten Joseph Priestley (1733-1804) fick han den ledtråd som saknades. Priestley beskrev sin upptäckt som ”deflogisticerad luft”. Länge trodde emellertid Lavoisier att brännbara ämnen reagerar med luften som sådan. Först efter tre år övergav han den tanken. Nu anser han i stället att en brinnande kropp binds till den renaste och hälsosammaste delen av luften. Efter att ha prövat ett dussin olika termer fastnar han för det grekiska ordet för syrabildare, oxygen. Man trodde nämligen att syret innehöll en syra. En profetisk anteckning i en flera år gammal dagbok att ”det jag nu ska göra kommer att förorsaka en revolution inom kemin och fysiken” håller nu på att gå i uppfyllelse.
Lavoisiers försöksutrustning tecknad av madame Lavoiser. Ur Traité Elémentaire de Chimie
Tvivlarna kastar sig genast över de svaga punkterna. Det är motsägelsefullt att Lavosier dömer ut flogistonet men samtidigt förutsätter en ny princip som inte heller går att observera, caloric, eldmaterian. Skillnaden är bara att caloric befinner sig i syret och inte i det brännbara ämnet.
Lavoisiers analysmetod kräver hur som helst en nomenklatur som endast återger fakta, det vill säga berättar något om beståndsdelar och egenskaper, och inte minst kan anpassas till framtida upptäckter. Han skriver på ett kemiskt lexikon, Méthode de nomenclature chimique (utges 1787). I en vältalig appell till den franska vetenskapsakademien förklarar Lavoisier varför logiska kemiska uttryck måste skapas. ”Ordet bör åstadkomma en ny tankes födelse; tanken bör avbilda faktumet; de är tre avtryck av samma stämpel. Och eftersom det är ord som bevarar och överför tankar, blir resultatet att det skulle vara omöjligt att utveckla vetenskapen utan att utveckla dess språk.”
Lavoisier startar korståg
I sin Traité éleméntaire de chimie från 1789 listar Lavoisier och hans medförfattare Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet (1748-1822) och Antoine Fran?ois de Fourcroy (1755-1809) de då kända grundämnena i fem klasser. Uttryck som kalcinera och deflogisticera mönstras ut.
Lavoisiers lista på element. Ett element definierades som analysens sista steg som gällde till dess man lyckas separera substansen ytterligare. Lägg märke till att Lumiére (ljus) och Calorique (”antändlighetens princip”) räknas till de enkla ämnena.
De flesta av termerna från Traité lever kvar in i våra dagar. Kuriöst nog återfinns i kolumnen för enkla ämnen caloriqe som alltså borde ha valts bort. Lavosiers experiment med brännglas, reaktioner i slutna kärl och precisionsvägningar var entydiga. Trots det kunde han ännu inte helt släppa tanken på att förbränningen kräver en orsak som måste förkroppsligas oavsett om den kallas flogiston, caloriqe, fluide igné (antändlighetens ämne), hettans princip eller något annat.
Lavoisier startar nu ett korståg för sin kemiska nomenklatur och stöter genast på motstånd. Engelsmännen föredrar initialt Torbern Bergmans termer eftersom dessa inte är knutna till Lavoisiers oxygen. Bergman höll fast vid flogistonteorin till sin död. Joseph Priestley lär sig motvilligt Lavoisiers ordlista, men bara för att kunna följa med i vad som händer på kontinenten. Joseph Black (1728-1799) reagerar mot förfranskningen av det kemiska språket. De latiniserade franska orden finner han ”motbjudande”, ”skärande” och ”obehagliga”. Henry Cavendish (1731-1810) ifrågasätter systematiska namn överhuvudtaget och befarar att Lavoisiers läror kan ställa till stor skada.
Tysk prestige
Tyskarna är öppet fientliga. Eftersom pappan till flogistonteorin, Georg Ernst Stahl (1659-1734) var knuten till universitetet i Halle är hans teoribygge en nationell prestigesak. ”Det geniala tyska språket tål inte att kläs i så malätna kläder som den fransk-grekiska nomenklaturen.” En av bromsklossarna är professor Lorenz Crell (1744-1816) som vägrar upplåta sin nya tidskrift Chemische Annalen för de franska idéerna. I Köping mottas nyheterna från Paris med ett jaså. Scheele arbetar vidare enligt sina gamla rutiner. Han bryr sig inte ens om att namnge de växtsyror han forskat fram på senare tid.
Lavoisier låter flogistikerna tro på ett stillastående, förändringen kommer ändå. De har full frihet att välja vad de vill ur hans kemiska meny. Han förstår att en sann vetenskapsman måste bli övertygad snarare än tvingad. En förändring av tänkesätten sker inte plötsligt och nya idéer behöver möta opposition.
Runt sekelskiftet har de flesta ändå accepterat de parisiska kemisternas förslag. Då Jacob Berzelius (1779-1848) några årtionden senare arbetade om nomenklaturen efter de senaste rönen inom kemin – lagen om de bestämda proportionerna, atomteorin, atomvikterna – utgick han från det franska kemiska språket. Berzelius ville undvika tolkningsproblem och ansträngde sig att förenkla floran av namn från kemins barndom. Begreppen Acetas plumbicus, Sal Saturni och Vulgi Saccarum Saturni ersattes sålunda av ”ättiksyrad blyoxid” (idag blyacetat). Det var inte alltid så lätt att försvenska termerna. Ordet ”gaz” (gas) i Pierre Joseph Macquers uppslagsverk Dictionnaire de Chimie (1766) översatte Johan Gadolin med ”spänstiga ångor”. Han motiverade detta med att gaz motsvarar det svenska ordet dåf, ”ur ordet dåfvan, som i vissa Provinser nyttjas at betekna ångor”.
ULF IVARSSON
9 mars 2023