Het vloeien van kennis deel 1

Wat ik me eigenlijk pas vrij laat realiseerde, is hoe kennis stroomt. Ik lees wel eens een boek en daar leer ik dan uit. Misschien klinkt de vraag wat suffig en lijkt het antwoord voor de hand te liggen, maar toch wist ik een hele tijd niet hoeveel gedoe het is voordat we iets tot ‘waar’ bestempelen.

Alles wat ik ooit over (bijvoorbeeld) scheikunde weet, heeft iemand ooit uitgezocht en opgeschreven. Dat is weer door anderen gelezen, misschien eens vertaald en nog een keer opgeschreven. Weer iemand anders… enzovoorts. Nu is het mooie aan natuurwetenschappen (scheikunde, biologie en natuurkunde, maar ook paleontologie, aardwetenschappen en sterrenkunde) en wiskunde, dat het niet uit maakt hoe de vertaling plaatsvindt. Je kan zeggen dat onze kennis over de natuur robuust is. Er is nou nooit (of in ieder geval extreem weinig) gebakkelei over wat een ander-talige auteur nou precies bedoelde. In de literatuurwetenschappen is dat praktisch een van de hoofdvragen.

Bonus points if you can identify the science in question

Onze taal is de wiskunde. Hoe we dat weten? Ik denk niet dat daar een antwoord op is. Het is een beetje als het kip en het ei. Zijn natuur en wiskunde hetzelfde en heeft de mens alleen maar op hoeven letten om achter de wiskunde te komen, of heeft de mens de wiskunde uitgevonden en is dat de reden waarom we sommige dingen niet kunnen bewijzen? Voor deze levensvragen wijs ik jullie door naar de Wiskundemeisjes. Ik weet dat Jeanine een masters degree heeft in de filosofie van de wiskunde.

Wat voor ons interessant is, is dat wij regels hebben om de natuur te beschrijven. Die regels zijn niet in een natuurlijke taal, zoals Nederlands, Engels of Duits, maar in de fantastische taal, de wiskunde. En dit is de reden waarom de natuurwetenschappen (samen met wiskunde) ‘De Exacte Wetenschappen’ worden genoemd. Geen gezeur over wat er bedoelt wordt. Het is zo, of niet.

Volgende keer vertel ik over wanneer en waarom we iets ‘waar’ noemen en hoe groot de korrel zout is die we er bij nemen.

Vuurwerk

In de vorige post schreven we al dat er afgelopen jaarwisseling zo’n 65 miljoen euro aan vuurwerk de lucht in is gegaan. Voor economen is dat natuurlijk allemaal leuk en aardig, maar wat ik als chemicus veel interessanter vind, is hoe al dat siervuurwerk aan haar prachtige kleurtjes komt. De theorie hierachter is niet heel ingewikkeld.

Voor de kleuren in siervuurwerk zijn in feite drie stoffen belangrijk: een brandstof, een oxidator (door mijn scheikundedocent altijd “zuurstofleverancier” genoemd) en de kleurstof zelf. De kleurstof is geen organisch molecuul, maar meestal een anorganisch zout zoals strontiumnitraat, bariumchloride of koper(II)chloride. Wanneer de brandstof wordt verbrand, wordt de temperatuur hoog genoeg om het zout in de gasfase te brengen. In de gasfase komt het zout niet langer voor als ionen, maar is het grotendeels uiteengevallen in losse ongeladen atomen. In feite is dit een soort redoxchemie. Bijvoorbeeld voor bariumchloride:

Ba2+ + 2e ⇌ Ba (g)
2 Cl ⇌ 2 Cl• (g) + 2 e

De losse bariumatomen zorgen voor de kleur van de vlam. Door de enorm hoge temperatuur komt een elektron van het bariumatoom zo nu en dan in een hogere energietoestand terecht (ook wel aangeslagen toestand genoemd). Wanneer het elektron weer terugkeert naar de grondtoestand, wordt het verschil in energie uitgezonden in de vorm van een foton: we zien licht! Dit effect is overigens exact het principe achter de vlamkleurproefjes die je op de middelbare school misschien wel eens hebt gedaan.

Vlamkleuren zijn niet alleen erg mooi, ze worden in de praktijk ook voor analyse gebruikt. Met atomaire-emissiespectroscopie (AES) kun je de aanwezigheid en concentraties van vele elementen bepalen door nauwkeurig naar de emissies van de atomen in een vlam te kijken. Nauw verwant hieraan is atomaire-absorptiespectroscopie (AAS), waarbij je niet kijkt naar de emissie van licht van atomen in de vlam, maar juist naar de absorptie ervan.

Tot slot vond ik nog deze mooie demonstratie van de vlamkleuren van verschillende zouten op de JijBuis:

Goede voornemens

Hèhè, daar zijn we dan weer. 2010. Wel even wennen hoor. Iedereen genoten van de 65 miljoen euro aan pyrotechnische meuk die we verbrand hebben?

Waar ik me al een tijdje over verwonder — maar gelukkig is dat nu weer eventjes voorbij — is dat er zoveel journalisten en andere schrijvers lijstjes maken. Elk jaar opnieuw en elk jaar dezelfde andere lijstjes. Wat me afgelopen oudjaar opviel is dat iedere lijstjesmaker zijn proza begint met op te merken dat er zoveel lijstjesmakers zijn. Iets met een pot en een ketel. En zwart zien.

Op oudejaarsavond vroeg een mede-feestganger mij of ik nog goede voornemens had. Natuurlijk heb ik die. Sterker nog, ze zijn ieder jaar hetzelfde.

Een ander voorbeeld van een van mijn goede voornemens
Een voorbeeld van een van mijn gebruikelijke goede voornemens.

Maar dit jaar heb ik een speciaal voornemen.

Lieve kranten- en magazineredacteuren, met liefde zou ik voor jullie uitgave een maandelijks of wekelijkse column schrijven over de misstanden in en het opvallend nieuws over échte scheikunde. Deze weblog is mijn portfolio en mijn drijfveer is mijn liefde voor wetenschap en de Nederlandse taal.

Lieve lezers, ik wens jullie namens alle andere Scheikundejongens, een fantastisch nieuw decennium vol Nerderigheid.