kemia

Erilaisia paperituotteita on kymmeniä jos ei satoja.

Leivinpaperia esimerkiksi saadaan aikaan liottamalla massaa rikkihapossa tai sinkkikloridissa, jolloin aine osaksi sulaa ja hyytelöityy, ja pinnasta tulee erittäin tiheä, lämmönkestävä ja tarttumaton.

Kartonki taas on paksua ja jäykkää paperia (yli 125 g/m²), joka koostuu useimmiten kerroksista monia erilaisia paperilaatuja. Sitä käytetään pakkaamiseen ja kestäviin painotuotteisiin.

Pahvissa taas on useita kerroksia erilaisia kartonkeja, ja on siksi painavampaa (yli 250 g/m²).

Paperi on hyvin kierrätettävissä. Suomessa uudelleenkäyttö on pyörinyt jo 1920-luvulta asti. Nykyisin jopa 75 % kierrätettävästä paperista päätyy toiselle kierrokselle. Keräyspaperia kertyy vuodessa noin 750 000 tonnia, eli noin 5 % paperiteollisuuden kokonaiskuidun tarpeesta. Kierrätysmateriaaleista tehdään lähinnä sanomalehti- ja talous/wc-papereita.

Joulun aikaan kannattaa muistaa, että kauniit lahjapaperit eivät sovi kierrätykseen. Niissä mustemäärät ovat aivan liian suuria kierrätysprosessissa poistettavaksi, etenkin kun jouluna samaa tavaraa tulisi melkein joka kodista. Jotkut paperit ovat myös käytännössä alumiinisia. Paketoinnissa kannattaakin suosia innovatiivisesti omaperäisiä ja kierrätyskelpoisia ratkaisuja.

Sama juttu on myös ruskeiden paperikassien, kartongin sekä pahvien kanssa: ne eivät ole kierrätettävissä normipaperin joukossa. Tämä johtuu ensisijaisesti kuidun väristä: Jos pahvinsekaisesta uusiopaperista tehtäisiin vaikkapa sanomalehtiä, ruskeat läikät haittaisivat pahasti lukukokemusta.

Kartonkien yhteenlintatuista erilaisista paperilaaduista jotkut voivat myös olla sopimattomia kierrätysprosessin kanssa.

Jos talossa ei satu löytymään omaa paperin ja kartongin kierrätysmahdollisuutta, yleiset kierrätyspisteet löytyvät kätevästi karttapalvelusta.

Alla on vielä Stora Enson tuottama video siitä, miten pakkauskartonki syntyy.

Otsikkokuva: Sheila Sund / Flickr
Muut kuvat: Lee Ruk / JayneAndD / JodiMichelle / Flickr

Ruusut

Ruusujen tärkein aromi on ruusuoksidi (C₁₀H₁₈O), jonka nenä pystyy haistamaan helposti, vaikka sitä olisi ilmassa hyvin vähän. Muut tärkeät yhdisteet ovat beta-damaskenoni ja beta-jononi (molemmat C₁₃H₁₈O).

Neilikat

Tärkeimmät yhdisteet ovat eugenoli (C₁₀H₁₂O₂), beeta-kariofylleeni (C₁₅H₂₄₎, bentsoehappo (C₆H₅COOH) ja metyylisalisylaatti.

Orvokit

Olennaisin yhdiste orvokkien tuoksussa on jononit, joita on kovasti erilaisia hieman erilaisin ominaisuuksin. Niiden havaitseminen on omalaatuista, sillä hajureseptorimme tulkitsevat niiden tuoksun pysyväksi ja tavalliseksi, jolloin ne ikään kuin jättävät sen huomiotta. Samaan tapaan nenämme turtuu käyttämäämme arkihajuveteen, ja saatamme pulputtaa sitä ylenpalttisesti päällemme. Jononien tapauksessa nenä huomaa pian tehneensä virheen ja alkaa pian jälleen huomioida sen. Tuoksu siis katoaa ja tulee jälleen uudelleen.

Liljat

Kaksi yhdistettä yli muiden: (e)-beeta-okimeeni (C₁₀H₁₆) ja linaloli (C₁₀H₁₈O) sekä vähemmässä määrin oluesta tuttua myrseeniä ja eukalyptusöljyn vaikuttavaa ainetta eukalyptolia.

Hyasintit

Nyt pääaineita on kolme: okimenoli, nimensä mukaisesti hieman kanelilta vivahtava kanelialkoholi (C₉H₁₀O) ja hedelmäinen etyyli-2-metoksibentsoaatti.

Juuri kanelialkoholi on eniten hyasinttien tuoksussa monia häiritsevä ainesosa. Ihottumapotilaista vajaa 10 % ja valikoimattomasta väestöstä noin 2 % reagoi siihen ja aineen käyttö kosmetiikassa on kielletty.

Krysanteemit

Alfa-pineeni, eukalyptoli, kamferi ja borneoli. Alfa-pineeni (C₁₀H₁₆) on tärpätin pääainesosa ja siitä tulee myös kuusen – ja siis myös joulukuusen – tunnusomainen tuoksu.

Syreenit

Nyt listalla ovat (e)-beeta-okimeeni, syreenialdehydi ja syreenialkoholi.

Yllä oleva grafiikka kukkien tuoksumolekyyleistä on Compound Chemistry -nettisivulta, mistä kuvaa voi katsoa myös suurikokoisena (englanniksi).

Arkikielessä alkoholilla tarkoitetaan etanolia. Se on lievästi myrkyllinen ja maksatoksinen aine, mutta kelpaa nautintoaineeksi. (Alkoholijuomista toki löytyy muitakin alkoholeja kuin vain etanolia. Käymisprosessin sivutuotteena syntyy esimerkiksi häviävän pieniä määriä mm. tert-amyylialkoholia sekä gammahydroksivoihappoa.)

Alkoholijuomistakin voisi kirjoittaa kirjan, ja itse asiassa niistä onkin kirjoitettu valtavasti kirjoja: niin monimuotoisia ja erilaisia ovat alkoholipitoiset nautintoaineet ympäri ihmiskuntaa. Alkoholi on tärkeä maun ja aromien kantaja juomissa ja käyttäminen sinällään saa aikaan juomiin makuja. Ja alkoholipitoisilla juomilla on tärkeä kulttuuurinen ja sosiaalinen merkitys aina kirkkoviinistä Siperian vodkaryyppyihin. 

Ainakaan toistaiseksi ei ole kehitetty "kunnollisia" alkoholittomia versioita perinteisistä alkoholijuomista, vaikkakin alkoholittomia muita juomia on tarjolla toki paljonkin.

Ikävä totuus kuitenkin on, että etanoli pilaa myös monen ihmisen juhlan. Suomalaiset ostavat sitä paljon, eivätkä kaikki osaa hillitä käyttöään. Kukapa ei olisi kuullut huppelissa horjahtelevasta vuokrapukista, kännijoulun keskellä kärsivistä lapsista, tai rattijuopon traagisesti katkaisemasta joulun vietosta. Joulu on juhlan aikaa, mutta noilla tavoilla "juhlien" kenelläkään ei ole kivaa.

Eikä ongelma ole tietenkään vain suomalainen, sillä alkoholijuomia käytetään kaikkialla niin iloisissa kuin surullisissa hetkissäkin, eikä ihan vain hetkittäin. Maailman terveysjärjestön WHO:n raportin mukaan maailmassa kuolee vuosittain 3,3 miljoonaa ihmistä alkoholin väärinkäytön vuoksi.

Osa alkoholituotteista denaturoidaan. Aiemmin se hoitui lisäämällä metanolia, mutta nykyisin etanoliin sotketaan aivan muita myrkyllisiä ja/tai pahanmakuisia aineita. Näin varmistetaan, ettei kukaan litki teollisuuskäyttöön tarkoitettua alkoholia.

Etanolista on siis hyötyäkin. Esimerkiksi valtionyhtiö Altia valmistaa etanolista tuotteita mm. maalämmön keräystä varten, puhdistukseen, jäänestoaineeksi, laboratoriokäyttöön sekä liuottimiksi ja ohentimiksi. Aine kelpaa myös rakettien, autojen kuin retkikeittimienkin polttoaineeksi.

Alkoholeilla on hyvin monet kasvot. Käytä kohtuudella!

Otsikkokuva: Richard Elzey / Flickr

D-vitamiineja on useita eri muotoja, jotka oikeastaan ovat hormonien esiasteita. Tärkeimpiä ihmiselle ovat D₂, eli ergokalsiferoli (C₂₈H₄₄O), ja D₃, eli kolekalsiferoli (C₂₇H₄₄O).

Auringon valo on tärkein D-vitamiinin lähde: tuleva ultraviolettisäteily (UVB) muuttaa ihossa olevaa 7-dehydrokolesterolia D₃-vitamiinin esiasteeksi. 

Lähempänä päivantasaajaa ihmiset saavat ikään kuin huomaamattaan tarvittavan annoksen D-vitamiinia, sillä 15 minuutin viettäminen auringossa kolmesti viikossa riittää D-vitamiinin saamiseksi. Suomen talvessa taas riittävää säteilyaltistusta ei useinkaan saa. Varsinkaan jos päivät istutaan sisällä ja pihalle tultaessa toppatakin raosta pilkistää vain nenänpää.

Samaa fotokemiallista perusmekanismia, eli fotonin energian nappausta kemian käyttöön, hyödynnetään monessa tutussa biologisessa tapahtumassa. Esimerkiksi näkökykymme perustuu sellaiseen, samoin lähes kaiken elämän perusta eli yhteyttäminen.

Lucia-neidon kynttiläkruunusta ei saa käytännössä lainkaan täydennystä synkkien päivien D-vitamiinivajausta täydentämään. Mutta valolla on luonnollisesti muutakin merkitystä: se piristää. Tämä tosin on ihan toinen asia, vaikkakin kaamosmasennuksen syynä oleva serotoniini-välittäjäaineen vajaus tekisi siitäkin sopivan kemialliseen joulukalenteriin – onhan serotoniini "oikealta" nimeltään 5-hydroksi-tryptamiini, eli C₁₀H₁₂N₂O.

Kanelialdehydiä käytetään ruokien lisäksi myös erilaisina hajusteina. Aine on myös hyvä rautapitoisten seosmetallien korroosion hidastaja, ja sitä voidaankin levittää suojattaville pinnoille esimerkiksi pinnoitteiden ja liuottimien kanssa.

Kanelialdehydiä hyödynnetään myös maataloudessa: suihkuttamalla sitä kasveille ehkäistään sienitauteja ja karkotetaan kasvien luota hyönteisiä ja isompiakin eläimiä. Kesän tullen kannattaakin ehkä kokeilla juuri kanelin tehoa sääskikarkotteena!

Vaikka kanelialdehydiä voidaan tuottaa synteettisestikin, sen lähteistä käytännöllisin (ja halvin) on yhä kanelipuun kuori.

Lähtöaineena on useita puulajeja. "Oikeinta" on mieto ja kallis ceyloninkaneli (Cinnamomum verum / C. zeylanicum). Sitä ei meikäläisistä kaupoista juuri saa, vaan suurin osa myytävästä kanelista on kassia-, eli äpärän- tai kiinankanelia (C. aromaticum / C. cassia). Se on halvempaa ja sisältää runsaasti makua voimistavaa kumariinia.

Ikävä kyllä kumariini on suurissa määrissä ja toistuvasti nautittuna maksalle myrkyllistä, ja siksi kanelin säännöllistä suurkulutusta kannattaakin välttää. Viikon tai parin tehokuuri jouluna ei kuitenkaan ehdi tehdä haittaa – kunhan ainetta ei vetele aivan älyttömästi (ruoka- tai teelusikallisia päivässä).

Kumariinia löytyy monista muistakin syötävistä kasveista, eikä yhdenkään normaalia syömistä kannata pelätä.

Kanelilla on eräs mielenkiintoinen ominaisuus: se on hydrofobista eli se ei sekoitu veteen. Tämä johtuu siitä, että kaneli on käytännössä puun kuorta, ja suurin osa siitä on vettä hylkivää selluloosaa, joka on vielä kyllästetty vettä hylkivällä öljyllä. Asiaa voi testata sekoittamalla kanelia veteen lasissa. Ei kuitenkaan kannata kokeilla, voiko kanelia niellä suuria määriä sellaisenaan, sillä hommassa voi vahingoittaa keuhkojaan pahasti. Alla olevalla videolla selitetään lisää (englanniksi).

Kanelista kannattaa siis nauttia kaikessa rauhassa – mausteena, ja kohtuudella.

Otsikkokuva: Cinnamon Vogue

Litiumioniakussa (mikä ei ole sama asia kuin kertakäyttöinen litiumparisto!) akun toiminta perustuu siihen, että akun positiivinen elektrodi (katodi) on valmistettu litiumoksidista ja negatiivinen (anodi) grafiitista tai muusta hiilipohjaisesta aineesta. Kun akku latautuu, litiumionit kulkevat anodista katodiin, ja varauksen purkautuessa liikenne on toiseen suuntaan.

Ioniliikenne tapahtuu akun sisällä elektrolyyttiaineessa. Yleisesti elektrolyyttinä käytetty aine on dimetyylikarbonaatti, joka on hyvin ionirikasta ja sopii tehtävään erinomaisesti, paitsi että sillä on yksi ikävä ominaisuus: se on hyvin paloherkkää jopa huoneenlämmössä.

Litiumin sähkökemiallinen jännite on suuri ja siksi sen energiatiheys on suuri, mutta myös se on kemiallisesti erittäin reaktiivinen. Yhdessä paloherkän elektrolyytin kanssa se on tehokas, mutta ei kovin mielekäs kumppani. Hyvien ominaisuuksien vuoksi niiden kanssa on pitänyt vain osata tulla toimeen.

Pienissä akuissa käytetään pieniä määriä ja lataukset ovat hyvin pieniä, joten paloherkkyys ei ole ongelma. Sen sijaan suurempia varausmääriä ja tehoja käytettäessä, siis esimerkiksi autoissa ja lentokoneissa, paloherkkyys on otettava huomioon. Olennaisinta on valvoa koko ajan akun latausta ja toimintaa, ja katkaista lataus, jos lämpötila alkaa nousta.

Paloherkkyyden vuoksi litiumille etsitään kovaa vauhtia korvaajia, ja niitä onkin löytynyt. Valitettavasti vain ne ovat joko huonompia tai paljon kalliimpia, joten litium on ja pysyy vielä pitkään akkujen suosikkiaineena.

Leijonanosa teollisesti käytetystä litiumista tuotetaan Chilessä, Australiassa, Argentiinassa ja Kiinassa sekä Boliviassa, mistä on yllä oleva kuva. Yleisin paikka litiumin keräämiseen on suolajärvi, missä sitä runsaasti sisältävää savea on suolan alla.

Myös Suomessa on mahdollisuuksia tällä alalla, sillä Pohjanmaalle on suunnitteilla Euroopan suurimmaksi tituleerattu litiumkaivos. Suomessa litium on sitoutunut malmiin, eikä sen eristäminen siitä käy niin helposti ja edullisesti kuin aavikoilta.

Litiumakku kuiskii myös menneistä, itse asiassa hyvin kaukaisista tapahtumista.

Tähtitieteilijä Carl Sagan kertoi aikanaan oivasti kuinka olemme kaikki peräisin ammoin kuolleista tähdistä. Mutta kaikki litium ei ole. Se on vanhempaa perua – suoraa seurausta alkuräjähdyksestä. Litium oli raskainta ainetta mitä siinä rytäkässä ehti syntyä, vedyn ja heliumin lisäksi. Litiumin osuus oli noin 10⁻¹⁰.

Toki litiumia syntyy nykytähtien fuusiossakin, mutta se kulutetaan lähes saman tien muiden aineiden rakentamiseen.

Puuvillakuituja on käytetty kankaiden ja lankojen valmistukseen sekä Amerikassa että Aasiassa jo tuhansia vuosia. Eurooppaan se alkoi rantautua vasta keskiajan lopulla. Lopullinen läpilyönti tapahtui 1700-luvulla, kun puuvillagini (karstauskone), Kehruu-Jenny, kutomakone ja lentävä sukkula keksittiin. (Sukkula tarkoitti alunperin juuri tuollaista kangaspuissa edestakaisin liikuteltavaa osaa. Avaruussukkula on siis puolet nimestään velkaa kangaspuille...)

Puuvillaa käytetään lähinnä vaatteissa, pyyhkeissä ja liinavaatteissa sekä monenlaisissa muissa arkipäivän kankaissa. Tekstiilien lisäksi puuvillasta tehdään mm. kalastusverkkoja, suodattimia, vaippoja, paperia sekä nitroselluloosa-räjähdettä. Hienoksi ja pörröiseksi muokattua puuvillaa,  pumpulia, käytetään sekä kosmetiikassa että sairaanhoidossa apuvälineenä imukykynsä vuoksi. Kiiltävä puuvilla taas hylkii vettä.

Hienosta ja pitkäkuituisesta ”egyptiläisestä” tai ”pima”-puuvillasta tehdyt kankaat ovat arvostettuja pehmeytensä, kiiltonsa ja imukykynsä vuoksi. Kannattaa kuitenkin olla varuillaan, sillä noilla nimillä myydään myös aivan tavallisiakin tuotteita.

Lopuksi vielä aiheeseen liittyvä laulu, Cotton Fields. Se tuli tunnetuksi Beach Boysin esittämänä, mutta on alunperin Huddie "Lead Belly" Ledbetterin käsialaa.

Otsikkokuva: Boston Public Library.

Teobromiinilla on monia positiivisia terveysvaikutuksia. Se laajentaa keuhkoputkia ja voi siksi auttaa monien astma- ja keuhkopotilaiden oloa, ja jopa parantaa muiden lääkkeiden hoitovastetta. Teobromiinin käyttöä yskänlääkkeenä tutkitaan paraikaa EU:ssa, sillä se tuntuu vähentävän yskänärsytystä tehokkaasti. Aine myös alentaa verenpainetta ja voi olla sydämelle pidemmän päälle muutenkin hyväksi. Teobromiinin on arveltu alustavasti olevan myös hyväksi hampaiden kiilteelle – ehkä jopa tehokkaammin kuin fluori!

Teobromiini ei ole kuitenkaan autuaaksi tekevä. Sen on havaittu aiheuttavan mutaatioita mikrobien perimässä. Selkeää näyttöä käytännön karsinogeenisyydestä ihmisillä tai muillakaan nisäkkäillä ei kuitenkaan ole vielä onnistuttu todistamaan (vaikkakin viitteitä on viljellyistä kudosnäytteistä). Haittavaikutus ei siis luultavasti ole suuri, ja tuskin onnistuu kumoamaan hyötyjä.

Juuri teobromiini on syy siihen, miksi suklaa on useille eläimille (mm. kissoille ja koirille) hengenvaarallista. Niiden kehot eivät kykene poistamaan ainetta tarpeeksi nopeasti. Ihmisillä aineen määrä puolittuu 5–10 tunnissa.

Vaikka teobromiini vaikuttaa olevan hyväksi, se on vain yksi suklaan ainesosa. Niistä etenkin rasvat ja sokeri ovat paljon haitallisempia, eikä suklaata kannata popsia ylenmäärin. Suklaankin suhteen kannattaa harrastaa siis kohtuutta.

Lähteet: Suklaayhdistys, Fazer, Wikipedia.

Valokuvat: Rachel Tayse / Shawn Rossi / Emily McCracken /Flickr

Yllä: Etikkahapolla maustetaan makoisia ruokia. Valokuva: Blue moon in her eyes / Flickr

Etikkalaatuja on monia, riippuen lähtöaineista sekä valmistusmenetelmistä. Vanhalla Orleans-pintamenetelmällä viini etikoituu hiljakseen tynnyreissä bakteerien toimiessa pinnalta käsin, tuoreemmissa metodeissa alkoholi taas valutetaan bakteeripitoisen ritilän läpi. Tai sitten bakteerit sekoitetaan koko nesteeseen.

Kaupassa myytävä balsamico eli "balsamietikka" on muuten yleensä väärennöstä. Aito balsamico maksaa jopa satoja euroja litralta, eikä sitä saa lähikaupasta muutamalla eurolla. Niissä myydään vain normaalia viinietikkaa, johon on lisätty elintarvikevärejä ja rypälemehua. Aito balsamico on hyvin hidasta ja työlästä valmistaa, sillä prosessiin kuuluu vuosien pituinen tynnyrissä väkevöittämisen vaihe.

Puhdasta etikkahappoa kutsutaan jääetikaksi. Sen jäätymis- (eli sulamispiste) on vain 17 °C, ja nesteestä nousevat höyryt ovat ilmaa raskaampia. Aine on hygroskooppinen eli se imee itseensä kosteutta ympäristöstä.

Etikkahappo on kemianteollisuuden tärkeimpiä raaka-aineita: Sitä hyödynnetään paitsi elintarvikkeiden lisäaineena (E260), myös lääkkeiden, hajusteiden, värien, muovien ja biomuovien, pehmitinaineiden, asetaattikuitujen sekä monien muiden kemikaalien valmistuksessa.

Alla vielä näkymiä Giuseppe Giustin tiloista Italian Modenasta. Se on maailman vanhin aitoa balsamicoa valmistava yritys. 

Kuvat, mukaanlukien otsikkokuva: CCFoodTravel.com / Flickr

Lähteet: Työterveyslaitos, Rajamäen / Berner