magnesium
Hvad er magnesium?
Magnesium – tidligere kaldet magneum (opkaldt efter distriktet Magnesia i Grækenland), tidligere også kaldet magnium, er det 12. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Mg. Under normale temperatur- og trykforhold optræder det som et sølvblankt, let og stærkt metal.
Magnesium bliver en smule "anløbet " (iltes) ved kontakt med atmosfærisk luft, men modsat andre jordalkalimetaller er det ikke nødvendigt at opbevare magnesium i ilt-frie omgivelser, fordi det magnesiumoxid der skabes ved iltningen, danner et tyndt men slidstærkt, beskyttende "lag " der forhindrer ilten i at nå længere ind i metallet.
Magnesium er brandfarligt, men selv om det er let at antænde flydende eller pulveriseret magnesium, er mere massive magnesiumstykker svære at få ild i. En brand i magnesium er temmelig svær at slukke, fordi metallet kan brænde i ikke blot ilt, men også i kvælstof og i kultveilte. Magnesium brænder med en skarp, stærkt lysende hvid flamme; derfor benyttes det blandt andet i fyrværkeri. I fotografiets barndom brugte man pulveriseret magnesium blandet med kaliumpermanganat som "blitz ".
Magnesium reagerer med vand; putter man et stykke magnesium i vand, dannes det svagt basiske magnesiumhydroxid samt brint, som ganske langsomt danner et lag af bittesmå bobler omkring magnesiumstykket. Denne proces forløber markant hurtigere i varmt end i koldt vand.
Tekniske anvendelser af magnesium
Magnesium er det tredjemest anvendte metal til konstruktionsformål, efter stål og aluminium. Visse magnesiumforbindelser, specielt magnesiumoxid, bruges som ildfast materiale på indersiden af ovne og andet udstyr til meget høje temperaturer. I sin metalliske form bruges magnesium i legeringer sammen med aluminum, primært til dåser til øl og sodavand. Magnesium bruges også til at fjerne svovl fra jern og stål, og til at udvinde andre metaller fra deres salte.
Ligesom aluminium er magnesium let og stærkt, og bruges derfor blandt andet i biler: Folkevogn-fabrikkerne har brugt magnesium i deres motorer i mange år, og i en længere periode brugte Porsche en magnesiumlegering til deres motorblokke for at drage fordel af den lave massefylde. Der er fornyet interesse i brugen af magnesium i motorer, hvilket BMWs 325i- og 330i-modeller fra 2006 demonstrerer.
Den lave vægt gjorde også metallet attraktivt for flyvemaskine-konstruktører, men på grund af metallets lave modstandsdygtighed overfor korrosion dalede brugen af magnesium i flyindustrien gennem 1960'erne og 1970'erne. Nu er der igen chance for en "renæssance " for magnesium som byggemateriale indenfor rum- og luftfart.
Magnesiums historie
Joseph Black fra Skotland påviste eksistensen af grundstoffet magnesium i 1755, men først i 1808 lykkedes det Sir Humphry Davy at isolere "frit ", metallisk magnesium ved elektrolyse. Antoine Bussy udviklede en anden metode til udvinding af magnesium ud fra magnesiumklorid og kalium i 1831.
Forekomst og udvinding af magnesium
På en liste over de mest udbredte grundstoffer i Jordens skorpe indtager magnesium ottendepladsen. Selv om magnesium findes i mere end 60 forskellige mineraler, er det kun dolomit, magnesit, brucit, carnallit, fedtsten og olivin der har betydning for den kommercielle udvinding af magnesium. Tidligere, frem til omkring 1995, var USA den største leverandør med 45% af verdensproduktionen af magnesium: Her udvinder man det frie metal ved elektrolyse af smeltet magnesiumklorid, der er udvundet fra blandt andet havvand. I 2005 har Kina overtaget den rolle, med 60% af verdensmarkedet: Kineserne udvinder magnesium ved reduktion af magnesiumoxid med silicium ved høje temperaturer.
Isotoper af magnesium
Ud af 25 kendte isotoper af magnesium er der tre der er stabile; Mg-24, Mg-25 og Mg-26. Den sidste af disse isotoper spiller en rolle indenfor radiologisk datering af geologiske prøver, fordi den er et henfaldsprodukt af aluminum-26, som har en halveringstid på 717.000 år.
Magnesium i biologien
Magnesium spiller en afgørende rolle for nukleonsyrernes kemi, så alle celler i enhver kendt levende organisme har brug for magnesium. I grønne planter indgår magnesium desuden i det klorofyl der giver disse planter deres farve; af samme grund er grønne grøntsager en god kilde til magnesium i kosten. Mange enzymers katalytiske funktion er afhængig af tilstedeværelsen af magnesiumioner, særlig dem der udnytter ATP, og dem der bruger andre nukleotider til at syntetisere DNA og RNA.
Mennesker har brug for mellem 0,3 og 0,4 gram magnesium per dag, afhængig af køn og legemsvægt. Mangelsygdommene blev først beskrevet i 1934, og omfatter kramper, hjerte- og kredsløbssygdomme, sukkersyge, højt blodtryk, angst og knogleskørhed.
Indtager man for meget magnesium gennem kosten, er det sværere for organismen at optage kalcium. Det mest almindelige symptom på for stort indtag af magnesium i kosten er diarré. Da nyrerne hos et voksent menneske effektivt udskiller et eventuelt overskud af magnesium, er forgiftningstilfælde med magnesium meget sjældne.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
magnesiumchlorid
Hvad er magnesiumchlorid?
Magnesiumklorid eller magnesiumchlorid (Kemisk Ordbog) er metallet magnesiums salt med saltsyre. Saltet danner farveløse, henflydende krystaller, som anvendes til fremstilling af sorelcement, som støvbindemiddel, frostbeskyttelses- og brandslukningsmiddel, til imprægnering af jernbanesveller og til behandling af uld og bomuld.
Smeltepunkt: 714°C.
Massefylde: 2,320
CAS-nummer: 7786-30-3 (anhydratet), 7791-18-6 (hexahydratet)
Sumformel: MgCl2 (anhydrat) henholdsvis MgCl2 • 6H2O (hexahydrat).
Læs mere: Her
Gå til index for siden
malaria
Kan man vaccinere mod malaria?
Den første malaria-vaccine blev godkendt i juli 2015. Forud var gået flere årtier med forskning. Denne malariavaccine, Mosquirix, er udviklet af GlaxoSmithKline, og forud har der bl.a. været et stort klinisk studie, der involverede over 15.000 børn.
Måske er malariavaccinen ikke effektiv nok, idet WHO i okt. 2015 anbefalede, at der blev sat begrænsninger for dens brug.
Læs mere her.
malerier
Ændrer malerier kemisk sammensætning med tiden?
Van Gogh-malerier ændrer kemi. Malerierne af Van Gogh er blevet studeret af forskere i Belgien. De har opdaget, at nogle af hans mest berømte værker har ændret sig kemisk med tiden.
Van Gogh malede over 800 oliemalerier i sin mest produktive periode, og brugte nogle bly-baserede pigmenter med kraftige farver.
Forskere fra Antwerpen universitet har påvist, at farverne er blevet ændret ved udsættelse for sollys. Den hvide farve i en himmel med skyer viste sig med røntgenstrålings-tomografi at have et dybt begravet lag af det oprindelige røde pigment, mønje/blymønje, (på engelsk: red lead eller minium) Pb3O4 – omgivet af et sjældent mineral, plumbonacrite, samt carbonater og cerussitter. Pigmentet blymønje bliver øjensynligt omdannet til plumbonacrite ved udsættelse for sollys. Dette reagerer så med CO2 og frembringer det hvide cerussit-lag, som man ser i dag.
Læs mere her.
Man undersøgte også Van Gogh's mest berømte maleri, Solsikkerne. De fandt at det gule pigment blychromat (lead chromate) i kronbladene bliver mørkere med tiden – idet der sker en kemisk reduktion af chrom(IV) til chrom(III).
Læs mere her.
mangan
Hvad er mangan?
Mangan er det 25. grundstof i det periodiske system og har det kemiske symbol Mn. Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette overgangsmetal som et temmelig hårdt metal, der minder om jern, men er langt mere "sprødt " og skrøbeligt.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
mangan til industrielt
Hvad anvendes mangan til industrielt?
Mangan spiller en afgørende betydning for produktion af jern og stål, hvor det fikserer svovl, fjerner ilt og bidrager til at gøre stål rustfrit, hårdt og slidstærkt – mellem 85 og 90 procent af manganproduktionen går til dette formål.
Almindeligt glas har normalt en svagt grønlig farve, der skyldes urenheder af jern. Mangan virker som et violet farvestof med komplementærfarven til glassets grønne farve. Ved at tilsætte små mængder mangan "ophæver " de to farver hinanden, og glasset ser helt farveløst ud. Tilsættes større mængder mangan, får man violet glas.
Mangan bruges også i benzin til at justere oktantallet og i den organiske kemi til at oxidere visse alkoholer. Brunsten er mangan(IV)oxid (MnO2), og et brunt farvestof, der har været brugt som maling af mennesker i 17.000 år og indgår i en tidlig type elektrisk batteri; brunstensbatteriet.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
mangeartet kemisk følsomhed
Hvad er mangeartet kemisk følsomhed?
Mangeartet Kemisk Følsomhed (undertiden også kaldet duft- og kemikalieoverfølsomhed) er et handicap eller en sygdomstilstand, som opstår ved kontakt med forskellige kemikalier, ofte i meget små mængder.
Ofte er sygdommen startet ved en eller flere kemiske skader. Derefter mener man at sygdommen fortsætter i sin egen cyklus. Det tyder dog på at udsættes den MCS-ramte for yderlige udløsende stoffer, kan dette forværre sygdommen betydeligt.
Foreløbig tyder international forskning på at centralnervesystemet spiller en vigtig rolle i denne cyklus. Dansk forskning har vist at capsaicin i nogle tilfælde kan udløse en reaktion ved MCS-ramte.
Symptomerne for sygdommen er blandt andet: træthed, irritabilitet, ondt i halsen, muskel og ledsmerter, influenzalignende symptomer og en følelse af at have tømmermænd.
Der kan også forekomme svimmelhed, hovedpine, nedtrykthed, hukommelses- og koncentrationsbesvær, slimhindeproblemer i øjne og luftveje, hudproblemer i form af kløe og udslæt, ledsmerter og hjertebanken.
Sygdommen kendetegnes ved at MCS-ramte reagerer på kemikalier langt under de fastsatte grænseværdier, oftest i så små mængder, at de ikke kan sanses af raske mennesker. Især raske mennesker som daglig er i kontakt med visse former for luftbårne kemi, fx igennem deres erhverv, røgpartikler eller parfumestoffer fra fx kropsplejeprodukter, vaskepulver eller rengøringsprodukter kan have særdeles svært ved at registrere / sanse disse stoffer.
Alment forekommende luftbåren kemi er ofte et voldsomt problem for den MCS-ramte, som af sine symptomer kan invalideres helt heraf. Denne faktor, samt at der ikke i det offentlige rum tages højde for MCS-handicappet, kan gøre det meget vanskeligt for den MCS-ramte på alle måder at kunne opretholde et normalt liv.
Almindelige gener ved mangeartet kemisk følsomhed
Sygdommen er ikke at forveksle med almene gener over luftbårent kemi.
Ifølge en undersøgelse ved Videncenter for MCS har 45 % af befolkningen gener ved mindst en forekomst af luftbåren kemi.
(Luftbårent kemi kan fx være forårsaget en kollegas deodorant eller vaskepulver, nyt inventar, passiv rygning, rengøringsprodukter eller luftforurening).
Men, i hvert fald indtil MCS er helt afkodet med beviser om andet, kan det i særdeleshed betale sig at passe på sig selv i det omfang der skønnes rimeligt indenfor den alm. livsudfoldelse, da flere MCS-ramte oplever at netop dette stadie har givet afsæt til deres handicap.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Markovnikovs regel
Hvad er Markovnikovs regel?
I organisk kemi beskriver Markovnikovs regel eller Markownikoffs regel resultatet af en additionsreaktion og siger, at et hydrogenatom primært vil sætte sig på det carbonatom, som i forvejen har flest hydrogenatomer bundet til sig. Reglen blev formuleret af den russiske kemiker Vladimir Vasilevich Markovnikov i 1870.
Reglen siger, at ved addition af en protisk syre HX til en assymetrisk alken vil syrens hydrogen (H) sætte sig på det carbon med færrest alkylsubstituenter og halidet (X) sætter sig på det carbon med flest alkylsubstituenter. Alternativt siger reglen, at hydrogenatomet vil sætte sig på carbonet med det største antal hydrogenatomer i forvejen og X-specien vil sætte sig på det carbon med færrest hydrogenatomer.
Det samme er sandt, når en alken reagerer med vand i en additionsreaktion for at danne en alkohol som involverer carbocationer. Hydroxylgruppen (OH) binder til det carbon, der har det største antal carbon-carbonbindinger, men hydrogenet binder til det andet carbon i den anden ende af dobbeltbindingen som har flest carbon-hydrogenbindinger.
Den kemiske baggrund for Markovikivs Regel er dannelse af den mest stabile carbocation under additionsprocessen. Tilførslen af hydrogen-ionen til det ene carbonatom i en alken danner et positiv ladning på det andet carbon, og danner dermed et carbocation intermediat. Jo flere substitueret carbocationen (jo flere binding den har til carbon eller til elektrondonerende substituenter) jo mere stabil er den, på grund af induktiv effekt og hyperkonjugering. Det primære produkt ved additionsreaktionen vil være den der dannes fra det mest stabile intermediate. Det primære produkt ved addition af HX (hvor X er et atom mere elektronegativt end H) til en alken, har derfor hydrogen på den mindst substituerede position og X på den mest substituerede plads. Dog vil den mindre substituerede, mindre stabile carbocation stadig blive dannet i nogen grad, og vil fortsætte med at danne den sekundære produkt, hvor X sidder på den omvendte position.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
massefylde
Hvad er massefylde?
Massefylde er forholdet mellem et stofs masse og dets rumfang. Massefylden er tætheden af massen per rumfang, en liter vand har større tæthed end en liter luft og derved større massefylde. Massefylde omtales også som densitet eller massetæthed. Vægtfylde er en ældre betegnelse, som dog stadig er i almindelig brug uden for fagkredse, og rumvægt anvendes udelukkende som kornmål. Massefylde betegnes med det græske bogstav (Rho) rho.
Massefylden er temperaturafhængig, da de fleste stoffer i nogen udstrækning udvider sig ved opvarmning og trækker sig sammen ved afkøling, uden at massen ændres. For gassers vedkommende er massefylden også trykafhængig, idet (ideale) gassers volumen er proportionalt med produktet af tryk og temperatur. Når man angiver massefylden, bør man derfor også altid angive ved hvilken temperatur, og for gassers vedkommende tillige ved hvilket tryk, massefylden er målt. Tidligere benyttede man et aræometer til at måle massefylden.
Rumfanget er volumen og angives i liter, kubikmeter eller andre enheder til måling af rumfang.
Massen angives som gram, kilo eller andre enheder til at måle vægt.
Hvis et stofs massefylde er mindre end en væskes massefylde, kan stoffet flyde på væskeoverfladen. Hvis stoffet har en større massefylde, synker det ned i bunden af væsken. Der ses bort fra væskens overfladespænding. Denne opdrift kaldes Arkimedes' princip efter den græske matematiker og fysiker Arkimedes.
Arkimedes skulle finde ud af hvor meget guld der var i kong Hieron 2's kongekrone. Kongen mistænkte guldsmeden for at snyde ved at benytte halvdelen af det guld han havde fået af kongen og i stedet benyttet sølv. Hvis man kunne bestemme densiteten, kunne man afgøre om der var sølv i kongekronen, da sølv er lettere end guld, men massefylden kan ikke alene findes ved vejning, man må også kende rumfanget. Historien fortæller at Arkimedes fandt løsningen mens han var i bad. Hvis han sænkede kongekronen ned i badekarret skulle mængden af vand stige og rumfanget af kongekronen ville være lig med rumfanget af stigningen. På den måde kunne han beregne massefylden af kongekronen som vægten divideret med rumfanget. Da sølv har en mindre massefylde end guld kunne Arkimedes konstatere at guldsmeden havde snydt kongen.
En anden måde at gøre det på er at balancere kongekronen og rent guld på en vægt. Ved nedsænkning i vand, vil der være en større opdrift på kongekronen, hvis der er blandet sølv i (se billedet). Denne erkendelse førte til formuleringen af Arkimedes' lov: Når et legeme sænkes ned i vandet, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væske vejer (Arkimedes' lov, ca. 250 f.kr.).
.
Læs mere: Her
Gå til toppen af siden
McMillan
Hvem er Edwin McMillan?
Edwin Mattison McMillan (8. september 1907 – 7. september 1991) var en amerikansk fysiker og Nobelprismodtager, der var den første som fremstillede et transurant grundstof, neptunium. Sammen med Glenn Seaborg modtog han Nobelprisen i kemi i 1951 for denne opdagelse.
Han dimitterede fra California Institute of Technology og blev herefter ph.d. fra Princeton University i 1933, hvorefter han blev ansat i Berkeley Radiation Laboratory. Her var han med til opdagelsen af oxygen-15 and beryllium-10. Under 2. verdenskrig arbejdede han på radare på MIT Radiation Laboratory, og på sonar på Navy Radio and Sound Laboratory. I 1942 blev han en del af Manhattan Project, der var et forsøg på at skabe atombombeer og hjalp med at skabe projektets Los Alamos Laboratory, hvor bomberne blev designet. Han ledede grupper der arbejdede på atomhåndvåben og deltog også i atomvåben baseret på implosionsteknologi.
McMillan var med til opfinde synkrotronen med Vladimir Veksler. Han vendte tilbage til Radiation Laboratory efter krigen, og byggede dem. I 1954 blev han udnævnt til en områdedirektør for Radiation Laboratory, og blev herefter vicedirektør i 1958. Da Lawrence døde dette år blev han direktør og beholdt den titel frem til sin pension i 1973.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
melatonin
Har mælk tappet om natten større melatonin-indhold?
Nat-mælk virker søvndyssende. Mælk, som er blevet malket af køer om natten, indeholder tryptofan og melatonin – og er derfor bedre at sove på, viser forskning, som er udført i Sydkorea. Nat-mælken indeholdt 10 gange mere melatonin end dag-mælken. Mus, der fik nat-mælk, blev søvnige og med dårligere muskelkoordination (som mennesker kender ved bilkørsel om natten).
Læs mere her.
messing
Hvad er messing?
Messing er en legering af kobber og zink [en blanding af to eller flere metaller kaldes en legering, og legeringen har typisk helt andre egenskaber end de metaller, den er dannet af].
Bronze er legering af kobber og tin. Amalgamer er legeringer med kviksølv.
Læs mere her.
metal
Hvad er et metal?
Metal er en fællesbetegnelse for metalliske grundstoffer eller legeringer heraf. I daglig tale inden for jernbranchen adskilles jern fra metallerne (jævnfør udtrykket "jern og metal "). De almindeligste brugsmetaller er jern, kobber, zink, aluminium, tin, bly og indbyrdes legeringer heraf, f.eks. stål, messing, bronze m.m. De mest værdifulde metaller kaldes ædelmetaller, f.eks. platin, sølv og guld.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
metal
Hvad er metaller?
Det er kun de færreste metaller (guld, platin og undertiden sølv), som man kan finde frit i naturen. De andre metaller findes som salte, hvoraf man så må udvinde metallet.
Hvis man f.eks. vil udvinde jern af jernilte, kan man opvarme jernilten og samtidig lede brint henover det. Brinten vil forbinde sig med ilten og danne vand, hvorved jernet bliver tilbage.
I stedet for brint kan man benytte kulstof, der forbinder sig med ilten under dannelse af kultveilte.
Hvis jernet findes i forbindelse med svovl (som jernsulfid), må man altså fjerne svovlet. Jernsulfidet kan opvarmes under luftens adgang, hvorved luftens ilt vil forbinde sig med svovlet under dannelse af svovliltesvovldioxid [SO2].
Jernet forbinder sig også med ilt, men den dannede jernilte kan som nævnt behandles med kulstof, hvorved jernet frigøres.
Læs mere her.
metalpudsning
Hvordan kan man fremstille et metalpudsemiddel?
Til fremstilling af metalpudsemiddel blandes 15 teskefulde bariumsulfat [BaSO4] og 3 teskefulde oxalsyre. Metalpudsemidlet kan bruges til pudsning af kobber, messing og zink. Opskriften er fra en bog fra 1951.
Læs mere her.
metan
Hvad er metan?
Metan (methan) er den simpleste af millioner af mulige kulbrinteforbindelser – kemiske forbindelser mellem kulstof og brint. Ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk er stoffet en gasart.
Metankoncentration i Jordens atmosfære i nyere tid ved jordoverfladen (øverst) og i stratosfæren (nederst).
Metan i atmosfæren sammenholdt med temperaturen i 420.000 år målt i iskerner fra Vostok, forskningsstation i Antarctica
Miljøforhold ved metan
Metan dannes blandt andet som et slutprodukt fra anaerob nedbrydning af visse typer organisk materiale, hvorfor gassen også omtales som sumpgas eller biogas, men 80% af den metan der findes i miljøet, kommer fra menneskelige aktiviteter, primært fra landbrug.
Metan er en drivhusgas, som er omkring 22 gange mere effektiv til drivhuseffekten end carbondioxid (CO2). I løbet af de sidste 200 år er atmosfærens metanindhold mere end fordoblet fra 0,8 til 1,7 ppm.
Den seneste globale temperaturstigning har betydet en begyndende optøning af den sibiriske tundra, hvor permafrost ellers har bundet enorme mængder af metan. Metan og olie forekommer ofte sammen med andre gasser. Således er der fra Coal Oil Point, et offshore område ud for Santa Barbara i Californien, et udslip af metan på 40 ton pr dag. Store udslip truer også fra såkaldte "dødens søer " i Afrika, specielt Kivusøen, der skønnes at indeholde 65 km3 metan og 256 km3 kuldioxid.
Da metan indeholder kulstof C, er det vigtigt at have den med i sine betragtninger, når man vil forstå kulstofkredsløbet i naturen. Mange vådområder binder eksempelvis kuldioxid (CO2), men afgiver til gengæld metan (CH4). På trods af dette forhold, har undersøgelser dog vist, at vådområder er effektive netto C-lagre alt i alt.
Tekniske anvendelser af metan
Metan bruges som energikilde, idét det er den primære bestanddel i naturgas. Metangas lugter i sig selv ikke af noget, så når gassen skal bruges som brændstof, tilsætter man en lille smule af en stærkt lugtende svovlforbindelse, f.eks. ætylmercaptan, så mennesker via deres lugtesans bliver advaret i tide om lækager.
Majskolber kan omdannes til kulstofbriketter, som kan lagre store mængder metangas ved lavt tryk. Det kan anvendes i biler, hvor det lette metanlager fint kan være under et passagersæde. Ved forbrænding frigøres der 890 kJ pr mol.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
metan
Kan man påvise methan på afstand?
Drivhusgassen methan er usynlig, men kan ses med en ny infrarød billedteknik. Det er forskere ved Linköping Universitet, som har udviklet det nye kamera. Teknikken (Optimal Infrared Hyperspectral Imaging) kan både påvise methan, og afsløre mængden af methan, der dannes. Det kan give ny viden om, hvordan methan-cyklussen er, siger Magnus Gålfalk fra Linköping Universitet.
Forskellige gasser har forskellig infrarød-absorption, og molekylerne vil absorbere (eller udsende) infrarødt lys afhængigt af, om baggrunden er varmere eller koldere end gassen. Mønsteret af denne absorption/emission kan afsløre gassens art. Kameraet tager flere tusinde billeder pr. sekund, hvorved gassens bevægelser i tid kan følges.
Kameraet kan påvise methan på 700 meters afstand, dvs. at det ville kunne bruges fra en helikopter, der flyver hen over skove og søer, og dermed kan det supplere de methan-målinger, der udføres fra satellitterne GOSAT og IASI.
Læs mere her.
methylphenidat
Hvad er methylphenidat?
Methylphenidat (bedre kendt under handelsnavnet Ritalin®) er et centralstimulerende lægemiddel der anvendes til behandling af ADHD og relaterede lidelser hos primært børn og unge, men i nyere tid også hos voksne. Disse psykiatriske diagnoser er tidligere gået under andre betegnelser, herunder MBD, hyperaktivitet og DAMP (i Skandinavien).
Forbruget af methylphenidat har de seneste år været støt stigende og en række kontroverser om stoffet har været fremme i medierne, både i udlandet og i Danmark. Disse omhandler bl.a. sikkerheden af stoffet, hvor der har været kritik af at bivirkninger ved langtidsbehandling er utilstrækkeligt undersøgt. Desuden har det stigende forbrug rejst etiske spørgsmål om psykofarmakologisk behandling af børn.
Methylphenidats virkning skyldes en generel øgning af niveauerne af signalstofferne dopamin og noradrenalin i hjernen.
Methylphenidat er i Danmark kun godkendt til behandling af ADHD (ICD diagnose: Hyperkinetisk forstyrrelse) hos børn og unge i alderen 6-18 år, samt til behandling af søvnsygdommen narkolepsi. På trods af dette bliver stoffet også i stort omfang benyttet til behandling af ADHD hos voksne. Methylphenidat er førstevalg til behandling af denne lidelse.
Ifølge Sundhedsministeriets retningslinjer bør behandling af børn og unge med centralstimulerende midler altid igangsættes af en speciallæge i børne- og ungdomspsykiatri, eller, i visse tilfælde, af en speciallæge i neurologi, pædiatri eller psykiatri. Vedligeholdelsesbehandlingen kan derefter varetages af den praktiserende læge.
Methylphenidat har vist sig at være effektivt mod den sjældne autonomiske lidelse postural ortostatisk takykardi syndrom.
Methylphenidat finder også anvendelse indenfor palliativ medicin, hvor dets stimulerende egenskaber udnyttes til at modvirke opioid-induceret sløvhed, forstærke opioiders smertestillende effekt, at behandle depression, samt forbedre de kognitive funktioner hos kræftpatienter.
Methylphenidats opmærksomheds- og udholdenhedsøgende egenskaber bliver også udnyttet af studerende. Et studium fra 2001 viste, at 6,9 % af universitetsstuderende i USA havde misbrugt methylphenidat til dette formål.
Dispenseringsformer for methylphenidat
Registrerede handelsnavne for methylphenidat i Danmark pr. september 2012 er Concerta, Equasym® Depot, Medikinet®, Motiron®, Ritalin®, Ritalin® Uno og Ritalina LA.
Methylphenidat fås i Danmark kun som perorale lægemiddelformer, enten som tabletter eller kapsler. I andre lande findes stoffet også bl.a. som injektionsvæske og plaster.
Depotformuleringer af methylphenidat
Methylphenidats korte halveringstid fører til, at det er nødvendigt at indtage konventionelle tabletter op til fire gange dagligt for at opretholde en nogenlunde konstant plasmakoncentration. For at undgå dette er der udviklet flere formuleringer med modificeret stofafgift, såkaldte depotformuleringer. Disse depotformuleringer sælges under navne som Ritalin® Uno, Concerta, Equasym® Depot og Medikinet® CR, og gør det muligt at nøjes med at administrere lægemidlet 1-2 gange dagligt.
Daytrana® er et medicinsk depotplaster med methylphenidat. Dette præparat er dog p.t. ikke markedsført i Danmark.
Galleri af forskellige versioner og typer af lægemidlet
1. Æske med Motiron® tabletter
2. Motiron® tablet
3. Ritalin® Uno depotkapsler
Historien om methylphenidat
Methylphenidat blev første gang syntetiseret i 1944 af Leandro Panizzon og patenteret af Ciba-Geigy (nu en del af Novartis) i 1954. Stoffet blev godkendt af den amerikanske levneds- og lægemiddelstyrelse (FDA) i 1955 og markedsført som Ritalin. Navnet Ritalin er udledt fra Panizzon's kones fornavn, Marguerite eller "Rita ". Methylphenidat var i starten indikeret til behandling af diverse lidelser såsom kronisk træthed, depressive tilstande, forvirret senil adfærd, psykose associeret med depression og narkolepsi.
Methylphenidat blev, ligesom andre centralstimulerende midler, i 1960'erne anvendt som modgift ved forgiftning med barbiturater.
Opdagelsen af centralstimulerende midlers effekt på ADHD tilskrives Charles Bradley i 1937. Han arbejdede med børn med neurologiske problemer og anvendte en teknik kaldt pneumoencephalografi til undersøgelse af børnene. Ved denne teknik tappes det meste af cerebrospinalvæsken og erstattes med luft for at give et bedre røntgenbillede af hjernen. Undersøgelsen førte til massive hovedpiner, som han behandlede med amfetamin. Han opdagede dermed tilfældigvis, at nogle af børnene med adfærdsvanskeligheder klarede sig betydeligt bedre i skolen efterfølgende. Disse børn ville i dag sandsynligvis blive diagnosticeret med ADHD.
I 1960'erne begyndte man at anvende methylphenidat til behandling af børn med ADHD, som dengang blev kaldt minimal brain dysfunction (MBD). Siden 1990'erne er antallet af personer diagnosticeret med ADHD steget markant, hvilket har medført en voldsom stigning i forbruget af methylphenidat.
Farmakologi for methylphenidat
De fire mulige stereoisomerer af methylphenidat. Stereocentre er markeret med 2 og 2'. Erythro-enantiomer parret ses foroven, mens threo parret ses forneden.
Methylphenidas kemi
Methylphenidat er, som mange andre centralstimulerende stoffer, et phenethylamin og indeholder derudover en piperidin-ring samt en estergruppe. Stoffet besidder to stereocentre, hvilket resulterer i fire mulige stereoisomerer (dextro- og laevo-enantiomerer af hhv. erythro- og threo-methylphenidat). Det er imidlertid kun to af disse stereoisomerer, der anvendes terapeutisk i en racemisk blanding, nemlig de to threo-isomerer.
Det systematiske IUPAC-navn for methylphenidat er "methylphenyl(piperidin-2-yl)acetat ".
Farmakodynamik
Methylphenidat er et mildt psykostimulerende middel. Der er bred konsensus om, at stoffets farmakologiske virkning primært skyldes en hæmning af monoamintransportører i hjernen.
In vitro-studier med synaptosomer har vist, at stoffet hæmmer genoptagelsen af signalstofferne dopamin og noradrenalin fra synapsespalterne ind i nerveterminalen. Methylphenidat besidder derimod ingen virkning på serotonin-transportørsystemet. Hæmningen af genoptagelsen fører til øgede koncentrationer af dopamin og noradrenalin i hjernen, som bl.a. resulterer i lindring af ADHD's kernesymptomer: Hyperaktivitet, impulsivitet og nedsat opmærksomhedsevne.
Desuden viser disse studier, at d-threo-isomeren af methylphenidat er ca. 10 gange mere farmakologisk aktiv end l-threo-isomeren, hvorimod erythro-isomererne ingen signifikant central virkning har.
Den farmakologiske virkemåde af methylphenidat ligner mere kokains end amfetamins, da methylphenidat og kokain primært hæmmer genoptagelse af monoaminer, hvorimod amfetamin, ud over en vis hæmning af genoptagelse, også fører til en direkte frigivelse af disse signalstoffer. Derudover har amfetamin, i modsætning til methylphenidat, en vis virkning på serotonin niveauerne.
In vivo-dyrestudier bekræfter fundene i in vitro-forsøgene, nemlig at methylphenidat bevirker en generel øgning af niveauerne af dopamin og noradrenalin i centralnervesystemet.
Metabolisme for methylphenidat
Metabolismen af methylphenidat består primært af hydrolyse hvor estergruppen kløves. Dermed dannes metabolitten ritalinsyre. Hydrolysen er katalyseret af enzymet carboxylesterase 1 (CES1), der primært findes i leveren.
Bivirkninger ved methylphenidat
De mest hyppige bivirkninger for methylphenidat er hovedpine, søvnbesvær, nervøsitet, mavesmerter, nedsat appetit og forstoppelse. Disse bivirkninger ses mest i den indledende fase af behandlingen og er typisk forbigående.
Andre mere sjældne bivirkninger er palpitationer, nervøsitet, mundtørhed, vægttab, kvalme og irritabilitet.
Methylphenidat kan forværre symptomerne ved skizofreni og andre psykotiske lidelser, og stoffet er derfor kontraindiceret hos patienter med skizofreni, personlighedsforstyrrelser, bipolar affektiv sindslidelse eller mani.
Kardiovaskulære bivirkninger ved methylphenidat
På grund af methylphenidats sympatomimetiske egenskaber, der fører til en gennemsnitlig øgning i blodtryk og puls på hhv. 1-4 mm Hg og 3-8 slag pr. minut, har der været mistanke om, at behandling med stoffet kan medføre en øget risiko for pludselig hjertedød eller andre alvorlige kardiovaskulære hændelser.
I februar 2006 stemte rådgivningsudvalget for lægemiddelsikkerhed og risikohåndtering i den amerikanske fødevare- og lægemiddelforvaltning (FDA) om, hvorvidt lægemidler med methylphenidat skulle forsynes med den stærkeste advarsel der findes for medicin i USA, den såkaldte "Black Box "-advarsel. Udvalget stemte otte for og syv imod. Ved et efterfølgende møde i det pædiatriske rådgivningsudvalg i FDA blev det besluttet ikke at følge dette råd, baseret på at studier ikke har kunnet påvise en øget risiko for pludselig hjertedød hos mennesker uden eksisterende hjerteproblemer. Derudover fandtes der allerede en advarsel på pakningerne om, at forsigtighed skal udvises ved behandling af børn med kendte hjerteproblemer.
Flere studier har undersøgt hyppigheden af hjerteproblemer hos børn og unge i behandling med stimulerende midler. Nogle studier har kunnet påvise en øget risiko, som dog kan bortforklares ved studiernes metodologiske svagheder. Nyere, større studier har ikke kunnet påvise en øget risiko for alvorlige hjertetilfælde hos personer i behandling med stimulerende midler ift. kontrolgrupper.
Medicin.dk påpeger dog, at methylphenidat bør anvendes med forsigtighed hos personer med hjerte-kar-sygdomme eller familiær disposition herfor.
Væksthæmning ved methylphenidat
Der har været bekymringer om, at methylphenidat fører til en reduktion i væksthastighed hos børn. Studier har vist, at væksthastigheden i behandlingsperioden midlertidigt er en smule nedsat, men at kroppen senere kompenserer for dette, og at børnene når samme højde som ikke-behandlede børn.
Doping, sport og bilkørsel – og methylphenidat
Methylphenidat er i gruppe S6b (stimulerende stoffer) på Anti Doping Danmarks dopingliste. Dette betyder, at påvisning af methylphenidat hos alle idrætsudøvere ifm. konkurrencer medfører udelukkelse fra alle trænings- og konkurrenceaktiviteter samt et hvilket som helst ulønnet eller lønnet hverv inden for Danmarks Idræts-Forbund, medlemsorganisationer og foreninger.
Dog kan der søges om lægepåtegnet dispensation, kaldt Therapeutic Use Exemption (TUE), fra disse regler.
Lægemiddelpakninger med methylphenidat forsynes med rød advarselstrekant, som betyder at "Forsigtighed tilrådes ved bilkørsel og maskinbetjening ".
Misbrug af methylphenidat
Da methylphenidat bevirker en øgning af dopamin-niveauerne i hjernen, kan indtagelse af stoffet føre til eufori, og der eksisterer derfor en risiko for misbrug. I den kliniske anvendelse af methylphenidat administreres stoffet peroralt. Ved peroral indgift forekommer en langsom stigning i dopamin-niveauerne, som ikke i væsentlig grad udløser eufori. Derimod medfører intravenøs eller intranasal indgift af methylphenidat en hurtigere og kraftigere stigning i dopamin, og disse administrationsveje er derfor langt mere tilbøjelige til at udløse eufori.
Ved misbrug af methylphenidat bliver tabletter også typisk knust og enten sniffet eller opløst i væske og injiceret. Større perorale doser af methylphenidat kan dog også udløse eufori. Da syntesen af methylphenidat ikke er ukompliceret, er kilden for misbrugere primært diversion af lægemidlet i stedet for ulovlig syntese. Enkelte case-rapporter, hvor methylphenidat har været misbrugt intranasalt, angiver misbrugsdoser i området 60-100 mg. Misbrugere der søger eufori foretrækker intravenøs eller intranasal administration, hvorimod misbrugere der søger den udholdenhedsøgende og opkvikkende effekt foretrækker peroral administration.
Kontrol og forebyggelse af misbrug
På grund af methylphenidats misbrugspotentiale har stoffet udleveringsbestemmelse AP4, hvilket vil sige, at det er omfattet af §4 i receptbekendtgørelsen og derfor kun må udleveres én gang efter samme recept, at lægens CPR-nummer skal påføres recepten, samt at alle ordinationer og udleveringer af lægemidlet overvåges af Sundhedsstyrelsen.
Methylphenidat er på liste B i bekendtgørelsen om euforiserende stoffer og må derfor kun benyttes til medicinske og videnskabelige formål.
Kontroverser om methylphenidat
Der har været en række kontroverser om behandling med stimulerende midler som methylphenidat.
Stigende forbrug af methylphenidat
Forbruget af methylphenidat har været kraftigt stigende siden 1990'erne i den vestlige verden og Danmark er ingen undtagelse i denne henseende. F.eks. udgav Sundhedsstyrelsen i 2010 en rapport, der viste at antallet af personer i Danmark i behandling med medicin mod ADHD tidobledes over perioden 2000-2009. Rapporten viste også at det gennemsnitlige forbrug pr. person var steget og konkluderede at:
"En betydelig stigning ud over de aktuelle 2,2 % i andelen af drenge i aldersgruppen 10-19 år, som behandles medicinsk, forekommer ikke rationelt. Forbruget i denne gruppe bør i særdeleshed følges tæt. Forbruget blandt piger i aldersgruppen 10-19 år afspejler næppe forekomsten af tilstanden, hvorfor en yderligere stigning i forbruget i denne gruppe ikke kan udelukkes. Det stigende forbrug blandt voksne afspejler den øgede opmærksomhed omkring tilstanden også hos voksne. Forbruget i denne gruppe bør ligeledes følges tæt og potentialet for misbrug haves in mente. Stigningen i den gennemsnitlige dosis per år kan afspejle færre/kortere behandlingspauser og/eller anvendelse af større doser. Begge forhold er ikke nødvendigvis rationelle. Methylphenidat anvendes i udstrakt grad som førstevalg, hvilket er rationelt. Der anvendes i stor udstrækning depotformulering af methylphenidat, hvilket også er rationelt ".
Denne udvikling har fået meget opmærksomhed i medierne. Bl.a. har det i Dagbladet Information været fremhævet at:
"Et stigende antal syge og medicinerede børn kan umuligt være et samfundsmæssigt sundhedstegn, og inflationen i ADHD-diagnose og -medicin kan ikke alene forklares med bedre diagnosticeringsredskaber og længere tids medicinering. Det handler bl.a. også om børneliv, om diagnosens betydning i forhold til anerkendelse, sociale ydelser og om patologisering af livsproblemer. Sidst men ikke mindst handler det om medicinkultur. "
Senere studier har dog vist at det stigende antal af personer i medicinsk behandling for ADHD er stagneret de seneste to år, både ift. incidens og prævalens.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Mimikry
Kender man kemisk kamouflage hos hvirveldyr?
Kemisk mimikry med lugtstof. En lille koralrev-fisk kan undgå at blive spist ved at skaffe sig den lugt, som korallerne omkring den har. Det gør den ved at spise af korallerne. Det er kost-matchende kemisk mimikry (eller "krypsis").
Det har i århundreder været kendt, at dyr kan skjule sig for deres fjender ved at have farver eller former, som får dem til at blive usynlige på levestedet. Da mange rovdyr bruger deres lugtesans, er det nærliggende at tænke sig, at lugt-kamouflage forekommer, men det er bare aldrig før nu blevet påvist i hvirveldyr (fænomenet kendes dog fra insektverdenen, idet f.eks. nogle larver bliver "usynlige" for rovmyrer ved at spise af deres foderplante, og derved opnå plantens duft).
Rohan Brooker (i Australien) har studeret en fisk, der kaldes harlequin filefish. Den er ca. 10 cm lang og ligner en koralgren. En krabbe (som var blændet, så den ikke kunne se fisken) blev sat ned i et akvarium, hvor fisken var i den ene ende og korallen i den anden ende. Krabben valgte lige så gerne at gå mod korallen som mod byttet (filefish-fisken).
Tilsvarende forsøg blev udført med en rovfisk. Rovfisken blev også forvirret, og var mindre interesseret i at finde byttet (filefish-fisken), jo tættere man placerede korallen på rovfisken. Hvis korallen var af en anden koralart, end den koralart, som filefish-fisken havde spist, blev rovfisken meget mere aktiv og opsøgende.
Læs mere her.
Modrich
Hvem er Paul L. Modrich?
Paul Lawrence Modrich (født 13. juni 1946 i Raton, New Mexico) er en amerikansk biokemiker. Han er kendt for sit arbejde med reparation af DNA-fejl.
Paul L. Modrichs arriere
Paul Modrich tog sin ph.d. fra Stanford University i 1973. Han er nu professor ved Duke University og forsker ved Howard Hughes Medical Institute. Sammen med Tomas Lindahl og Aziz Sancar modtog han i 2015 Nobelprisen i kemi for "mekanistiske studier af, hvordan DNA repareres i kroppen ".
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Moerner
Hvem er William E. Moerner?
William Esco Moerner (født 24. juni 1953 i Pleasanton) er en amerikansk fysisk kemiker og kemisk fysiker, som også arbejder med biofysik og kortlægning af enkelt molekyler. Han krediteret som værende den første optiske detektion og spektroskopi af et enkelt molekyle i kondeseret fase sammen med sin postdoc, Lothar Kador. Optiske studier af enkelte molekyler er senere blevet en almindelige at bruge ved eksperimenter med enkelte molekyler i kemi, fysik og biologi. I 2014 modtog han Nobelprisen i kemi sammen med Stefan Hell og Eric Betzig for "udviklingen af fluorescensmikroskopi med høj opløsning ".
Læs mere: Her
Gå til toppen af siden
mol (enhed)
Hvad er mol (enhed)?
Et mol (o'et udtales som i stol) er SI-enheden for stofmængde. Enhedens symbol og danske navn er sammenfaldende, mens f.eks. det franske og engelske navn er mole. Et mol svarer til ca. 6,022?141?×?1023 formelenheder (f.eks. atomer), og dette tal, med enheden mol-1, kaldes Avogadros konstant. Enheden mol benyttes til angivelse af mængder af atomer, molekyler eller subatomare partikler. Definitionen på et mol er, at et mol 12C har en masse på nøjagtigt 12 g. Avogrados konstant er derfor lig antallet af 12C-atomer i 12 g 12C.
Enheden mol indgår i forbindelse med stofmængdekoncentration (tidligere også nævnt molaritet), som måles i mol pr. liter, i molalitet, der måles i mol pr. kilogram opløsningsmiddel, samt i molar masse, der måles i gram pr. mol. Et mol hydrogenatomer vejer eksempelvis 1,008 gram, fordi hydrogenatomernes molare masse er 1,008 g/mol.
Læs mere: Her
Gå til toppen af siden
molvægt
Hvad er molvægt?
Molar masse eller molmasse, i gamle dage også kaldt molvægt, har størrelsessymbolet M og er en fysisk-kemisk egenskab ved et stof, der udtrykker massen
Læs mere: Her
Gå til index for siden
molvægt
Hvad er molvægt?
Molvægt er et gammelt udtryk for molar masse eller molmasse. Det har størrelsessymbolet M og er en fysisk-kemisk egenskab ved et stof, der udtrykker massen pr. stofmængde, som regel i enheden g/mol, selv om SI-enheden egentlig er kg/mol.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
molybdæn
Hvad er molybdæn?
Molybdæn (af græsk molybdos, der betyder "bly-agtig ") er det 42. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Mo: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette overgangsmetal som et tungt, gråt metal.
Rent molybdæn er "sprødt " og er tilbøjeligt til at smuldre hvis man forsøger at bearbejde og formgive materialet.
Ligesom wolfram angribes molybdæn ikke af reducerende syrer, end ikke flussyre, til gengæld angribes molybdæn af oxiderende syrer samt smeltede alkalimetaller.
Tekniske anvendelser af molybdæn
Siden første verdenskrig har man anvendt molybdæn som en "ingrediens " i særlige stærke, korrosions- eller varmebestandige stål-typer og andre legeringer, og i dag bruges to tredjedele af verdens samlede produktion af molybdæn i sådanne legeringer. Disse materialer bruges blandt andet i rørledninger til olie, til visse komponenter i flyvemaskiner og missiler, og i glødetråde. I visse røntgenrør, især dem der anvendes i udstyr til mammografi, er anoden lavet af molybdæn. Indenfor elektronikken anvendes molybdæn til at lave gennemsigtige tilledninger til de tyndfilm-transistorer der især bruges i visse typer LCD-skærme.
I den petrokemiske industri bruges molybdæn som en katalysator, især til at fjerne svovl-holdige organiske forbindelser fra olieprodukter. Molybdændisulfid (MoS2) er fremragende som "tørt " smøremiddel, især ved høje temperaturer. Molybdæn indgår desuden i en række røde, orange og gule farvestoffer til maling, trykfarve samt plastic og gummi.
Historien om molybdæn
Da molybdæn i naturen altid forekommer som en bestanddel af forskellige mineraler, blev dette grundstof først identificeret i slutningen af det 18. århundrede – indtil da blev de molybdænholdige mineraler fejlagtigt identificeret som mineraler af andre grundstoffer, typisk kulstof og bly. I 1778 fremstillede den svenske kemiker Carl Wilhelm Scheele molybdæntrioxid ved at behandle mineralet molybdænit (molybdændisulfid) med salpetersyre, og påviste derved at der var tale om et "nyt " grundstof. Scheeles landsmand, kemikeren og mineralogen Peter Jacob Hjelm, reducerede molybdænoxid til metallisk om end ikke særlig rent molybdæn ved hjælp af kulstof.
Det nye grundstof forblev en laboratoriekuriositet indtil slutningen af det 19. århundrede, da den franske virksomhed Schneider & Co gennem nogle eksperimenter med additiver i stål til pansring opdagede molybdæns nyttige egenskaber. Under første verdenskrig voksede forbruget af molybdæn kraftigt, da der blev knaphed på wolfram til brug i stærke stållegeringer.
Forekomst af molybdæn
Molybdæn findes i en række mineraler, herunder wulfenit, powellit og molybdænit, men det er primært sidstnævnte der er udgangspunkt for kommerciel udvinding af molybdæn. Nogle steder udvindes dette mineral ved minedrift, andre steder følger det med som et biprodukt til kobber-udvinding. Molybdæn-indholdet varierer mellem 0,01% og 0,5%, og omkring halvdelen af verdens samlede produktion af molybdæn udvindes i USA.
I en prøve af peroxen som den sovjetiske rumsonde Luna 24 bragte til Jorden fra Mare Crisium på Månen, har man fundet et "korn " på 1 × 0,6 mikrometer af rent molybdæn.
Molybdæn i biologien
Molybdæn spiller en rolle i alle levende væsener; alle levende ting indeholder et par parts per million af dette grundstof, og har brug for det i deres næring. Et stykke jord kan ligge goldt hen hvis der er mangel på molybdæn i jorden.
Molybdænet indgår i to klasser af enzymer; nitrogenaser og molybdopteriner. Nitrogenaser findes i bakterier, hvor de medvirker til kvælstoffiksering. Hos dyr indgår molybdæn i enzymet xanthinoxidase, som medvirker ved nedbrydningen af purin. Hos visse dyrearter stimuleres væksten af et tilskud af molybdæn i deres kost.
Molybdæn og dets kemiske forbindelser er ikke i sig selv voldsomt giftige; akut molybdænforgiftning er usandsynligt hos mennesker, fordi det ville kræve en temmelig stor dosis. Folk der arbejder med udvinding eller raffinering af molybdæn bliver formodentlig udsat for molybdæn, men hidtil har der ikke været rapporteret om bivirkninger af denne påvirkning.
Til gengæld griber et overskud af molybdæn i kosten ind i organismens optagelse af andre stoffer; blandt andet hæmmer det optagelsen af kobber og medfører mangel på dette stof.
Francis Crick, som var med til at opdage DNA, tolker den kendsgerning, at et forholdsvis sjældent grundstof som molybdæn spiller en afgørende rolle for alt liv, som et indicium for panspermia-teorien: At livet er vandret fra den ene "beboelige " planet til den næste, og mere eller mindre bevidst "befrugter " nye verdener med liv.
Molybdæn i sedimenter bruges som indikator for atmosfærens indhold af oxygen som forudsætning for dyrenes udvikling.
Isotoper af molybdæn
Der findes seks stabile isotoper af molybdæn; 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo og 98Mo. Dertil kender man nærved to dusin radioaktive isotoper, hvoraf langt størsteparten har halveringstider der måles i sekunder.
Rent molybdæn er "sprødt " og er tilbøjeligt til at smuldre hvis man forsøger at bearbejde og formgive materialet.
Ligesom wolfram angribes molybdæn ikke af reducerende syrer, end ikke flussyre, til gengæld angribes molybdæn af oxiderende syrer samt smeltede alkalimetaller.
Tekniske anvendelser af molybdæn
Siden første verdenskrig har man anvendt molybdæn som en "ingrediens " i særlige stærke, korrosions- eller varmebestandige stål-typer og andre legeringer, og i dag bruges to tredjedele af verdens samlede produktion af molybdæn i sådanne legeringer. Disse materialer bruges blandt andet i rørledninger til olie, til visse komponenter i flyvemaskiner og missiler, og i glødetråde. I visse røntgenrør, især dem der anvendes i udstyr til mammografi, er anoden lavet af molybdæn. Indenfor elektronikken anvendes molybdæn til at lave gennemsigtige tilledninger til de tyndfilm-transistorer der især bruges i visse typer LCD-skærme.
I den petrokemiske industri bruges molybdæn som en katalysator, især til at fjerne svovl-holdige organiske forbindelser fra olieprodukter. Molybdændisulfid (MoS2) er fremragende som "tørt " smøremiddel, især ved høje temperaturer. Molybdæn indgår desuden i en række røde, orange og gule farvestoffer til maling, trykfarve samt plastic og gummi.
Da molybdæn i naturen altid forekommer som en bestanddel af forskellige mineraler, blev dette grundstof først identificeret i slutningen af det 18. århundrede – indtil da blev de molybdænholdige mineraler fejlagtigt identificeret som mineraler af andre grundstoffer, typisk kulstof og bly. I 1778 fremstillede den svenske kemiker Carl Wilhelm Scheele molybdæntrioxid ved at behandle mineralet molybdænit (molybdændisulfid) med salpetersyre, og påviste derved at der var tale om et "nyt " grundstof. Scheeles landsmand, kemikeren og mineralogen Peter Jacob Hjelm, reducerede molybdænoxid til metallisk om end ikke særlig rent molybdæn ved hjælp af kulstof.
Det nye grundstof forblev en laboratoriekuriositet indtil slutningen af det 19. århundrede, da den franske virksomhed Schneider & Co gennem nogle eksperimenter med additiver i stål til pansring opdagede molybdæns nyttige egenskaber. Under første verdenskrig voksede forbruget af molybdæn kraftigt, da der blev knaphed på wolfram til brug i stærke stållegeringer.
Forekomst af molybdæn
Molybdæn findes i en række mineraler, herunder wulfenit, powellit og molybdænit, men det er primært sidstnævnte der er udgangspunkt for kommerciel udvinding af molybdæn. Nogle steder udvindes dette mineral ved minedrift, andre steder følger det med som et biprodukt til kobber-udvinding. Molybdæn-indholdet varierer mellem 0,01% og 0,5%, og omkring halvdelen af verdens samlede produktion af molybdæn udvindes i USA.
I en prøve af peroxen som den sovjetiske rumsonde Luna 24 bragte til Jorden fra Mare Crisium på Månen, har man fundet et "korn " på 1 × 0,6 mikrometer af rent molybdæn.
Molybdæn i biologien
Molybdæn spiller en rolle i alle levende væsener; alle levende ting indeholder et par parts per million af dette grundstof, og har brug for det i deres næring. Et stykke jord kan ligge goldt hen hvis der er mangel på molybdæn i jorden.
Molybdænet indgår i to klasser af enzymer; nitrogenaser og molybdopteriner. Nitrogenaser findes i bakterier, hvor de medvirker til kvælstoffiksering. Hos dyr indgår molybdæn i enzymet xanthinoxidase, som medvirker ved nedbrydningen af purin. Hos visse dyrearter stimuleres væksten af et tilskud af molybdæn i deres kost.
Molybdæn og dets kemiske forbindelser er ikke i sig selv voldsomt giftige; akut molybdænforgiftning er usandsynligt hos mennesker, fordi det ville kræve en temmelig stor dosis. Folk der arbejder med udvinding eller raffinering af molybdæn bliver formodentlig udsat for molybdæn, men hidtil har der ikke været rapporteret om bivirkninger af denne påvirkning.
Til gengæld griber et overskud af molybdæn i kosten ind i organismens optagelse af andre stoffer; blandt andet hæmmer det optagelsen af kobber og medfører mangel på dette stof.
Francis Crick, som var med til at opdage DNA, tolker den kendsgerning, at et forholdsvis sjældent grundstof som molybdæn spiller en afgørende rolle for alt liv, som et indicium for panspermia-teorien: At livet er vandret fra den ene "beboelige " planet til den næste, og mere eller mindre bevidst "befrugter " nye verdener med liv.
Molybdæn i sedimenter bruges som indikator for atmosfærens indhold af oxygen som forudsætning for dyrenes udvikling.
Isotoper af molybdæn
Der findes seks stabile isotoper af molybdæn; 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo og 98Mo. Dertil kender man nærved to dusin radioaktive isotoper, hvoraf langt størsteparten har halveringstider der måles i sekunder.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
molybdæn
Hvad er molybdæn?
Styrede molybdæn evolutionen på Jorden? Man kan spørge, om grundstoffet molybdæn er det stof, der styrede evolutionen på Jorden. Det ville være en forenkling, – men nutidens oxygen-rige atmosfære var ikke oprindeligt til stede på Jorden, og måske spillede molybdæn en vigtig rolle for denne ændring.
Indtil for nylig har man tænkt, at ilten stammede fra fotosyntese. Men nu har man erkendt, at det var mere komplekst. Jordens atmosfære blev iltrig i løbet af flere trin, og over en meget lang periode.
Fra for omkring 3,85 milliarder år siden til for omkring 2,45 milliarder år siden, antager man, at Jordens atmosfære indeholdt nitrogen foruden noget carbondioxid, vanddamp og methan. Hvis der overhovedet var oxygen i atmosfæren, må iltkoncentrationen have været under 10 Pascal (10 Pa). (Oxygen-koncentrationen er nu 21000 Pa).
Også havene var uden ilt. (I visse lavvandede områder kan der have været noget ilt, som blev dannet af de første fotosyntetiserende cyanobakterier).
I perioden fra for 2,45 milliarder år siden til for 1,85 milliarder år siden steg atmosfærens oxygen-indhold til mellem 2000 og 4000 Pa i forbindelse med, at hastigheden af fotosyntesen forøgedes meget. Lavvandede havområder blev delvis iltholdige, men i dybhavene var der stadig ikke ilt.
For 2,4 milliarder år siden og til for 2,0 milliarder år siden var der særlig meget oxygen i atmosfæren – perioden kaldes Great Oxidation Event (GOE).
Fra for 1,85 milliarder år siden til for 0,85 milliarder år siden (trin 3) skete der meget lidt ændring af atmosfærens sammensætning. Det er blevet kaldt the boring billion years (de kedelige en milliard år).
Fra for 0,85 milliarder år siden til for 0,54 milliarder år (540 mill. år siden) (trin 4) siden steg oxygen-koncentrationen, indtil den nåede nær det niveau, vi har i dag. Den steg til mellem 10.000 Pa og 20.000 Pa.
Oxygen-koncentrationen nåede op på 35.000 Pa i løbet af Kultiden (Carboniferous period) fra for 0,36 milliarder år siden til for 0,30 mia. år siden efterfulgt af et fald til ca. 20.000 Pa.
Alle levende organismer kræver nitrogen. Omkring tiden for det tidlige liv på Jorden blev landområderne udsat for meget ultraviolet lys, og det var derfor især i havene, livet udvikledes.
For at livet kunne formere sig, måtte der være reaktionsveje, der kunne omforme nitrogen fra en opløst nitrogengas til en mere anvendelig form, såsom ammonium-ionen eller nitrat-ionen.
Navnlig ammonium-ionen kunne anvendes i syntesen af aminosyrer og andre for livet nødvendige nitrogen-holdige molekyler. For at omdanne nitrogen til andre oxidations-tilstande behøvede organismerne et enzym, der var i stand til at udføre mange elektronoverførsler.
I det iltfrie hav var jern til stede i stor mængde som en jern(II)-ion. Så de tidlige cyanobakterier må have brugt jern(II) som en redox-kerne for den nitrogen-indfangende reaktionsvej.
Med den opbygning af atmosfærisk oxygen, der (i trin 2) var et resultat af cyanobakteriernes fotosyntese, blev overfladiske områder af havene iltholdige.
Derved uddøde meget af det liv, som ikke tålte ilt (anaerobisk liv). Dette kaldes undertiden "the oxygen catastrophe" (oxygen-katastrofen).
Den øgede oxygen-koncentration oxiderede vandets opløselige jern(II)-ioner til uopløseligt jern(III)-oxid. Som et resultat heraf blev havbunden dækket af båndede lag af jernoxider (lodret set). Derved blev jern et mere sjældent grundstof i havene, og derved hæmmedes yderligere fotosyntese (i trin 3 og trin 4).
Fe2+ (opløst form) g
Fe3+ (opløst form) + e-
O2 (gasform) + 2H2O(vand) + 4e- g
4OH- (opløst form)
2Fe3+ [opløst] + 6OH- [opløst] g
Fe2O3 [uopløseligt, fast stof, jern(III)oxid] + 3H2O [vand]
I 1998 foreslog D. E. Canfield (der arbejder ved Syddansk universitet i Odense), at i perioden fra for 1,85 milliarder år til for 0,85 milliarder år siden ("de kedelige en milliard år") var situationen den, at selv om atmosfæren tildels var blevet iltholdig, forblev dybhavene uden ilt.
Ifølge Canfield-modellen var dybhavene ikke kun uden ilt, men også mættet med hydrogensulfid (en oxygenfri/hydrogensulfidholdig kombination kaldet euxinic) og som resultat heraf var fotosyntesen begrænset. Først da dybhavene også blev iltholdige, kunne den marine fotosyntese forløbe med hurtig hastighed.
En amerikansk forsker, Ariel Ambar, og kolleger fastslog, at den begrænsende faktor for havets fotosyntese var den vandige koncentration af molybdæn. De påviste, at i perioden med den oxygenfrie/hydrogensulfidholdige kombination (the euxinic period), var koncentrationen af vandig molybdæn meget lav.
Men i begyndelsen af trin 4 skete iltkoncentrations-stigningen (the major rise in oxygen concentration) samtidig med forøgelsen af vandig molybdæn til næsten 300 ppm. Der var altså en korrelation/sammenhæng mellem havets molybdæn-koncentration og det stigende niveau af oxygen i atmosfæren.
Man har derfor argumenteret for, at som et resultat af den høje koncentration af molybdæn i havet, udviklede organismerne et højeffektivt molybdæn-holdigt coenzym, nitrogenase, til at binde atmosfærens nitrogen (N-fixering). Med hurtig-syntese af aminosyrer kunne fotosyntetiserende organismer formere sig hurtigere, og derved øge oxygen-produktionen kraftigt.
Den unikke kemi, som molybdæn har, muliggjorde udvikling af andre enzymer i organismerne, f.eks. til assimilation og reduktion af den giftige nitrat-ion. Molybdænets tilgængelighed for organismerne kan have været nøglen til at forøge indholdet af ilt i vores atmosfære.
Den mest termodynamisk stabile form af molybdæn under oxiderende og neutrale betingelser er molybdat-ionen MoO42-, med molybdæn(VI). Denne ion har en høj vandig opløselighed, hvorved den let lader sig transportere i biologiske systemer. Molybdat-ionen transporteres gennem cellerne ved den samme mekanisme som sulfat-ionen transporteres med, mener man. Molybdæn(VI) er kemisk beslægtet med svovl(VI). [Der er en kobling mellem de højeste oxidationsstadier af et grundstof i gruppe (n) med et grundstof i gruppe (n+10). Molybdæn og svovl har denne kobling, idet molybdæn er i gruppe 6, og svovl er i gruppe 16 i det periodiske system].
Molybdæn er et essentielt grundstof for livet. Det er det metal med højest atomnummer, som kræves for afgørende biologiske processer. For planter er det vigtigste molybdæn-holdige molekyle netop enzymet nitrogenase. Det er det enzym i bakterier og alger, som omdanner luftformig nitrogen til ammonium-ionen, og det anvendes af bakterier til proteinsyntese.
Et almindeligt redox-kerne system i mange enzymer, kendt som pseudo-cubane, er et kubisk arrangement, hvor molybdæn-atomet er placeret i det ene hjørne af en kube, som også indeholder tre jernatomer og tre svovlatomer, som i nitrogenase-cofaktoren (i en Fe7MoS9 metalkerne).
Foruden nitrogenase er der en familie af molybdæn-holdige enzymer (de har en molybdæn-cofaktor), som udfører vitale afgiftninger i bakterier, planter og mere komplekse organismer. Som det også gælder for nitrogenase, indeholder kernen i disse enzymer foruden molybdæn også jern og svovl.
Molybdæn(VI) kan ganske let reduceres til oxidations-tilstandene +5 og +4, og dets biologiske virkning synes derfor at være en elektron-opfanger ('sink', bassin) i redox-processerne. Desuden har molybdæn, som det også gælder for mange andre metaller med højt atomnummer, en tendens til at binde sig til svovl og svovlholdige molekyler, som det gør i nitrogenase og andre enzymsystemer. Så man kan spørge, hvorfor molybdæn ikke var til rådighed, da havene blev mættet med hydrogensulfid?
I iltfrie/hydrogensulfidholdige vandige opløsninger kan sulfid-ionen trinvis erstatte oxygen-atomet og danne den opløselige thiomolybdat-ion, MoS42-. Denne ion kan reduceres af bakterier til et meget uopløseligt molybdæn(IV)-sulfid, MoS2 (kendt af geologer som molybdenit).
MoO42- (opløst form) + 4H2S (opløst form) g MoS42- (opløst form) + 4H2O (vand).
MoS42- (opløst form) + 2e- (bakterier) g MoS2 (fast stof) +2S2- (opløst form).
Når det drejer sig om de biologiske processer under den tidlige del af evolutionen af livet på Jorden, bliver metal-ionernes rolle ofte overset, (bortset fra jernets rolle). Men molybdæn og andre metaller spillede og spiller afgørende roller i de biologiske processer. Vi har nu stærk evidens for, at molybdæn var begrænsende for udviklingen af livsformerne på Jorden.
Molybdæn er centralt for alt liv, fordi det ligger i hjertet af enzymer, såsom nitrogenase, som omdanner nitrogen-luftarten til ammonium, som bruges til at producere fundamentale biologiske byggesten, såsom nukleotiderne, der indgår i DNA og RNA, samt til bygning af aminosyrerne, som indgår i proteiner.
I de tidlige have var molybdæn en begrænsende faktor. Kun molybdat-ionen MoO42- er stabilt opløselig i vand, og derfor ville molybdæn kun sive ud fra klipper, hvis der var tilstrækkelig oxygen til stede til at oxidere de molybdænholdige mineraler.
Først da havene blev iltholdige, kunne molybdæn blive biologisk tilgængelig som en vandig molybdat-ion MoO42-.
Så snart dette opløselige molybdæn var til stede, udviklede biologien sig og nedbrød noget af luftens store lager af nitrogen og inkorporerede dets nitrogen-atomer i de organisme-byggesten, som livet blandt andet består af.
I 2009 erkendte forskere, at tilgængeligheden af molybdæn er en begrænsende faktor i væksten af træer (og at den begrænsende faktor ikke som tidligere antaget er tilgængeligheden af phosphat). Nitrogen-optagelsen i træer er meget afhængig af jordbakterier, som udfører den essentielle proces at omdanne atmosfærens nitrogen til ammonium, og hertil kræves altså molybdæn som enzym-cofaktor. Derfor vil phosphatgødning ikke forøge væksten af træer, medmindre phosphatgødningen også indeholder spor af molybdæn, som indgår i enzymet.
Der findes i alt ca. 50 molybdænholdige enzymer, som bruges af bakterier, planter og dyr. I mennesker kan særlig ét af disse enzymer give problemer, nemlig enzymet xanthinoxidase, som producerer urinsyre, hvorved kroppen bliver fri for uønskede nitrogen-holdige stoffer. – Imidlertid kan dette enzym blive for aktivt, hvilket fører til dannelse af krystaller af urinsyre, som ophobes i led og sener, og her medfører gigt (gout, kongernes sygdom, som det blev kaldt), og som bliver stadig mere almindelig. Moderne behandling for denne lidelse bliver målrettet mod xanthinoxidase-enzymet for at hæmme dets aktivitet.
Enzymet aldehydoxidase indeholder også molybdæn. Dette enzym er ansvarligt for at omdanne aldehyder til carboxylsyrer. Dette kræves for omsætning af alkohol.
I kroppen bliver ethanol (efter at have udført sin berusende virkning) oxideret til ethanal, (og ophobningen af dette aldehyd er årsagen til tømmermænd), men efterhånden griber aldehydoxidase ind, og omdanner dette ethanal til ethanoic acid (= acetic acid, eddikesyre), som kroppen kan bruge som energikilde.
Man kan bruge molybdæn industrielt, idet det meste molybdæn-metal bruges i legeringer, navnlig til stål. Blot nogle få procent molybdæn kan give stål-legeringen stor styrke op til en temperatur på 2000 grader Celsius, samt lav udvidelses-koefficient og høj resistens over for korrosion og nedslidning. En sådan ståltype er kendt som moly steel.
Moly-steel bruges til særlig udsatte dele i maskiner, jetmotorer og raketmotorer. Den berømte stål-og-glas-pyramide uden for Louvre i Paris er lavet af moly-steel.
Egenskaberne ved moly-steel er også fremragende til at fremstille værktøj. Jo højere stress, værktøjet skal kunne tåle, jo højere skal indholdet af molybdæn være. For eksempel indeholder højhastighedsværktøj op til 7% molybdæn. Disse betegnes M-series high-speed alloys. De anvendes til bor og udskæring af tandhjul og savblade.
Læs mere her.
morfin
Kan man få gærsvampe til at lave morfin?
Kunstig biosyntese af morfin. Amerikanske forskere har for første gang fået en genmanipuleret gærsvamp til at syntetisere smertestillende morfinlignende stoffer fra grunden af, dvs. fra sukkerstoffer. Metoden vil med tiden kunne give billigere produktion og udvikling af nye smertestillende stoffer.
I maj 2015 indførte en forskergruppe under ledelse af John Dueber fra University of California, et tyrosin-hydroxylase enzym i en gærstamme, som kan omdanne tyrosin til L-DOPA – hvilket er et afgørende trin, som man ikke hidtil havde kunnet opnå. Blot tre månender senere kunne en forskergruppe ved Stanford University designe en gær til at producere opioidet thebaine helt fra glucose, idet Christina Smolke og hendes kolleger indsatte 21 enzymers gener i Saccharomyces cerevisiae.
De indsatte 21 forskellige enzymer stammede fra gærsvampe, bakterier, planter og pattedyr. Forskerne fra Stanford University sammensatte en syntese-reaktionsvej for benzyl-iso-quinolin-alkaloid i en ellers almindelig bagegær-svamp.
Forarbejdet er sket i små trin. I 2008 lykkedes det at lave en gær, som ud fra nor-laudosoline (et stof, der kan købes) kunne producere reticuline (et mellemprodukt i den nye færdiggjorte syntesevej).
Senere lykkedes det som nævnt at indsætte et enzym (tyrosin-hydroxylase) i en gærstamme. Dette enzym kunne ud fra glucose producere reticuline. For at syntetisere opioidet thebaine ud fra glucose måtte man indsætte de nævnte 21 enzym-kontrollerede trin i en enkelt gærstamme, og ved at indsætte generne for endnu to enzymer kunne gærsvampe lave hydrocodone, som er et andet smertestillende stof af opioid-familien.
Man har vist, at thebaine-opioidet (i andre gærstammer) kan omdannes til bl.a. morfin.
Foreløbig er produkt-udbytterne ekstremt små, men forskningen viser, at det er muligt at bygge komplicerede synteseveje i en organisme – og så kan det nok også gøres for andet end kun opioid-familien.
Læs mere her.
Nu da forskere har vist, at gærsvampe i princippet vil kunne producere opioider, rejser man spørgsmålet, om kriminelle kan lave heroin ved at dyrke gær.
Endnu er produktionen dog så lille, at det for nærværende ikke vil være interessant for kriminelle.
Læs mere her.
myresyre
Hvad er myresyre?
Myresyre, også kaldet methansyre, er den mest simple alifatiske carboxylsyre og har konstitutionsformlen HCOOH
Myresyre kan fremstilles ved oxidation af formaldehyd ved tilstedeværelse af en stærk base. To formaldehydmolekyler reagerer med hinanden, hvorved der dannes methanol og anionen af myresyre. Dette sker ved den såkaldte Cannizzarroreaktion.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
mættet koncentration
Hvad betyder en mættet koncentration?
Der er en grænse for hvor meget af et stof, der kan opløses i et bestemt opløsningsmiddel. Når denne koncentration er nået, er opløsningen mættet. Hælder man i denne situation mere stof i, vil stoffet udfælde. I opløsninger er man gerne interesseret i koncentrationen af opløst stof. Jo mere stof, som er opløst, jo mere koncentreret er opløsningen. Når koncentrationen er lille, taler man ofte om tynde eller fortyndede opløsninger. Det er i særdeleshed brugt at tale om fortyndede syrer og baser. I kemi er stofmængdekoncentration, ofte forkortet "koncentration ", et mål for mængden af et stof i et givet volumen af en opløsning. Ofte bliver "c " brugt som symbol for den formelle stofmængdekoncentration. Stofmængdekoncentrationen kan beregnes ved en given stofmængde over et givet volumen: c = n/V, hvor c angives i mol/L (molær), n angives i mol og V angives i L (liter).
Især i ligevægtskonstanter bliver også [A] anvendt som betegnelse – nemlig for koncentrationen af stoffet A, hvor den kantede parentes betegner den aktuelle koncentration.
Læs mere: Her
Gå til index for siden 
BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk)
Tegn abonnement på
BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.
Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.
Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.
Recent Comments