Scheele och syrets gåta

I slutet av 1700-talet försökte flera europeiska kemister analysera luftens beståndsdelar. Bland dessa vetenskapsmän fanns en svensk apotekare som saknade universitetsutbildning – Carl Wilhelm Scheele. Hans upptäckt av »eldsluft« skulle visa sig vara avgörande.

7 juli 2018 av Katarina Harrison Lindbergh

Här i Sverige känner alla med naturvetenskapliga eller historiska intressen till att syret upptäcktes av en svensk, apotekaren i Köping vid namn Scheele. 

Frågar man vetenskapshistoriskt intresserade personer i andra länder om vem som upptäckte syret kan man mycket väl få andra namnförslag, framförallt fransmannen Antoine Laurent de Lavoisier eller britten Joseph Priestley. Hur kan det komma sig? Var de alla först med upptäckten, eller har någon fel? Vi återkommer till detta, men låt oss först presentera kandidaterna.

Apotekaren Carl Wilhelm Scheele

Carl Wilhelm Scheele föddes i Stralsund 1742. Hans far var verksam inom bryggeri-
branschen och det talades tyska i familjen. Trots att Scheele arbetade i Sverige under hela sitt vuxna liv förblev han dålig på svenska, och han blev aldrig en del av universitetsvärlden.

Scheeles första kontakt med apoteksbranschen ägde rum i Göteborg, dit han kom som lärling 1757. Efter några år flyttade han till Malmö. Ett drygt decennium senare flyttade han till Stockholm och 1770 till Uppsala. Här kunde han ännu mer än tidigare ta ut svängarna när det gällde kemiska experiment. Han blev nu god vän med kemisten Gottlieb Gahn.

Från 1775 till sin död 1786 verkade Scheele som apotekare i Köping. Det var en position som gav en säker inkomst och goda möjligheter att ägna sig åt favoritsysslan kemi. Kontakten med andra kemister upprätthölls genom brevväxling.

Han gifte sig under sin tid i Köping – med änkan till sin företrädare på apotekarposten. Äktenskapet ingicks bara några dagar innan Scheele dog och syftade till att trygga kvinnans framtid. Hon gifte snart om sig med den som därefter tog över apoteket i Köping.

Scheele kallade syre eldsluft

Scheeles viktigaste vetenskapliga arbete är avhandlingen Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer. Det är den som har gett honom epitetet syrets upptäckare, även om han själv inte använde ordet syre utan kallade gasen eldsluft. 

De experiment som ledde fram till avhandlingen utfördes tidigast 1772. Texten var färdig för publicering 1775, men kemisten Torbern Bergmans förord dröjde, varför tryckningen sköts upp till augusti 1777. 

Joseph Priestley, Carl Wilhelm Scheele och Antoine de Lavoisier bidrog alla till syrets upptäckt.


Upptäckten av syret gjorde emellertid inte att Scheele övergav den så kallade flogiston-teorin, den vid tiden etablerade uppfattningen att alla brännbara substanser innehöll eldämnet flogiston.

Priestley publicerade före Scheele

Scheele hade kontakt med flera europeiska kemister, bland andra nämnda Priestley och Lavoisier. De gjorde experiment som liknade dem Scheele ägnade sig åt, och troligen insåg Joseph Priestley att syre var en viktig beståndsdel i luft ungefär samtidigt som Scheele. 

Britten genomförde sina experiment 1774, något år efter Scheele. Priestley var däremot betydligt snabbare när det gällde att publicera sina resultat. Hans vetenskapliga rön kunde läsas redan 1775.

Priestley var över huvud taget mer benägen att publicera sin forskning än sin svenske kollega. Och han intresserade sig även för mycket utanför kemins domäner. Bland annat var han verksam som lärare och skrev om pedagogik, engelsk grammatik och historia. Han var även teolog och politiker. På grund av sin politiska övertygelse emigrerade han till USA 1793.

Lavoisier ifrågasatte flogistonteorin

Den franske kemistkollegan Antoine Laurent de Lavoisier presenterade ett arbete som ifrågasatte flogistonteorin 1789, men det fick inte Priestley att överge idén. Britten publicerade i stället ett försvar för flogistonet och höll fast vid den teorin till sin död. Detta gjorde att han alltmer kom att distanseras från kemisamhället.

Lavoisier hade kontakt med både Priestley och Scheele, och han bevittnade rentav hur Priestley framställde syre under ett besök i Paris. Lavoisier brukar framhållas som nytänkaren i sällskapet. Han var i och för sig inte först med syreupptäckten, men mycket tack vare utbytet med kollegerna i England och Sverige drog han den revolutionerande slutsatsen att flogistonet var en chimär, och att det var syret som hade betydelse vid förbränning.

Lavoisier gav syret namn

Det var också Lavoisier som gav ämnet dess namn »syre«, på franska oxygène. Namnet anspelar på syror. Vid denna tid trodde man att alla syror krävde syre för att bildas. I dag vet man att detta inte stämmer.

Antoine Lavoisier var gift med Marie-Anne Pierette Paulze, även hon kemist. Madame Lavoisier gjorde vetenskapliga illustrationer och översatte verk från bland annat latin och engelska, exempelvis Priestleys arbeten, så att maken kunde ta del av dem. Eftersom hon var Antoines laboratorieassistent är hennes bidrag till framstegen väsentliga.

Makarna Marie-Anne och Antoine de Lavoisier var bägge framstående kemister. 

© Metropolitan museum of art

Avrättades under franska revolutionen

Lavoisier insåg syrets betydelse och lade därmed grunden för ett helt nytt tänkande inom kemin. Ibland utpekas han som den moderna kemins grundare och mannen bakom den kemiska revolutionen. 

Dock gick han ett förfärligt öde till mötes under franska revolutionen. Han fängslades och giljotinerades i maj 1794. Lavoisiers adliga bakgrund och uppburna ställning inom vetenskapssamfundet bidrog till hans fall. Även hustrun Marie-Anne fängslades, men frigavs. Hon dog 1836.

Alla tre bidrog till förståelsen av syre

Syret identifierades alltså allra först av Scheele, möjligtvis redan 1772. Priestley var emellertid den som lyckades föra ut rönen till en bredare publik. Ämnet fick därefter sitt namn av Lavoisier, som också, mer än de två andra, lyckades förstå syrets betydelse.

Alla tre får alltså dela på äran, även om tidsglappet mellan upptäckt och publicering, liksom avsaknaden av ett vettigt namn på ämnet före Lavoisiers bidrag ledde till diskussionen kring vem som egentligen var först. Kanske borde diskussionen snarare handla om vad som är viktigast: upptäckt, publicering eller förståelse?

Fransmannen var alltså den som först insåg syrets betydelse för förbränningsprocesser. Vem som helst kan studera saken hemma på köksbänken genom att tända ett värmeljus och sätta ett uppochnedvänt dricksglas över. När syrehalten sjunker kan förbränningen inte fortsätta, och lågan slocknar.

Lång utveckling mot syrerik atmosfär

Men syrets betydelse som grundämne är givetvis större än så, och dess historia på jorden oerhört lång. När jorden skapades och under lång tid därefter saknades syre i atmosfären och det var omöjligt för syrekrävande organismer att etablera sig på jordskorpan. 

Genom en mycket långsam process (omkring en miljard år) skapades syre genom att icke syrekrävande vattenlevande organismer utvecklades och via fotosyntes släppte ut syrgas i atmosfären. För 2,5 miljarder år sedan började syrehalten öka, och till slut kunde syrekrävande liv uppstå. De organismer som levt i den tidigare syrefattiga miljön gick under.

När mängden syrgas ökade i atmosfären kunde även ozon bildas. Ozongasen består av syre, men är annorlunda sammansatt än syrgas och har andra egenskaper. Ozonet bildade ett lager i stratosfären som skyddade jorden mot solens starka strålning, vilket gjorde klimatetet på jorden mer gynnsamt för liv.

Scheele utbildades som apotekarlärling i Göteborg, som gesäll i Malmö,
Stockholm och Uppsala och fick senare driva apoteket i Köping (bilden).

© Köpings museum

Syrets betydelse för växter

Det faktum att syret hade betydelse för livet på jorden var också en upptäckt som gjordes i slutet av 1700-talet. Växternas liv och förmåga att växa hade gäckat tänkare i århundraden. Till och med Aristoteles uttalade sig i frågan på 300-talet f Kr. Han menade att att växterna fick allt de behövde från jorden de växte i.

Långt senare, på 1600-talet, drog den nederländske naturforskaren Jan Baptist van Helmont slutsatsen att växterna fick sin näring från vatten. Han planterade ett pilträd i en viss mängd jord och vattnade plantan i fem år innan han dels vägde jorden, dels trädet. Jordens massa hade minskat med ungefär 50 gram, medan trädet vägde mer än 70 kilo. Slutsatsen var rimlig, men felaktig.

Fotosyntesens upptäckt

Joseph Priestley kom lösningen på spåren när han gjorde experiment med möss och växter. De djur som sattes i lufttäta utrymmen tillsammans med myntaplantor överlevde, medan de som sattes i samma miljö utan växter dog. Han förstod att växterna bidrog till djurens överlevnad och trodde att plantorna kunde rena luften som mössen på något sätt fördärvade.

Upptäckten av fotosyntesen, den process där gröna växter med hjälp av solljus och vatten kan ta upp koldioxid och avge syre, gjordes av den nederländske forskaren Jan Ingen-Housz (1730–99). Han hade sett och inspirerats av Priestleys experiment med mössen.

Flogistonteorin övergavs

Syrets betydelse kan inte överskattas, och när ämnet upptäcktes och kunde studeras tog naturvetenskapen ett stort steg framåt. På sikt övergavs idén om eldämnet flogiston, den hypotes som kemister arbetat utifrån i nästan hundra år, eftersom den plötsligt kunde avfärdas som felaktig. 

Den vetenskapliga kemin ersatte slutgiltigt den pesudovetenskapliga alkemin. Inom växtforskningen började man också förstå hur växter fungerar och vilken betydelse de har för allt syrekrävande liv.

Det är slående att de vetenskapsmän som möjliggjorde dessa framsteg, Scheele, Priestley, Lavoisier och många fler, påverkade varandra, bytte erfarenheter, möttes och skrev till varandra. De var inte konkurrenter utan kolleger och till och med vänner, även om de inte alltid var överens. Egentligen spelar det ingen roll vem av dem som råkade yttra något först, eftersom slutsatserna framförallt var ett resultat av samarbete.

Publicerad i Populär Historia 8/2017

I en del av Lavoisiers experiment användes speciella masker för att mäta gasskillnader i in- och utandningsluft.

Fakta: Flogistonteorin

Flogistonteorin etablerades i början av 1700-talet. Förespråkarna menade att alla brännbara ämnen innehöll ett eldämne kallat »flogiston« som gjorde att förbränning kunde ske. 

När man i ett laboratorium hade bränt ett ämne var det tydligt att något hade skett med det. Flogistonet hade, menade man, försvunnit och återstoden, aska eller andra ämnen, sågs som bevis för teorins riktighet. Ett ämne utan flogiston påverkades inte om det utsattes för eld, ansågs det.

Att belägga, isolera och beskriva flogistonet var en utmaning för kemister under 1700-talet. Vissa menade att det undflyende ämnet, som bara visade sig under själva förbränningsprocessen, var omöjligt att bevara i ren form. Det troddes kunna övergå från en förening till en annan, men inte isoleras.

Kemisterna var oeniga om vad flogiston var, men de flesta ansåg att ämnet på något vis hade med luften att göra. När syret och dess betydelse för förbränning så småningom upptäcktes övergavs flogistonteorin. 

Publicerad i Populär Historia 8/2017

Kanske är du intresserad av...

Läs också