Stikstof in mens, dier en plant - Gerard Smits (2020)

Eiwit - structuurformule

Bij mens en dier hebben wij bij de opbouw voornamelijk te maken met de synthese van eiwitten, de meest karakteristieke stoffen. Zij zijn opgebouwd uit verschillende aminozuren, die aan elkaar verbonden worden. Hiernaast zien wij een algemene structuurformule van een aminozuur. Wij zien een aminogroep NH2 en een zuurgroep COOH. Bij verbinding van de verschillende aminozuren ontstaat een peptidenbinding, terwijl water bij elke binding afgescheiden wordt. Heel duidelijk is stikstof in het eiwit aanwezig.

Als eiwitten afgebroken worden bijvoorbeeld bij de voedselvertering, dan ontstaan er in eerste instantie aminozuren die gebruikt kunnen worden voor de nieuwe synthese van eiwitten van de soort of het individu. Zolang er genoeg zuurstof aanwezig is, zijn deze stoffen niet giftig. Maar bij afbraak van eiwitten en aminozuren kunnen ook zeer giftige stikstofverbindingen ontstaan, waarin dan geen of weinig zuurstof meer aanwezig is. In het lichaam van mens en de meeste dieren wordt dit tegen gegaan en wordt het teveel aan stikstof in de lever omgezet in ureum, dat via de nieren uit het lichaam wordt afgescheiden.

Bij de plant wordt bij de opbouw koolhydraten(mono-,di-, en polysachariden) gevormd. (C6H10O5)n. Ze zijn de meest karakteristieke stoffen, die rechtstreeks uit de fotosynthese hun ontstaan vinden. Ook worden er eiwitten gevormd, die veelvuldig aanwezig zijn in het chlorofyl van het bladgroen. Bij de plant hebben wij voornamelijk met opbouw te maken. Bij het bloeiproces komt het afbraakproces op gang. En je kunt zeggen dat door de astrale inwerking van buiten af dit proces goed op gang komt, terwijl de etherische levensprocessen als het ware verlamd worden. Bij veel gifplanten treedt deze astrale inwerking en het daarmee gepaard gaande afbraakproces al in het bladbereik op. Vooral planten- eiwitten die stikstof bevatten, veranderen bij deze afbraak in gifvolle stikstofverbindingen, mede door het uittreden van zuurstof. Zo kunnen dan de alkaloïden ontstaan.

LEES VERDER IN ONDERSTAANDE DOWNLOAD!

Eiwitsynthese - Gerard Smits (2019, 2020)

Koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. Rudolf Steiner noemt ze de vier zusters van zwavel, die in het eiwit voorkomen. Je zou kunnen zeggen dat deze elementen de lijken zijn of de delen van het eens zo levendige eiwit en ze zijn als zodanig de bouwstenen van het leven. Maar als we deze delen in onze handen hebben, dan is het leven eruit.

“Wer will was lebendigs erkennen und beschreiben/ Suchst erst den Geist heraus zu treiben/ Dann hat er die Teile in seiner Hand/ Fehlt leider nur das Geistige Band" (J.W. von Goethe - Faust I - Studierzimmer, regel 1936)

"Wie iets wat leeft wil onderzoeken en beschrijven/ Moet eerst de geest eruit verdrijven/ Dan heeft hij alle delen in zijn hand/ Ontbreekt alleen het geestelijk verband" (vertaling Ard Posthuma)

Vier op zich staande entiteiten, die ontstaan door het uiteenvallen van het leven, wat substantie betreft de eiwitten. Een eenheid wordt een veelheid, is dan ook het kenmerk van de aardse-of doodskrachten. In eerste instantie ontstaan koolwaterstoffen verbindingen van koolstof en waterstof zoals bijvoorbeeld moerasgas CH4 (ons aardgas) en verder allerlei aardolieproducten. Of koolstof kan zich met zuurstof tot CO2 koolzuurgas verbinden, of koolstof gaat zich met stikstof verbinden en dan kunnen wij de zeer giftige cyaanverbindingen krijgen, zoals cyanide CN-.

De verbinding van waterstof en zuurstof zien we in water terug H2O, die van waterstof en stikstof komt vaak vrij als ammoniak NH3. Stikstof kan met zuurstof veel stikstofoxide verbindingen vormen, zoals NO(stikstofmonoxide), NO­2(stikstofdioxide), N2O(distikstofmonoxiode, lachgas), N2O3(distikstoftrioxide), N2O5(distikstofpentoxide) en nog meer. Al deze verbindingen worden stikstofoxiden NOx genoemd. Uiteindelijk ontstaan onze vier elementen, wanneer al deze verbindingen verder uiteenvallen. Ook deze elementen komen in de natuur voor. Hoe komen deze elementen in het levendige eiwit?

In 1953 en verder hebben Miller en Urey een experiment uitgevoerd om uit deze elementen en eenvoudige verbindingen daarvan leven te creëren. Ze namen een glazen kolf met een mengsel van methaan CH4, waterstof H2, ammoniak NH3 en water H2O. Ze schudden het mengsel, verwarmde het. Met twee elektroden wekten ze vonken in het mengsel op, dat kwam dan overeen met de bliksem bij een onweersbui. Na verloop van tijd werden er in de kolf 5 verschillende aminozuren gevormd. Dit zijn de bouwstenen van de eiwitten. Het experiment werd in 1998 herhaald en men vond toen 22 verschillende aminozuren. Maar geen leven! in de vorm van eiwitten die zichzelf kunnen reproduceren. Het experiment wordt nog steeds gedaan in Nemo het museum voor natuurwetenschap in Amsterdam en in het ruimteschip ISS.

Wat is nu de “Geistige Band” of het verband tussen het materiële en het niet materiële in de levensprocessen. Kortom hoe ontstaan nu de stoffen die drager zijn van of betrokken zijn bij de levensprocessen. Vanuit de periferie, vanuit de kosmos en vooral de zon ontstaan de krachten van het leven of de levenskrachten, die van een veelheid van de op zich staande stoffen en andere imponderabilia, zoals licht en warmte een eenheid maken.

LEES VERDER IN ONDERSTAANDE DOWNLOAD!

Kosmische of zonnechemie - Gerard Smits (2020)

Processen van de chemische elementen en hun verbindingen spelen zich zowel af in het rijk van het leven, zoals planten, dieren en mensen, als in het dode mineraalrijk. Wij gaan naar de kwaliteiten van de krachten kijken, die werkzaam zijn in het rijk van het leven en in het rijk van de dood. Wij proberen dan op deze manier een onderscheid te maken tussen de chemie die zich in deze twee werelden voltrekt.

LEVENS- of KOSMISCHE KRACHTEN <-> DOODS- of AARDSE KRACHTEN

Zolang er leven is, zijn er krachten werkzaam die de op zich staande stoffen en entiteiten, zoals licht en warmte tot één geheel maken en bij elkaar houden. Dit zijn de krachten die aan het scheppende ten grondslag liggen. Ook de kunstenaar gebruikt deze krachten om van de op zich staande dingen een compositie of er één geheel van te maken. Deze krachten worden de levenskrachten genoemd.

Een veelheid wordt een eenheid en de richting van deze levenskrachten gaat van uit de omgeving (de kosmos) naar een centrum toe. Zo zien wij dat bij het groeien van een plant in zijn groene delen, licht en warmte van de zon verbonden worden met het koolzuurgas uit de lucht en water uit de grond en zich verdichten tot glucose, waarbij zuurstof uit de plant afgescheiden wordt. Uit glucose worden allerlei substanties gevormd, die de plant zijn materiële verschijning geeft. De op zich staande entiteiten koolzuurgas, water, licht en warmte worden één geheel. (Dit proces noemen wij de fotosynthese) In zo`n plant stellen wij ons het wonderbaarlijke geheel van een levend lichaam voor, waarin ieder deel met het geheel en met ieder ander deel in een voortdurende levendige samenhang staat. Deze levenskrachten worden ook wel de kosmische -, perifere -, of etherische krachten genoemd.

Dit beeld stellen wij tegenover een lijk. Alles is verstard en koud. De levenskrachten kunnen het geheel niet meer bijeenhouden, want de doodskrachten gaan meer opspelen. Het lijk valt verder uit elkaar in stinkende gassen, slijmerige en snotachtige substanties en tenslotte blijven de botten, de zouten over. De kwaliteiten van de doodskrachten worden gekenmerkt door het uiteenvallen in verschillende op zich staande delen. De richting van de krachten is van een centrum, waar de eenheid zich bevindt naar de omgeving toe. Een eenheid wordt een veelheid.

Deze doodskrachten worden ook wel aardse -, of terrestische-, of centrale krachten genoemd. Beide krachten, de levens- en de doodskrachten zijn in de natuur werkzaam. Overheersen de levenskrachten, dan hebben wij te maken met stofomzettingen in een levende plant, dier of mens. Gaan de doodskrachten overheersen, dan vallen de levende wezens uit elkaar en lossen ze op in het dode mineraalrijk. De stoffen die overblijven zijn voornamelijk zouten, turf, bruinkool, steenkool, aardolie en aardgas.

Verbouwen en verteren van voedsel - Gerard Smits (2019)

Wat gebeurt er bij het verbouwen en het verteren van ons voedsel? De land- en tuinbouwers zorgen grotendeels voor ons dagelijks eten, aangezien de belangrijkste bestanddelen van ons voedsel op hun akkers, tuinen en kassen verbouwd worden. Als deze voedingsplanten op de akkers groeien zijn ze volledig overgeleverd aan de invloeden van de omgeving, zoals de grondsoort van de akker, het water, de lucht, de zon en meerdere invloeden, die verder besproken worden en nog verder onderzocht dienen te worden.

Laten wij eens kijken aan welke krachten ons plantaardig voedsel wordt blootgesteld.

Als een plant groeit, treedt tijdens dit proces misschien wel de meest belangrijke chemische reactie op aarde in hem op. Wij noemen deze reactie de fotosynthese of de koolzuurgasassimilatie. Dit proces is in 1779 ontdekt door de Nederlander Jan Ingenhousz.1

In woorden: Onder invloed van het zonlicht maken de groene delen van de plant van het koolzuurgas uit de lucht en het water uit de grond zuurstof en in eerste instantie glucose.

Het glucose wordt verder in de plant in een hele reeks stoffen omgezet, zoals riet/bietsuiker, zetmeel, cellulose(hout, katoen) en nog vele andere stoffen. Al deze hierboven genoemde stoffen behoren tot een stoffamilie, die wij koolhydraten noemen. Eén van de gemeenschappelijke kenmerken van deze stoffen is, dat ze allemaal kunnen branden. En tijdens het branden geven zij hun licht en warmte weer terug aan de omgeving, of in de breedste zin aan de kosmos. Je zou kunnen zeggen, dat tijdens de fotosynthese het licht en warmte van de zon niet alleen opgenomen wordt, maar als het ware in deze stoffen wordt opgeslagen. Je kunt ons voedsel dat afkomstig is van de plant dan ook opvatten als verdicht licht en warmte van de zon.

Maar behalve de zon maken ook nog andere hemellichamen, zoals de maan, planeten en sterren deel uit van de scheppende krachten die op de planten inwerken. Er is op dit gebied wat onderzoek gedaan bij het zaaien van planten onder diverse hemelconstellaties en de uitwerking daarvan op de groei, maar verdere verdieping van de invloed van andere hemellichamen dan de zon op de plantengroei, dient in de toekomst verder onderzocht te worden2.

Wat is dan de taak van de boer en tuinder die al deze voedingsgewassen telen? In ieder geval het scheppen van zo gunstig mogelijke voorwaarden, zodat de scheppende krachten vanuit de kosmos en de aarde maximaal op de voedingsgewassen kunnen inwerken. In feite kun je dan de akker of de tuin als een soort altaar opvatten, waarbij er een éénwording of communie plaatsvindt van de kosmisch scheppende krachten met de aarde via de plant. Je kunt het verbouwen van groenten en fruit als een religieuze handeling zien. Nu kan het woord religie of religieus een beladen emotie oproepen, maar nuchter gezien is het woord religie afgeleid van het Latijnse werkwoord “reliare”, dat letterlijk vertaald “weer binden” betekent(re=weer, liare=binden). Zo kun je religie bij dit proces opvatten, dat een boer de voedingsgewassen wil laten verbinden met iets groters, zoals de scheppende krachten, die van de zon, andere hemellichamen en de aarde afkomstig zijn. Bij de opbrengst gaat het hierbij voornamelijk om de kwaliteit van de gewassen en minder om de kwantiteit. Om de verbinding met de kosmische krachten en de plant zo groot en zo zuiver mogelijk te maken, dienen de terrestische storende krachten zo min mogelijk op te treden. Dat betekent dat kunstmest, bestrijdingsmiddelen, zoals pesticiden en herbiciden etc. helemaal niet of zo min mogelijk gebruikt dienen te worden. Ook is het niet wenselijk om genetisch gemanipuleerde zaden te gebruiken, aangezien ze meer een terrestische kwaliteit hebben gekregen.

Bij de biologische en vooral de biologisch dynamische landbouw boert men al tijden op deze wijze. In de biologisch dynamische landbouw maakt men gebruik van preparaten. Deze zorgen ervoor dat de gewassen zich nog beter kunnen verbinden met het kosmische en terrestische. Tevens wordt bij deze methode vaak zaaikalenders gebruikt, die aangeven bij welke hemelconstellaties bepaalde gewassen het beste gezaaid kunnen worden3.

En dan….dan gaan vele gewassen in de pan en komt het uiteindelijk op ons bord terecht als ons dagelijks eten. Na het genot van de maaltijd gaan wij het voedsel verteren en tijdens dit proces dat ook wel de verbranding of koolzuurgasdissimilatie genoemd wordt, heeft ons lichaam veel zuurstof nodig. Ook deze stof net als ons voedsel wordt in het zonlicht geboren. Je kunt deze stof opvatten als een gezant van de zon4, die onlosmakelijk met het leven verbonden is, zowel bij mens en dier, maar ook op de akker die door het te ploegen zuurstof beter opneemt waardoor de vruchtbaarheid bevorderd wordt. Vatten wij samen wat de zon ons brengt, dan vallen voornamelijk de kwaliteiten licht , warmte en leven in de vorm van vruchtbaarheid op. Opmerkelijk is dat Mozart al deze kwaliteiten van de zon weergeeft in de Vrijmetselaar cantate5 : Dir Seele des Weltalls, O Sonne.

Bij de mens komt zuurstof via de inademinglucht in de longblaasjes terecht. Een fijn vertakt netwerk van bloedvaatjes daarin zorgt ervoor dat zuurstof in het bloed terecht komt en via de bloedsomloop in alle cellen van het lichaam. In de cellen wordt het glucose afkomstig van onze voeding zonder zuurstof deels omgezet. Dan gaat het de mitochondriën in, kleine onderdelen van de cel, waar dan de grote verbranding met zuurstof plaats vindt. Koolzuurgas en water, die wij uitademen ontstaan er als substanties en warmte en energie die wij kwantitatief weer kunnen geven in calorieën of Joules. Een groot deel van deze energie wordt omgezet in energierijke verbindingen zoals ATP, die veelal betrokken zijn bij de opbouw van het lichaam.

Maar behalve het ontstaan van koolzuurgas, water en energie gebeurt er meer bij het verteren van ons voedsel. Tijdens deze verbranding komen al die krachten vrij die de plant tijdens zijn groeien opgenomen heeft. Al deze scheppende krachten afkomstig van aarde, zon, planeten en sterren komen in elke cel vrij. Op dat moment verbindt de mens zich totaal onbewust met de aarde en de kosmos. Net zoals bij het proces van de plant. De plant neemt al deze krachten op, bij vertering van het voedsel komen ze vrij. Op omgekeerde wijze vindt er nu een éénwording of communie met de aarde en de kosmos plaats. Evenals bij het groeien van een plant, kun je het eten en verteren van ons voedsel opvatten als een cultushandeling, een religieus gebeuren, waarbij de mens zich niet alleen met de aarde maar zich ook met de kosmos verbindt. Om die kosmische verbinding zo zuiver mogelijk te maken, dienen er hoge eisen gesteld te worden aan de voedselbereiding. Daarvoor dient men nogmaals gezegd geen gebruik van kunstmest, chemische bestrijdingsmiddelen, conserveringsmiddelen, genetisch gemanipuleerd zaad etc. gebruikt te maken. Het woord kosmos betekent in het Grieks schoonheid of orde. Je zou kunnen zeggen dat bij het verteren van het voedsel het gehele organisme zich inlaat met de schoonheid en de orde die in de kosmos heerst. Het is alsof je systeem weer “gereset” wordt. Tevens betekent deze verbinding of éénwording, heel worden, heling of gezond maken, zodat een ieder een gezonde burger kan worden van zowel de kosmische- en als de aardse wereld.

Met dit schrijven heb ik een pleidooi willen houden om een ieder te stimuleren meer biologische en vooral biologisch dynamische landbouwproducten te gaan gebruiken. Deze manieren van landbouw bedrijven werken niet alleen helend op de mens uit, maar maken ook de aarde meer gezond.

Over fotosynthese - Wolter Bos (2017)

... waar komt al die materie vandaan?

1. Waarnemen van twee bladeren.

A)Vormverschillen benoemen  

B) Het blad als een beweging opvatten.

C) indrukken, belevingen verwoorden.

2. Fotosynthese.

In de meest verschillend gevormde planten tref je steeds weer dezelfde stoffen aan: glucose, zetmeel, cellulose, hout. En het proces waaruit deze stoffen voortkomen is door het hele plantenrijk heen hetzelfde, nl. de fotosynthese. Het is een onopvallend, "stil" proces.  Je kunt bij een meidoornstruik staan, overal botten ze nu uit, en je realiseren: het is volop gaande, dit meest fundamentele levensproces, en ik merk er niets van. Fotosynthese blijft voor onszelf en voor de leerlingen heel gemakkelijk iets abstracts. Om er dichter bij te komen moeten we toch uitgaan van stoffen die al uit het proces gevallen zijn. Zetmeel is zo’n stof die even niet meedoet, maar wel weer snel in het leven kan worden opgenomen. Dat laatste is niet meer mogelijk bij de stoffen die echt de dragers van de plantenvormen zijn, cellulose en hout.

3. Waar haalt een plant zijn bouwstoffen vandaan?

Je kunt in een 11e klas een aardig onderwijskundig experimentje doen. Schets voor de leerlingen wat een enorme houtmassa’s een boom van een jaar of honderd te dragen heeft. Als je in de winter bij een boomstam staat en omhoog kijkt, sta je versteld. Een boom met een stamomvang van een meter weegt 6500 kg. Waar komt al die materie vandaan? Laat de leerlingen deze vraag schriftelijk en individueel beantwoorden. – Een heel aantal leerlingen, die allemaal in klas 8 en 9 over de fotosynthese hebben geleerd, zullen opschrijven: dat komt uit de grond. Het is leuk om deze gedachte ad absurdum te voerden door op de transportproblemen in te gaan. Je kunt dan vertellen over het wilgje van Van Helmont, dat 5 pond woog en na 15 jaar 169 pond. En toch was  de aarde in de pot van het wilgje  in die tijd maar 50 gram lichter  geworden, en niet 42 pond. Van Helmont (1580-1644) speculeerde over de vraag of de plantenmassa, die kennelijk niet aan de bodem ontleend wordt, dan gemaakt kan zijn uit het toegevoegde water. Hij kwam er niet uit, er kon nog niet met gassen worden geëxperimenteerd.

4. Practicum: water bij meel en bij zetmeel

A. Enkele theelepels bloem (meel) in schaaltje, druppelsgewijs water erbij en roeren. Observeer verbrokkelen en samenhang, droog en nat.  Op een gegeven moment verder kneden met de vingers. Het bolletje, dat niet meer mag kleven, even met waterdruppels besprenkelen om te zien dat er wit (en geen crèmekleurig) poeder met het afstromende water meegaat.

B. Voeg bij enkele theelepels zetmeel druppelsgewijs water, precies zo als bij het maken van het bolletje uit bloem. Wat valt op bij weinig water, en dan bij iets meer en bij duidelijk meer water? Er ontstaat een stadium waarin je de substantie kunt gieten, maar eigenlijk niet kunt roeren. In dit stadium kun je het spul op de hand nemen en heen en weer bewegen. Wat gebeurt er bij rust?

C Met microscoop kijken naar maiszetmeel. Door met de microschroef te hanteren kun je wel iets zien van de ruimtelijke vorm van een zetmeelkorrel

5. Nabespreking van de waarnemingen

- A. Er ontstaan klontertjes bij het roeren, en al gauw een beslag. Dan ben je te ver gegaan,veel meel is nodig om terugwerkend toch tot een deegbolletje te komen. Het is een aparte sensatie als de massa geen draden meer trekt en een gladde buitenkant gaat vertonen. De deegbol sluit zich in zekere zin af, maar niet radicaal, je kunt hem toch kneden. Als je hem onder de druppelende kraan houdt, gaat er een zeer fijn poeder mee, dat wit is en niet gelig, zoals de deegbal. Je kunt op deze maniet al het zetmeel uitspoelen en houdt kleverig eiwit over.

- B. Meel is gelig, zetmeel is spierwit, korrelig, amorf. Het doet een tikje mineraal aan. Met wat water ontstaat een massa die je wel kunt gieten, maar die weerstand biedt aan krachtig roeren: de massa gedraagt zich dilatant (het tegengestelde, dat een massa juist vloeibaar wordt bij krachtsuitoefening, heet thixotroop gedrag). Je kunt van zetmeel geen deegbolletje van maken en als je er veel water bij doet, zakt het naar de bodem, dan zet het zich. Een zekere affiniteit tot water is er desondanks wel, want bij verwarming ontstaat een glazige massa.    

- C. In het microscoop zie je een beeld van versplintering. De maiskorrels verschillen in grootte. Ze zijn niet rond maar afgevlakt. Soms zie je bovenop een sterretje, dat is het punt waarop de vlakken samen komen

6. Beschouwing naar aanleiding van de proeven.

Uit het levensproces uitgescheiden. Aan zetmeel is de afstand tot het levensproces af te lezen: aan het bezinken, het zich-zetten. Meegaan met de zwaarte, dat is een tendens van het minerale. Het levende gaat tegen de zwaarte in, groeiend of zich oprichtend. De onoplosbaarheid van zetmeel maakt deze stof eveneens ongeschikt voor een andere rol in de levende plant dan die van reservestof. Ook de spierwitte kleur en het ontbreken van (zoete) smaak kunnen in dit licht worden opgevat. Meel heeft minder afstand tot het levensproces en verbindt zich daardoor sterker met water dan zetmeel.

Zetmeel versus eiwit. Het feit dat zetmeel uit aparte korrels bestaat, verwijst ook naar zijn meer minerale karakter. Uit elkaar vallen, amorf worden, dat gaat vanzelf, maar samenhang en structuur opbouwen, dat is wat we de levende organismen telkens zien doen. Daarom kun je het kleverige, samenhangende tarwe-eiwit, dat tijdens de zaadrust natuurlijk ook buiten de levensprocessen valt, als een nog dichter bij die processen staande stof beschouwen.

Toch nog verbinding met water.  Aan het merkwaardige gedrag t.o.v. water kun je zien datzetmeel nog niet definitief uit het leven verdwenen is, anders dan bijv. cellulose, dat niet omgezet kan worden in glucose. Bij uitoefening van sterke mechanische kracht op een water-zetmeelmengsel biedt het weerstand en gaat het zich gedragen als een vaste stof. Als je het mengsel rustig benadert, laat het zich gieten, dan keert het zijn vloeistofkant naar voren. Door toevoer van warmte kun je een zetmeelpapje zelfs in een enigszins stabiele, glazige en kleverige verbinding met water brengen (stijfsel).

Weer in het leven opgenomen worden. Als zetmeel weer in het leven wordt opgenomen, ontstaat in eerste instantie glucose. Daarbij moet water geïnvesteerd worden: (C5H10O5)n + n H2O → n C6H12O6 . Dat illustreert dat suiker een dichter bij het leven staande stof is dan zetmeel. Omgekeerd komt er bij de omzetting van monosachariden naar disachariden en polysachariden water vrij.

We doen op school allerlei proeven over de overgang van zetmeel naar suiker. Zetmeelwater met speeksel, evt. nog even verwarmd, kleurt al heel snel niet blauw meer met jood, maar wel rood met Fehlings. Binnen de context van het leven is de omzetting van zetmeel naar suiker gemakkelijk. Als je deze omzetting langs anorganische weg wilt realiseren, moet je een kwartier koken met geconcentreerd zwavelzuur. Om het ontstane glucose ook te kunnen proeven, moet je het zwavelzuur wegvangen met (véél) kalk en het glucosewater wat over is nog wat indampen. De vergelijking van deze twee proeven illustreert het soepele, beweeglijke, stromende van de chemische omzettingen in levensprocessen

7. Koolstof uit koolstofdioxide

- We bekijken het verbranden van Mg – poeder met zijn felwitte, langgerekte vonken. Daarna wordt een stukje Mg – band aangestoken: een verblindende lichtdruppel, terwijl een wit poeder overblijft.

- Met koolzuurgas uit een brandblusser, dat in eerste instantie als witte vlokken verschijnt, vullen we een cilinder. Een ingelaten kaarsje dooft onmiddellijk. Datzelfde is het geval als we het kleurloze en geurloze gas overgieten in een tweede cilinder.  

- De proef waar het om gaat: een stukje  Mg –band wordt aangestoken en brandend in de cilinder met koolzuurgas gebracht. Het brandt nog even door, maar nu met veel geknetter. Na uitdoven bevindt zich in de cilinder wit poeder, zoals verwacht, grijze stukjes materie en pikzwarte plekjes.  

8. Beschouwing over verdichting.

Koolstaf valt in de verstarring. Welke organische stof we ook maar nemen, bij beginnende ontleding door aanbranden of schroeien komt altijd de zwarte koolstof tevoorschijn, een niet verder ontleedbare stof. Koolstof als zodanig wordt niet in het levensproces opgenomen, zelfs niet door bacteriën, maar betreedt het levenstoneel als CO2. Onze magnesiumproef laat zien dat je uit CO2 rechtstreeks C kunt verkrijgen. Brandend magnesium onttrekt zuurstof aan CO2 , koolstof blijft over. Dat is een gigantische overgang, van het transparante, beweeglijke gas naar de inerte vaste stof !

Van potentie naar actus. De proef wordt sprekend als je hem tot beeld maakt. Je stelt je de lucht voor, fijn verdeeld (0,038 %)daarin het koolzuurgas. Dat gas draagt in zich het vermogen (potentie) om een zwarte, vaste, niet ontleedbare energiedrager af te geven, koolstof. Om dit potentiële koolstof daadwerkelijk te doen verschijnen, is een tamelijk buitenissig hulpmiddel nodig: brandend Magnesium; Dat hebben we zien gebeuren, koolstof regende naar omlaag. Je kunt het een proces van verstarring noemen. Potentie en actus zijn begrippen uit de aristotelische filosofie.

De levende planten vangen C op.  Tussen atmosfeer en aarde bevindt zich de plantenwereld. Die kan, net als brandend magnesium, de in koolzuurgas aanwezige tendens tot verstarring  vrijmaken, mits de zon schijnt. Maar tot een volkomen verstarring zoals bij het ontstaan van elementaire koolstof komt het daarbij niet. In plaats daarvan verschijnen uit de fotosynthese en de vervolgprocessen daarvan meer of minder verstarde vormen in hout, in cellulose. Koolstof wordt opgevangen en gaat meedoen in het organisme. Bij zetmeel is de weg naar de verstarring, naar actuele koolstof, wel ingeslagen, maar niet ver doorgezet. We zien iets van vastheid.

Het koolstofveld. De koolstofverbindingen van de levende natuur vormen met elkaar een veld van kwaliteiten en reactiemogelijkheden dat haast eindeloos is. C als element vormt van dit veld niet het middelpunt, maar een verre uithoek. En als C eenmaal naar omlaag gevallen is, gedraagt het zich heel inert en is alleen door zuurstof weer in beweging te brengen. Vanuit die uithoek terugblikkend kun je proberen om het koolstofachtige in koolzuurgas terug te vinden.We zagen dat je koolzuurgas kunt gieten, het heeft een bepaalde zwaarte. Je kunt dit gas nochtans niet vloeibaar maken, bij -78,8 ºC wordt het direct vast. Dat zijn twee feiten die je kunt relateren aan het koolstofachtige in koolzuurgas.

De fotosynthese als deeltjesreactie. Je kunt dit proces ook zo beschrijven dat je je richt op verplaatsingen van deeltjes. De C-atomen in het CO2 –molecuul worden afgesplitst en aan H-atomen uit water gebonden. Dat ziet er zo uit:  COO + H– OH   →     H – C – OH  +   O2 Deze schrijfwijze laat, beter dan de normale reactievergelijking van de fotosynthese zien, dat in de fotosynthese zoiets als een verbinding van koolstof en water plaatsvindt, onder afsplitsing van een surplus aan zuurstof. Het vaste, de vormdrager van de planten, gaat samen met het door en door beweeglijke, zelf vormloze. Zo kun je het leven benaderen: als gedynamiseerde vorm, als gevormde beweging.

Inkoling. De verdichting vanuit vertrekpunt CO2  via de plantenstoffen naar elementaire koolstof wordt in de natuur voltooid door inkoling. Die wordt dikwijls gepresenteerd als een continu proces, beginnend met hout (C-gehalte 50 %) via turf, bruinkool (70 % ), steenkool (85 %), antraciet (92 %) en eventueel zelfs naar grafiet met bijna 100 % C. Uit een meter verse turf ontstaan door ontwatering 5 cm bruinkool en daaruit 2 cm steenkool. Dat gegeven roept overigens wel nieuwe vragen op, want het dikste bruinkoolpakket heeft 320 meter, hetgeen 6400 meter turf impliceert. De dikste steenkoollaag is 200 meter, dat impliceert 10 km turf, hetgeen ook bij voortdurende daling en miljoenen jaren tijd toch moeilijk voorstelbaar is. Hoe dan ook, je moet de ontstaansomstandigheden méédenken als je over steenkool praat: afsterven, zuurstofloos milieu, druk door bovenliggend sediment, en heel veel tijd; factoren die de gang in de zwaarte voelbaar maken. Koolstof is een uit de kosmos verdwenen, of tenminste een van de kosmische processen geïsoleerde stof.

Fotosynthese door Gerard Smits (2018)

Ook het scheikundecollege van 2018, verzorgd door Gerard Smits, ging over fotosynthese. Over de groei van de plant tot aan ons voedsel, met als vraag: hoe religieus is dit proces?

Dit thema maakt deel uit van het begin van de 9e klas periode scheikunde met een spirituele verdieping.

Zie ook Gerard Smits (2017) - Chemie in het periodeonderwijs op de vrijeschool, deel 1, hoofdstuk 2.