ยาคอบ แบร์ซีเลียส ผู้วัดน้ำหนักอะตอมถูกต้องเป็นคนแรก “บิดาแห่งวิชาเคมีสวีเดน”

ยาคอบ แบร์ซีเลียส (Jacob Berzelius) เป็นนักเคมีที่ได้รับการยกย่องเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งเคมีสมัยใหม่ ผลงานสำคัญของแบร์ซีเลียสได้แก่การค้นพบธาตุใหม่หลายตัว เป็นคนแรกที่วัดน้ำหนักอะตอมของธาตุที่รู้จักในสมัยของเขาได้ถูกต้องเกือบทุกตัว เขาเป็นผู้กำหนดระบบสัญลักษณ์แทนธาตุและสารประกอบที่ยังคงใช้งานมาถึงปัจจุบัน นอกจากนี้เขายังเป็นคนบัญญัติศัพท์ใหม่ทางเคมีอีกเป็นจำนวนมาก ผลงานของเขาช่วยพัฒนาความก้าวหน้าในวิชาเคมีอย่างมาก กษัตริย์แห่งสวีเดนจึงแต่งตั้งเขาเป็นบารอนเพื่อยกย่องเชิดชูเกียรติ ส่วนชาวสวีเดนเรียกเขาว่า “บิดาแห่งวิชาเคมีสวีเดน”

 
นักเรียนแพทย์ผู้ชอบวิชาเคมีทดลอง

jacob-berzelius-02

เยินส์ ยาคอบ แบร์ซีเลียส เป็นชาวสวีเดน เกิดเมื่อปี 1779 ที่เขตปกครอง Väversunda ในเมือง Östergötland ประเทศสวีเดน ทั้งพ่อและแม่เสียชีวิตไปตั้งแต่เขาอายุยังน้อย เขาจึงต้องไปอาศัยอยู่กับญาติชีวิตวัยเด็กค่อนข้างลำบาก ตอนเรียนชั้นมัธยมเขาต้องสอนพิเศษพวกลูกเศรษฐีหาเงินเป็นค่าใช้จ่าย แบร์ซีเลียสเข้าเรียนแพทย์ที่มหาวิทยาลัย Uppsala ซึ่งขึ้นชื่อในวิชาเคมี และวิชาเคมีเป็นหนึ่งในวิชาแรกๆที่สอนให้กับนักศึกษาแพทย์ แบร์ซีเลียสชื่นชอบในวิชาเคมีอย่างมาก เขาเริ่มทำการทดลองทางเคมีอย่างเอาจริงเอาจัง เขาเคยทำการทดลองแบบเดียวกับที่นักเคมีชาวสวีเดนรุ่นพี่ Carl William Scheele เคยทำอันนำไปสู่การค้นพบก๊าซออกซิเจนเมื่อสามสิบปีก่อนซึ่งเขาทำมันสำเร็จเสียด้วย

ปี 1800 นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Alessandro Volta ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ใหม่เรียกว่า Electric pile หรือ Voltaic pile ซึ่งเป็นแบตเตอรี่รุ่นแรกๆ แบร์ซีเลียสไม่รอช้าสร้างมันขึ้นมาใช้กับเขาด้วย และนั่นเป็นจุดเริ่มต้นที่เขาเข้ามาคลุกคลีกับวิชาไฟฟ้าเคมีซึ่งมีส่วนสำคัญต่อความสำเร็จของเขาในอนาคต ในวิทยานิพนธ์ด้านการแพทย์เขายังทดสอบใช้กระแสไฟฟ้าในการบำบัดรักษาโรคหลายอย่าง แบร์ซีเลียสเรียนจบในปี 1802 แล้วทำงานเป็นแพทย์ใกล้กรุงสตอกโฮล์มอยู่ระยะหนึ่ง ความสามารถของเขาในฐานะนักเคมีวิเคราะห์ไปเข้าหูนักเคมีและเจ้าของเหมือง Wilhelm Hisinger จึงชวนเขาไปทำงานด้วยกัน แบร์ซีเลียสจึงเริ่มต้นเส้นทางการเป็นนักเคมีอย่างเต็มตัวตั้งแต่ตอนนั้น

 
เริ่มมีชื่อเสียงจากการค้นพบธาตุใหม่

jacob-berzelius-03

แบร์ซีเลียสไปทำงานกับ Hisinger ที่เหมือง Bastnäs พวกเขาทดลองแยกธาตุด้วยไฟฟ้าเป็นครั้งแรกโดยแยกเกลือที่ละลายในน้ำออกเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน วิธีนี้ในปัจจุบันเรียกว่าวิธีอิเล็กโทรลิซิสซึ่งเป็นกระบวนการหนึ่งในไฟฟ้าเคมี จากนั้นพวกเขาได้ทำการวิเคราะห์แยกธาตุจากแร่หลายๆอย่าง จนในปี 1803 พวกเขาได้วิเคราะห์แร่ทังสเตนและค้นพบธาตุโลหะชนิดใหม่ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน พวกเขาตั้งชื่อธาตุใหม่นี้ว่าซีเรียม (Cerium) เพื่อเป็นเกียรติแก่ดาวเคราะห์แคระเซเรส (Ceres) ซึ่งเพิ่งถูกค้นพบเมื่อปี 1801 จากผลงานการค้นพบธาตุใหม่นี้ทำให้แบร์ซีเลียสเริ่มมีชื่อเสียงขึ้นในวงการเคมี และหลังจากนั้น 4 ปี เขาก็ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์วิชาเคมีที่สถาบัน Karolinska ในกรุงสตอกโฮล์ม

แบร์ซีเลียสทำการวิเคราะห์และแยกธาตุอย่างต่อเนื่องและประสบความสำเร็จอย่างมาก ปี 1817 เขาค้นพบธาตุซีลีเนียม (Selenium) ต่อมาในปี 1823 เขาก็ค้นพบธาตุซิลิคอน (Silicon) และในปี 1824 เขายังค้นพบวิธีแยกธาตุทอเรียม (Thorium) อีกด้วย นอกจากนี้ที่ห้องทดลองของแบร์ซีเลียสยังมีการค้นพบธาตุใหม่โดยลูกศิษย์ของเขาเพิ่มเติมอีก 3 ธาตุ ได้แก่ ลิเทียม (Lithium ), แลนทานัม (Lanthanum) และวาเนเดียม (Vanadium) ห้องทดลองของเขาจึงกลายเป็นสถานที่ค้นพบธาตุใหม่มากที่สุดแห่งหนึ่งของโลกทัดเทียมกับผลงานของ Humphry Davy ยอดนักเคมีชาวอังกฤษในยุคเดียวกัน

 
วัดน้ำหนักอะตอมถูกต้องเป็นคนแรก

jacob-berzelius-04

ปี 1808 John Dalton ได้เสนอทฤษฎีอะตอมขึ้นเป็นครั้งแรกโดยระบุว่าสสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า “อะตอม” และอะตอมของธาตุต่างชนิดกันมีมวลแตกต่างกัน ตอนแรกทฤษฎีนี้ยังไม่เป็นที่ยอมรับสาเหตุส่วนหนึ่งเป็นเพราะยังไม่มีใครสามารถวัดน้ำหนักอะตอมของธาตุที่ถูกต้องแม่นยำได้ แบร์ซีเลียสจึงได้ดำเนินการวิเคราะห์สารประกอบต่างๆนับพันชนิดเพื่อทำการวัดค่าน้ำหนักอะตอมของธาตุทุกชนิดที่รู้จักกันในขณะนั้น แต่ด้วยความรู้เทคโนโลยีและเครื่องมือที่มีอยู่ยังไม่สามารถวัดน้ำหนักอะตอมโดยตรงได้ ดังนั้นเขาจึงใช้วิธีวัดค่าน้ำหนักอะตอมของธาตุเปรียบเทียบกับน้ำหนักอะตอมของออกซิเจน

ผลจากการพยายามวัดค่าน้ำหนักอะตอมของธาตุอย่างยาวนานนับสิบปีแบร์ซีเลียสได้สร้างตารางน้ำหนักอะตอมที่ถูกต้องแม่นยำของธาตุ 45 ชนิดจากธาตุที่่รู้จักทั้งหมด 49 ชนิดสำเร็จเป็นครั้งแรกในปี 1818 และได้ปรับปรุงให้ถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้นอีกครั้งในปี 1826 ผลงานนี้เป็นความสำเร็จครั้งสำคัญและส่งผลให้วิชาเคมีมีความก้าวหน้าไปอย่างมาก ตารางน้ำหนักอะตอมของแบร์ซีเลียสมีส่วนสำคัญที่นำไปสู่การยอมรับทฤษฎีอะตอมของ John Dalton อย่างกว้างขวาง และยังเป็นพื้นฐานสำคัญในการสร้างตารางธาตุของ Dmitri Mendeleev ในอีกหลายสิบปีต่อมา แต่การทำงานอย่างหนักจนได้รับผลสำเร็จในเรื่องนี้ก็ส่งผลให้แบร์ซีเลียสเกิดการเจ็บป่วยมีอาการทางประสาทถึงขั้นสติแตกจนแพทย์ต้องสั่งให้เขาหยุดทำงานไปท่องเที่ยวพักผ่อนนานเป็นปีกว่าจะหายดี

 
กำหนดสัญลักษณ์และศัพท์ทางเคมี

jacob-berzelius-05

พร้อมกับการเสนอทฤษฎีอะตอม John Dalton ได้สร้างสัญลักษณ์แทนธาตุชนิดต่างๆเพื่อความสะดวกและเข้าใจได้ง่ายประกอบด้วยเครื่องหมายหรือตัวอักษรอยู่ในวงกลม แต่เมื่อมีการค้นพบธาตุ
ใหม่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆระบบสัญลักษณ์ของ John Dalton เริ่มยุ่งยากและไม่เหมาะสมอีกต่อไป ในปี 1814 แบร์ซีเลียสได้เสนอระบบสัญลักษณ์แทนธาตุขึ้นใหม่โดยใช้ตัวอักษรตัวแรกของชื่อธาตุในภาษาละตินเป็นสัญลักษณ์แทนธาตุ ตัวอย่างเช่น C แทน คาร์บอน (Carbon) และ O แทนออกซิเจน (Oxygen) แต่หากชื่อธาตุมีอักษรตัวแรกเหมือนกันให้ใช้อักษรสองตัวแรกแทน เช่น Cu แทนทองแดง (Cuprum) และ Ca แทนแคลเซียม (Calcium) และถ้าธาตุใหม่ไม่มีชื่อในภาษาละตินก็อาจเลือกใช้สัญลักษณ์จากชื่อในภาษากรีก ภาษาอังกฤษ หรือภาษาเยอรมันด้วยหลักเกณฑ์เดียวกัน

และสำหรับสารประกอบให้เพิ่มตัวเลขห้อยแสดงจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารประกอบนั้น เช่น น้ำใช้สัญลักษณ์เป็น H2O และคาร์บอนไดออกไซด์เป็น CO2 ระบบสัญลักษณ์สารเคมีของแบร์ซีเลียสถูกใช้งานมาตลอดจนถูกปัจจุบัน เพียงแต่มีการเปลี่ยนตัวเลขห้อยจากเดิมห้อยบนเป็นห้อยล่าง นอกจากกำหนดระบบสัญลักษณ์ของธาตุและสารเคมีแล้ว แบร์ซีเลียสยังบัญญัติศัพท์ใหม่ทางเคมีอีกเป็นจำนวนมากซึ่งยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน ศัพท์ใหม่สำคัญที่เขาบัญญัติได้แก่ “catalysis” , “polymer”, “isomer”, และ “allotrope” เป็นต้น ศัพท์คำว่า “catalysis” อันหมายถึงตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในวิชาเคมี แบร์ซีเลียสเป็นผู้ค้นพบและตั้งชื่อปรากฏการณ์นี้เมื่อปี 1835

แบร์ซีเลียสเป็นทั้งนักเคมีและแพทย์ดังนั้นบางครั้งงานวิจัยของเขาจึงมีเรื่องทางเคมีที่เชื่อมโยงกับด้านแพทย์และชีววิทยาอยู่ด้วย ในปี 1808 เขาค้นพบว่ามีกรดแลคติกเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อด้วยไม่ใช่มีแค่ในนมเท่านั้น และยังระบุด้วยว่ากรดแลคติกเกิดขึ้นเป็นคนละไอโซเมอร์กัน แบร์ซีเลียสเป็นคนแรกที่ระบุความแตกต่างระหว่างสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ นอกจากนี้เขายังบัญญัติศัพท์ทางชีววิทยาอีกหลายคำ เช่น “protein” และ “biliverdin” เป็นต้น การที่ต้องทำงานอยู่กับสารเคมีมาเป็นเวลานานหลายสิบปีทำให้เขาพบกับปัญหาด้านสุขภาพมาโดยตลอด เขาเสียชีวิตในปี 1848 มีอายุ 68 ปี

 
ท่านบารอน “บิดาแห่งวิชาเคมีสวีเดน”

jacob-berzelius-06

แบร์ซีเลียสเป็นนักเคมีที่มีผลงานโดดเด่นมากในยุคของเขา ได้รับการยกย่องให้เป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งวิชาเคมีสมัยใหม่ร่วมกับ Robert Boyle, John Dalton และ Antoine Lavoisier และสำหรับในประเทศสวีเดนบ้านเกิดเขาคือบุคคลผู้ทรงค่าที่ทำประโยชน์ให้กับมนุษยชาติอย่างมหาศาล กษัตริย์แห่งสวีเดนได้แต่งตั้งให้เขาดำรงตำแหน่งบารอนตั้งแต่ปี 1818 ราชสมาคมแห่งลอนดอนมอบรางวัล Copley Medal ให้กับแบร์ซีเลียสสำหรับผลงานที่ยอดเยี่ยมของเขา และแบร์ซีเลียสยังได้รับรางวัลเชิดชูเกียรติอีกมากมายหลายอย่าง ส่วนชาวสวีเดนเรียกเขาว่า “บิดาแห่งวิชาเคมีสวีเดน” มีการเฉลิมฉลองเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาในวันที่ 20 สิงหาคมของทุกปีเรียกว่า “Berzelius Day”

jacob-berzelius-07

 

ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, famousscientists, britannica

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *