Kehitin kesää piristämään kemian yo-kokeeseen sopivan aineistotehtävän. Hyvän vastauksen piirteitä on havaittavissa tehtävän alapuolella.

Mitä tarkoitetaan sanalla kemikaali? Käytä hyväksesi seuraavaa otetta tiedepäätoimittaja Jukka Ruukin kolumnista (Helsingin Sanomat 5.7.2019).

”Marketin kosmetiikkahyllystä löytyy 100-prosenttisesti luonnollinen aurinko­voide. Se lupaa tehokasta suojaa ja kaupan päälle mielen­rauhaa. Turvallinen luonnon­tuote. Ei sisällä kemikaaleja. Ei testattu eläimillä.

Hyvältä kuulostaa. Paitsi, ettei pidä paikkansa.

Aurinkovoide ei sisällä mitään muuta kuin kemiallisia aineita. Muunlaisia ­aineita ei ole olemassakaan. Jos kuulostaa uskomattomalta, että arkisissa asioissa on kemikaaleja, kannattaa mennä kirjastoon ja lainata kesälukemiseksi alakoulun kemian oppikirja.

Kemikaaleja on kaikkialla, eikä niitä pääse pakoon. Sinäkin olet kemikaalicocktail, lähinnä happea, hiiltä, vetyä ja typpeä. Runsain ihmisen raaka-aine on vesi.

Olen jo sen verran setä, että muistan ajat, kun Helsinki oli täynnä pieniä liikkeitä, joissa myytiin saippuaa, parfyymejä ja hiustenhoitotuotteita. Niitä kutsuttiin kemikalioiksi. Nyt kemikaliot ovat historiaa, ja tuotteita kutsutaan häve­liäästi kosmetiikaksi.

Luonnollisuus tunnetusti myy, mutta se ei takaa tuotteen terveellisyyttä eikä turvallisuutta. Kemikaalit ovat samanlaisia, valmistipa niitä ihminen tai luonto. Monet voimakkaimmista tunnetuista myrkyistä ovat lähtöisin luonnosta.

Kaikki aineet ovat vaarallisia, jos niitä saa liikaa – vesikin. Vesimyrkytys vie tänäkin kesänä suomalaisia sairaalaan viikoittain.”

Ruukki näyttää jättäneen kotiläksyjään tekemättä. Koska kirjoitus on käsitteellistä saivartelua, aloitetaan saivartelulla ennen itse asiaan siirtymistä.

Alakoulun kemian oppikirjaa ei ole olemassakaan, koska kemia on alaluokilla nykyisin ympäristöopin sisällä. Aiemmin kemia oli yhdessä fysiikan kanssa, joten kirjat eivät olleet kemian kirjoja vaan fykekirjoja. Oli kyse ympäristöopista tai fykestä, kirjoja ei ole ilmeisesti lainkaan ainakaan Helsingin alueen tavallisten kirjastojen kokoelmissa.

Lukijalle osoitetulle kehotukselle ei siis tunnu löytyvän pohjaa, vaan se jää retoriseksi heitoksi. Herääkin epäilys, että koko jutun alullepanijaksi esitetty aurinkovoide ei ole 100-prosenttisesti oikea vaan 100-prosenttisesti olkea.

Kesälukemiseksi löytyy kyllä Tampereen luontokoulun luokille 7–9 suunnattu sivu. Sen määritelmä kemikaalista on ristiriidassa Ruukin käsityksen kanssa: ”Koko maailma on täynnä kemiaa: kaikki ympärillämme koostuu erilaisista aineista ja kemiallisista yhdisteistä. Kemikaaleiksi kutsutaan kuitenkin yleensä vain kemianteollisuuden tuotteita ja raaka-aineita.” Kielitoimiston sanakirjan mukaan kemikaali on ”kemiallinen valmiste” ja valmiste taas on teollisesti valmistettu tuote. Ihminen olisi siis Ruukin mukaan pelkkää teollista tuotetta?

Kun Ruukki ei vielä ollut ”setä”, luettiin Nykysuomen sanakirjaa. Se antaakin pientä tukea Ruukin määritelmälle, sillä kemikaalin (eli kemikaalion) kohdalla lukee: ”kemiallisista aineista ja yhdisteistä, kemiallisen teollisuuden tuotteista”.

Mutta ei olla niin hätäisiä, ettei luettaisi lakia. Kemikaalilaki kiertää koko kysymyksen: laissa kemikaalilla tarkoitetaan ”aineita ja seoksia siten kuin ne määritellään REACH-asetuksessa ja CLP-asetuksessa”. Näissä asetuksissa ei yllättäen suoraan määritellä kemikaalia, mutta niissä määritellään alla näkyvällä tavalla aine ja seos. Asiayhteys on vahvasti teollinen, mikä näkyy puheena aineiden ja seosten vapaasta liikkuvuudesta, sisämarkkinoista ja kaupasta. Ihmisen sisällä on tuskin markkinoita kemikaaleille, joten lakitekstillä on huono perustella sitä, että kaikki on kemikaaleja.

”’[A]ineella’ tarkoitetaan alkuainetta ja sen yhdisteitä sellaisina kuin ne esiintyvät luonnossa tai millä tahansa valmistusmenetelmällä tuotettuina, mukaan luettuna aineen pysyvyyden säilyttämiseksi tarvittavat lisäaineet ja valmistusprosessista johtuvat epäpuhtaudet mutta lukuun ottamatta liuottimia, jotka voidaan erottaa vaikuttamatta aineen pysyvyyteen tai muuttamatta sen koostumusta; ’seoksella’ tarkoitetaan seosta tai liuosta, joka koostuu kahdesta tai useammasta aineesta”.

Tämän EU-määritelmän mukaan luonnollinen aine ja teollinen tuote voivat molemmat olla kemikaaleja. Esimerkiksi D₃-vitamiinia voidaan eristää jäkälästä tai valmistaa kolesterolista, jota saadaan lampaanvillan sisältämästä lanoliinista. Kumpaakin D-vitamiinia on järkevää kutsua kemikaaliksi. Sen sijaan on makuasia, onko jäkälässä oleva D-vitamiini kemikaali vielä jäkälässä ollessaan.

Makuasioista ei kannata kiistellä. Kemian opettaja James Kennedy on osallistunut luonnollisuuskeskusteluun näyttämällä, mitä E-koodeja on luonnostaan mustikassa ja millainen luonnollisten torjunta-aineiden pesäke on kaali, varsinainen kemi-kaali. Silti hänen mielestään kemistien pitäisi hyväksyä kemikaalin yleiskielinen määritelmä eikä viisastella, että kaikki koostuu kemikaaleista. Ehkä tämä turhanpäiväinen väittely onkin jo jätetty tiedetoimittajille.

Kemikaali-sana kemian näkökulmasta

Miksi etsimme kemikaalin määritelmää sana- ja lakikirjoista? Eivätkö kemistit osaa itse määritellä käsitteitään? Vastaus on ehkä siinä, että kemikaali on kemistille tarpeeton sana. Kemistin näkökulma on automaattisesti kemiallinen, joten hänen ei tarvitse alleviivata asiayhteyttä kemiaan viittaavalla sanalla. Kemisti puhuu tavallisesti molekyyleistä, yhdisteistä tai laajemmin aineista.

Oxfordin A Dictionary of Chemistry vuodelta 2016 ei määrittele ollenkaan kemikaalia (chemical). Sisarteos A Dictionary of Chemical Engineering sisältää hakusanan kemiallinen aine (chemical substance): ”materiaali, jolla on tietty kemiallinen koostumus”. Kemian järjestö IUPACin Gold Book ei sisällä kemikaaleja, mutta sekin määrittelee samantapaisesti kemiallisen aineen.

Vähälle huomiolle on jäänyt Gold Bookin molecular entity, joka kattaa kätevästi atomit, molekyylit, ionit, radikaalit, kompleksit ja mitä näitä nyt on. Sen isoveli on chemical species, jossa samoja ”molekulaarisia entiteettejä” on määrittelemätön joukko. Ero kemialliseen aineeseen on hiuksenhieno. Nämä englanninkieliset termit voisi ehkä suomentaa kemialliseksi yksiköksi ja kemialliseksi lajikkeeksi. Suomen kemian seuran sanastossa species on käännetty: ”lajike, laji”.

Suomessa lainasanaa spesies käytetään etenkin analyyttisessä kemiassa. Silloin tarkoitetaan alkuaineen esiintymismuotoa. Esimerkiksi seleenispesieksiä voivat olla Se(IV), Se(VI) ja selenometioniini (Se-Met). Tällöin voidaan sanoa: ”Eluentista erottuneet spesiekset detektoidaan niiden tultua ulos kolonnista.” Se on tietysti laiskaa kielenkäyttöä; tyylikkäämpää olisi puhua erottumisen asemesta separoitumisesta, ja ehkä ulostulokin voisi olla eksitoitumista. Onneksi yliopistoissa ei kai enää käytetäkään suomen kieltä kuin kyökin puolella.

Lukion kirjoja kustannetaan vielä suomeksi, ja uuden opetussuunnitelman mukaisiin kirjoihin onkin kemikaali-sana lisätty, mahdollisesti Suomeen perustetun kemikaaliviraston innoittamana. Mooli-kirjasarja edustaa ”kemikaali on tuote” -näkemystä: ”Kemikaali on kemiallinen aine, jonka rakenne tunnetaan ja jolla on rakenteensa mukainen nimi. Maailmassa on tällä hetkellä käytössä yli 100 000 erilaista kemikaalia ja uusia valmistetaan jatkuvasti.” Lukion kemia on ”kaikki on kemikaaleja” -ajattelun kannalla: ”Kaikki aineet ympärillämme, jopa ne, joita et havaitse, ovat jollain tavoin kemikaaleja. Kemikaalit voivat olla alkuaineita, kemiallisia yhdisteitä tai niistä muodostettuja erilaisia seoksia ja liuoksia.” Ilmaus ”jollain tavoin kemikaaleja” on huvittava. Ikään kuin olisi päätetty, että kaikki aineet ovat syyllisiä kemikaaliuteen ja perusteet keksitään tarvittaessa jälkikäteen.

Valkemisti kallistuu seuraavaan määritelmään, joka muistuttaa edellä esitettyä Nykysuomen sanakirjan määritelmää sekä Oxfordin englannin sanakirjan määritelmää:

Kemikaali on yksittäinen kemiallinen yhdiste tai muu aine, erityisesti ihmisen valmistama tai eristämä tuote.

Määritelmälle olisi eduksi, jos se käsittäisi koulun kemikaalivaraston sisällön muttei esimerkiksi siivouskomeron sisältöä. Tässä lyhyessä määritelmässä sana ”yksittäinen” estää sen, että aurinkovoide olisi kemikaali. Seoksia ei ole kuitenkaan täysin rajattu pois, koska esimerkiksi happojen vesiliuoksia on luontevaa ajatella kemikaaleiksi. Ihminen on otettu mukaan, koska ajattelemme tavallisesti, että luonnossa on kemikaaleja vain, koska ihminen on niitä sinne päästänyt. Luonnonaineestakin tulee kemikaali, kun ihminen eristää sen myytäväksi ja kemikaaliviranomaisten valvomaksi tuotteeksi.

Tämän ”kemiallisen” määritelmän rinnalle on hyvä ottaa teknisempi, huomautuksineen erinomainen Työsuojelusanaston määritelmä:

”aine tai aineiden seos, joka on tuotettu tai jota käytetään kemiallisessa prosessissa tai joka syntyy kemiallisessa tai muussa työprosessissa”.

Kemikaali-sanan määrittely on lopulta poliittista. Elohopean kanssa lätrännyttä Paracelsusta syytettiin 1500-luvulla siitä, että hän myrkyttää potilaita kemikaaleillaan. Hän vastasi, että kaikki aineet ovat myrkyllisiä ja että määrä tekee myrkyn. Kun 500 vuotta myöhemmin joku huolestuu aurinkovoiteensa kemikaaleista, hänelle kerrotaan, että ihminenkin koostuu kemikaaleista ja että vesikin on myrkyllinen kemikaali. Näin näppärästi vesitetään ikävien sanojen voima.