Att leva och överleva

 

Du är mitt ute i skogen. Det är isande kallt och det är flera timmar sedan du tappade bort dina kompisar. Din mobil är urladdad, kanske för att det är så kallt, och i din ryggsäck finns bara ett äpple och en extra tröja. Du har faktiskt ingen aning om var du är, eller var närmsta hus finns. Om någon timma kommer solen att gå ner. Då blir det troligen minusgrader. Vad gör du nu?

Tre-regeln är en tumregel för överlevnad

 

I överlevnadskurser används ibland den så kallade tre-regeln. Den innebär att vi i de allra flesta fall överlever:

  • tre minuter av kraftig blödning, eller brist på syre,
  • tre timmar utan skydd i kyla eller värme,
  • tre dagar utan tillgång till vatten, och
  • tre veckor utan tillgång till mat.

Tre-regeln är bara en tumregel. Vissa människor kan klara sig längre än tre minuter utan syre. Andra människor överlever inte tre dagar utan vatten. En tumregel är till för att vi ska fatta rätt beslut i en krissituation. Vad är viktigast? Ifall vi skulle hamna ensamma ute i skogen en vinternatt är det viktigaste att söka skydd för att hålla värmen. Vi behöver inte leta vatten eller mat. Vi klarar oss bara ett par timmar utan skydd medan vi överlever flera dagar utan vare sig vatten eller mat. Tre-regeln gör det också lättare att inte drabbas av panik. Även om vi hamnar under vatten har vi flera minuter på oss att komma upp till ytan igen. Även om vi skulle tvingas övernatta en kall natt i skogen kommer vi med största sannolikhet att klara oss. Människokroppen är fantastisk. Låt oss titta närmare på hur den fungerar rent kemiskt. Det mesta går nämligen att beskriva och förstå med hjälp av kemi. Du är uppbyggd av kemiska ämnen och allt du gör, från musklernas rörelse till tankarna i hjärnan, är kemiska reaktioner. Att vi måste andas, hålla en jämn kroppstemperatur, dricka vatten och äta mat för att överleva beror också på kemi och kemiska reaktioner.

Tre-regeln bygger på kemi

Vår kropp är helt och hållet beroende av hjärnan. Det är i hjärnan vårt medvetande sitter. Om hjärnan dör är vi döda även om många organ kan fungera i flera timmar efter det att vi dött. Vår hjärna behöver stora mängder energi för att fungera. Energin kommer från bland annat kolhydrater vi äter. Exempel på råvaror som innehåller kolhydrater är socker och mjöl. För att vi ska kunna använda energin i kolhydraterna krävs syrgas. Både syrgas och kolhydrater transporteras med hjälp av blodet till hjärnan. Det är här tre-regeln kommer in. Om hjärnan inte får syrgas får hjärnan ingen ny energi och slutar att fungera. Redan efter ett några minuter kan vi få allvarliga hjärnskador.

Rent kemiskt, är liv inte något annat än en kombination av kemiska reaktioner. Det är otroligt många olika kemiska reaktioner som äger rum i din kropp just nu. När ditt hår växer är det ett ämne som heter keratin, som bygger upp håret. Keratin bildas i speciella celler i hårbotten. I din magsäck finns det celler som ger ifrån sig saltsyra som hjälper till att bryta ner maten. Varje gång du andas binder syrgasmolekyler till ett ämne som heter hemoglobin. Kemi handlar bland annat om att förstå hur sådana kemiska reaktioner fungerar. För det mesta fungerar allt som det ska och då mår vi bra. När vi blir sjuka kan kroppen i de flesta fall läka sig själv, men ibland behöver vi hjälpa kroppen att bli frisk med läkemedel. Många kemister arbetar med att utveckla nya läkemedel.

Tre-regeln säger att vi kan överleva tre timmar utan skydd i kyla eller värme. Anledningen är att kemiska reaktioner är beroende av temperaturen. När temperaturen stiger går reaktionerna snabbare. När temperaturen sjunker går de långsammare. Vår normala kroppstemperatur är 37 °C. Då går alla kemiska reaktioner lagom fort. Om kroppstemperaturen sjunker ett par grader kommer de kemiska reaktionerna i hjärnan att gå långsammare och då fungerar hjärnan sämre. Vid en kroppstemperatur på 26 °C går de kemiska reaktionerna i hjärnan så långsamt att de flesta människor blir medvetslösa. På samma vis klarar vi inte heller för höga temperaturer. Redan vid 38 °C känner de flesta sig ganska sjuka. Om kroppstemperaturen stiger till 42 °C börjar skadorna bli så stora att vi kanske inte överlever.

Vår kropp består till ungefär 60 % av vatten. Vatten är ett fantastiskt ämne som är viktigt för att kemiska reaktioner ska ske och för att transportera syrgas och näring. Eftersom kroppen hela tiden ger ifrån sig vatten då vi svettas och som vattenånga i utandningsluften är det viktigt att vi också fyller på med ny vätska. Om vi inte dricker något kommer vi bli uttorkade. Det går ganska fort. De flesta människor klarar sig bara några dagar utan vatten. Däremot behöver vi inte vara särskilt oroade över att svälta ihjäl. Vi har lagrat kolhydrater, fett och protein i kroppen. Vi kommer att vara hungriga men energin räcker i flera veckor.

 

 

Vi kan se på kemi på olika vis

 

För att vi ska förstå hur kroppen fungerar krävs att vi lär oss mer om kemiska ämnen och kemiska reaktioner. Du kan se på kemi på tre olika sätt. Ett sätt är det du kan uppfatta med dina sinnen. Det kallas för makro-nivå. Vatten är till exempel en färglös vätska utan någon speciell smak eller lukt. Ett annat sätt att se på kemi kallas för submikro-nivå. Då använder vi en modell av verkligheten. I denna modell antar vi att vatten består av partiklar som kallas för vattenmolekyler. Vattenmolekylerna är oerhört små. Ett dricksglas kan innehålla en miljon miljarder miljarder vattenmolekyler. Vattenmolekylerna består i sin tur av atomer av syre och väte. Genom att förstå hur vattenmolekyler fungerar kan vi också förstå egenskaper på makronivå, till exempel varför vatten är en vätska vid rumstemperatur.

 

Slutligen kan vi beskriva kemiska ämnen med hjälp av kemiska tecken och bilder. Syreatomer betecknas till exempel med bokstaven O. Väteatomer med bokstaven H. Vatten består av två väteatomer och en syreatom och får alltså den kemiska formeln H2O. Detta kallas för symbol-nivå.

 

Kemiska ämnen är uppbyggda av atomer

En atom är oerhört liten. En kolatom är till exempel omkring 70 pikometer stor. En pikometer är en miljondels miljondels meter. Ifall vi skulle lägga kolatomer i en rad skulle det krävas 150 miljoner stycken för att raden skulle bli 1 centimeter.

 

Atomen består av en atomkärna och elektroner. Elektronerna är negativt laddade och kretsar runt atomkärnan. Atomkärnan består av ett visst antal protoner och neutroner. Protoner är positivt laddade och neutroner är oladdade. Antalet protoner bestämmer vilket atomslag det är frågan om. Ett grundämne är ett ämne som bara innehåller ett atomslag. Alla atomer i ett grundämne har alltså lika många protoner. Det finns lika många elektroner som protoner i varje oladdad atom. Antalet neutroner kan dock variera.

Idag känner vi till 118 olika grundämnen. Av dessa finns drygt 90 i naturen. Resten är tillverkade av människan. De flesta grundämnen är metaller. Koppar, järn och guld är exempel på metaller. De grundämnen som inte är metaller kallas för icke-metaller. Syre, svavel och brom är exempel på icke-metaller.

 

Det är väldigt sällan vi träffar på atomer som inte är bundna till andra atomer. Ett exempel är en ballong med helium. Helium är det näst lättaste grundämnet och det består av atomer som inte är bundna till andra atomer. En ballong fylld med helium stiger medan en ballong med luft ligger kvar på golvet.

 

I de allra flesta fall sitter atomer ihop med andra atomer och bildar då kemiska ämnen. Även rena grundämnen, som bara består av ett atomslag, är ofta uppbyggda av flera atomer som sitter ihop och bildar molekyler.

 

 

Syrgas består av två atomer av atomslaget syre. Grundämnet svavel kan bestå av ringar uppbyggda av åtta svavelatomer, ungefär som pärlor på en tråd. I en molekyl delar atomerna elektroner med varandra. Det kallas för kovalenta bindningar. Kovalenta bindningar är starka.

De flesta molekyler är uppbyggda av flera olika atomslag. Strösocker är ett exempel på ett ämne som består av molekyler uppbyggda av atomslagen kol, syre och väte. När vi häller socker i vatten kommer sockermolekylerna att lösa sig i vattnet. De kovalenta bindningarna mellan atomerna i sockermolekylen bryts inte och det uppstår inga laddningar. Däremot kommer varje sockermolekyl att bilda många svaga bindningar till vattenmolekyler.

 

Salter består inte av molekyler utan av joner som är laddade partiklar. Vanligt bordssalt består av natriumjoner och kloridjoner och har den kemiska formeln NaCl. Salt löser sig i vatten. Då kommer jonerna att omges av vattenmolekyler.

 

Saltvatten och sockerlösning är exempel på blandningar. Saltvatten består alltså av natriumjoner, kloridjoner och vattenmolekyler. Sockerlösning består av sockermolekyler och vattenmolekyler.

 

En annan slags blandning kallas uppslamning. Dessa kännetecknas av att det är större partiklar som flyter runt i vattnet och som faller till botten om vi låter blandningen stå utan omrörning. Detta kallas för att partiklarna sedimenterar. Lera, varm choklad och Falu rödfärg är exempel på uppslamningar.


Kemi handlar om att förstå hur olika kemiska ämnen är uppbyggda, vilka egenskaper de har och hur de kan omvandlas till andra kemiska ämnen. När ett ämne omvandlas till ett annat sker en kemisk reaktion. Tre-regeln som beskrevs i början av detta avsnitt kan alltså förklaras med kemi. Kemiska ämnen kan också binda till varandra. Det är grunden för hur våra sinnen fungerar. Det ska vi utforska i de kommande avsnitten.

Quiz - Att leva och överleva

Vid den här kroppstemperaturen går de kemiska reaktionerna i hjärnan så långsamt att de flesta människor blir medvetslösa.

Hur länge överlever du utan syre?

Kemi kan ses på tre olika sätt. Vad kallas det när kemi beskrivs med kemiska tecken och bilder?

Hur påverkas en kemisk reaktion om det blir varmare?

Vilket alternativ är ett exempel på makronivå?

Varför har vatten den kemiska beteckningen H2O?

Vad kallas den oladdade partikeln i atomkärnan?

Kemi kan ses på tre olika sätt. Vad kallas den kemi som du kan uppfatta med dina sinnen?

Vid den här kroppstemperaturen börjar skadorna bli så stora att vi kanske inte överlever.

Hur länge överlever du utan vatten?

Uppgifter - Att leva och överleva

Förklara och beskriv
  1. Ge exempel på några olika kemiska reaktioner som pågår i din kropp just nu.

  2. Kemi kan beskrivas på tre olika sätt. Förklara vad de olika sätten innebär: makro-nivå, submikro-nivå, symbol-nivå.

  3. Skriv några egna exempel som visar hur kemi kan beskrivas på makronivå, submikronivå och symbolnivå.

  4. Titta på filmen under rubriken "Kemiska ämnen är uppbyggda av atomer". Förklara sedan vad en atom är och hur den är uppbyggd.

  5. Skriv en förklarande text till filmen med ballongerna.

  6. Ge exempel på några kemiska ämnen.

  7. Skriv ner så många olika ämnen som du kan komma på.
    a) Vilka av dessa är grundämnen?
    b) Vilka av dessa är metaller?
    c) Vilka är icke-metaller?
    d) Vilka är kemiska ämnen?

  8. När du häller en tesked socker i en kopp med varmt te dröjer det bara några sekunder innan sockerkornen inte syns mer. Förklara vad som har hänt.

  9. Beskriv vad som händer med saltkornen då du saltar det kokande pastavattnet.

  10. I en kopp varm choklad som har fått stå orörd en stund kommer det ligga ett lager kakao på botten av koppen. Förklara hur det kommer sig.

  11. Skriv en sammanfattning av vad kemi handlar om.

Argumentera och resonera
  1. Nu när du känner till hur en vattenmolekyl är uppbyggd. Hur tror du då att följande ämnen är uppbyggda: CO2, H2, NaCl, S8?

  2. Vilka fördelar finns med att beskriva kemi med hjälp av makronivå, submikro-nivå och symbol-nivå?

  3. Det är bara 90 av de 118 grundämnena i periodiska systemet som finns i naturen. Resten är tillverkade av människan. Hur kommer det sig att inte alla grundämnen finns i naturen?

  4. Hur hade du reagerat om du gick vilse i skogen? Fundera över olika situationer. Kanske olika långt bort från bebyggelse, olika väder, olika årstider. Vilken del av tre-regeln är viktigast vid de olika situationerna?

  5. Vilka naturvetenskapliga argument finns för och emot dessa påståenden:
    a) Kroppen kan vänja sig vid kyla.
    b) Det går att tillverka hur många nya grundämnen som helst.

Ta reda på
  1. Ta reda på vad som händer i din kropp om du får feber på över 40 °C.

  2. Ta reda på vad som händer i din kropp om din kroppstemperatur skulle sjunka till under 30 °C.

  3. Räkna ut hur många pikometer lång du är.

  4. Ta reda på hur makro-nivå, submikro-nivå och symbol-nivå ser ut för de här ämnena: vatten, koldioxid, koppar, bordssalt, helium, socker, svavel.

  5. Luft är inte ett ämne utan består av många olika ämnen. Ta reda på vilka ämnen som finns i luft.

  6. Alla grundämnen finns samlade i det periodiska systemet. Ta fram ett periodiskt system. Hur många grundämnen känner du igen?

  7. Ta reda på hur det går till när nya grundämnen skapas.

  8. I Sverige finns det många äventyrare. Några av dem har varit på expedition till Nordpolen där det blir riktigt kallt. Andra har vandrat i öknar där det är torrt och väldigt varmt. Ta reda på hur någon av dessa äventyrare förbereder sig och sin kropp inför ett äventyr.

  9. Många fridykare kan hålla andan i tre minuter. Ta reda på hur fridykare förbereder sin kropp inför ett dyk.