Johan Gadolin

Johan (Johannes Jacobi) Gadolin (5. kesäkuuta 1760 Turku – 15. elokuuta 1852 Mynämäki) oli suomalainen  kemisti, fyysikko ja mineralogi. Gadolin löysi alkuaine yttriumin vuonna 1794, ja laajemmin hänen työnsä johti harvinaisten maa­metallien eli lantanoidien löytämiseen. Hän oli toinen kemian professori Suomessa ja häntä pidetään Suomen kemiantutkimuksen isänä. Gadolin vaikutti myös suomalaiseen teollisuuteen; hän oli mukana Suomen Talousseuran perustamisessa ja toimi siinä aktiivisesti. Seurassa Gadolin esitti muun muassa käsityö- ja manufaktuurikoulujen perustamista Suomeen. Tämä oli ensi askel teknisen opetuksen aloittamiseksi Suomessa.

Elämäkerta

Sukutausta ja nuoruus
Gadolinin äidinpuoleinen isoisä Johan Browallius oli Carolus Linnaeuksen oppilas, Ruotsin tiedeakatemian esimies (preses) ja sittemmin Turun piispa ja Turun Akatemian fysiikan ja teologian professori. Johan Gadolinin isänisä oli pappi, joka oli ottanut sukunimekseen Gadolin, joka perustuu hepreankieliseen suurta tarkoittavaan sanaan גדול (gadol). Johan Gadolinin isä Jakob Gadolin taas oli Turun Akatemian astronomian ja fysiikan professori, sittemmin teologian professori ja edelleen Turun piispa.

Opinnot ja opintomatka Eurooppaan
Johan Gadolin sai 5-vuotiaasta alkaen yksityisopetusta päivittäin kymmenen tunnin ajan. Opiskelu oli suurimmaksi osaksi ulkomuistiin opettelemista, joka oli Gadolinille kaikkein vaikeinta. Gadolin itse muisteli myöhemmin, että ”muistini ei ollut kaikkein nopein”. Yliopisto-opinnot hän aloitti 15-vuotiaana. Tuohon mennessä hän oli jo lukenut Eukleideen ja Arkhimedeen teoksia. Jakob-isä rohkaisi poikaansa opiskelemaan matematiikkaa, mutta Johan itse tunsi, että matematiikan vaatima ankara keskittyminen sai hänessä aikaan huimausta. Niinpä Gadolin päätti valita kemian opinnot, koska se oli kiinnostavampaa ja helpompi aine. Akatemiassa hän kuunteli Suomen ensimmäisen kemian professorin Pehr Adrian Gaddin luentoja sekä myös fysiikan ja kasvitieteen luentoja. Gadolin oli innokas opiskelemaan kemiaa, sillä hän luki jokaisen kemiaan liittyvän kirjan, jotka olivat hänen isänsä kirjastossa sekä ne, jotka professori Gadd lainasi hänelle.

Pian 19 täytettyään Gadolin siirtyi Uppsalan yliopistoon opiskelemaan tutkimusmenetelmiä tunnetun analyyttisen kemistin ja yliopiston johtavan kemianopettajan Torbern Bergmanin ohjauksessa. Uppsalassa hän tutustui orgaaniseen kemiaan. Hän julkaisi raudan analyysiä käsitelleen pro excertio -väitöskirjansa De analysi ferri vuonna 1781 ja pro gradu -väitöskirjan otsikolla De problemato catenario vuonna 1782 (nykyisen kaltaista väitöskirjaa ei tuolloin tunnettu). Gadolinista tuli filosofian maisteri 1782.

Gadolin palasi Turkuun vuonna 1783 ja lähti kaksi vuotta myöhemmin opintomatkalle Keski-Eurooppaan. Hän kävi Tanskassa, Saksassa, Alankomaissa sekä Isossa-Britanniassa. Lisäksi hän tutustui Göttingenin, Amsterdamin, Lontoon ja Dublinin yliopistoihin sekä kaivoksiin Saksassa, Englannissa ja Irlannissa. Gadolin osasi kirjoittaa latinaa, saksaa, venäjää, englantia, ranskaa ja ruotsia. Näin hän pystyi matkallaan tutustumaan aikansa suurimpiin kemisteihin sekä luomaan antoisia yhteyksiä tieteilijöihin. Erityisesti tutustuminen saksalaiseen Lorenz Crelliin ja brittiläiseen Adair Crawfordiin olivat hedelmällisiä. Pisimpään Gadolin viihtyi Lontoossa, jossa hän työskenteli Crawfordin ja  myös Richard Kirwanin kanssa sekä osallistui muutamiin Royal Societyn kokouksiin. Gadolin liittyi vapaamuurareihin Lontoossa.

Tutkimukset

Gadolin teki merkittäviä tutkimuksia usealla eri tieteenalalla, esimerkiksi termodynaamisten mittausten ja maametallien parissa.

Lämmön siirtymistä koskevat tutkimukset

Gadolin jatkoi skotlantilaisen kemistin ja lääkärin Joseph Blackin 1760-luvulla aloittamaa työtä, joka koski lämmön ja kemiallisten muutosten välistä yhteyttä, ja erityisesti sitä, kuinka paljon lämpöä eri aineiden lämpötilan muuttamiseen tarvitaan (ominaislämpö), sekä lämmön absorptiota olomuodonmuutosten yhteydessä (latenttilämpö). Nämä termokemian tutkimukset olivat hyvin vaativia mittaustarkkuuden kannalta. Gadolin julkaisi merkittäviä ominaislämpöä käsitteleviä tutkimuksia vuoteen 1784 asti, ja vesihöyryn latenttilämpöä koskevan tutkimuksen vuonna 1791. Hän osoitti että jään ja lumen ominaislämpökapasiteetit vastaavat toisiaan, sekä julkaisi taulukot eri aineiden ominaislämpökapasiteeteista. Yksi merkittävä seuraus Gadolinin työstä oli, että hänen kokoamiensa taulukoiden avulla oli mahdollista määrittää lämpötilan absoluuttinen nollapiste eli alin mahdollinen lämpötila.

Yttriumin löytäminen
Gadolinista tuli maailmalla tunnettu kemisti, kun hän löysi ensimmäisen niin sanotun harvinaisen maametallin. Hän sai vuonna 1792 käsiinsä Ytterbyn kylästä Tukholman saaristosta löytynyttä mustaa, raskasta mineraalia. Ennen Gadolinia samaa mineraalia olivat turhaan yrittäneet analysoida kokeneet kemistit Bengt Reinhold Geijer (1758–1815) ja Sven Rinman (1720–1792). Gadolinin huolelliset tutkimukset osoittivat, että mineraalissa oli uusi, alumiini- ja kalsiumoksidia muistuttava maametallioksidi. Se nimettiin löytöpaikan mukaan yttriaksi eli yttriumoksidiksi. Alkuaine yttriumin eristi Friedrich Wöhler vuonna 1828.

Gadolin esitti ensimmäisenä, että tinalla voi olla kaksi hapetusastetta. Vuosina 1787–1803 Gadolin julkaisi yhteensä 37 julkaisua Crellin toimittamassa Crells chemische Annalen-aikakauslehdessä. Hän muun muassa määritteli ominaislämmön ja laati oman mineraalijärjestelmän. Ominaislämpötutkimuksia hän teki myös Crawfordin kanssa. Tulokset julkaistiin Uppsalan tiedeseuran sarjassa vuonna 1792.

Virat ja perhe
Gadolin nimitettiin Turun Akatemian ylimääräiseksi kemian professoriksi vuonna 1785. Tätä aiemmin hän oli ollut Uppsalan yliopistossa kemian professorina entisen opettajansa Bergmanin kuoltua. Pehr Gaddin kuoltua 1797 Gadolin pääsi varsinaiseksi kemian professoriksi Turkuun. Hän järjesti laboratorioharjoituksia opiskelijoille, mikä ei siihen aikaan ollut yleistä muissakaan maissa. Gadolin jopa antoi oman laboratorionsa opiskelijoiden käyttöön. Gadolin myös kannatti Antoine Lavoisierin palamisteoriaa, joka perustuu palavan aineen ja  hapen yhdistymiseen. Hänen kirjoittamansa Inledning till Chemien (Johdatus kemiaan) vuodelta 1798 oli ensimmäinen pohjoismainen kemian oppikirja, jossa kyseenalaistettiin flogiston-teoria ja hapen roolia palamisreaktiossa käsiteltiin nykyaikaisella tavalla Lavoisierin järjestelmän mukaisesti.

Gadolin oli Turun Akatemian rehtori kahteen otteeseen. Häntä voidaan pitää Suomen Talousseuran varsinaisena alkuunpanijana. Hän toimi myös yrittäjänä. Gadolin oli perustamassa Turun Soitannollista Seuraa vuonna 1790. 

Vuonna 1794 Gadolin avioitui Hedwig Magdalena Thielmanin kanssa, ja parille syntyi yhdeksän lasta. Muun muassa professori Jakob Algot Gadolin ja meriupseeri, valtiopäivämies Nils Anders Gadolin olivat hänen poikiaan. Thielmanin kuoltua hän nai vuonna 1820 Ebba Katariina Palanderin.

Gadolin erosi professorin virasta täysin palvelleena vuonna 1822. Turun palon jälkeen 1827 Gadolin lopetti tutkimuksensa ja muutti Mynämäelle, jossa kuoli 25 vuotta myöhemmin 92-vuotiaana.

Kunnianosoitukset 

Gadolinin tutkima mineraali nimettiin gadoliniitiksi vuonna 1800. Alkuaine gadolinium, joka löydettiin 1880, on sekin saanut nimensä Gadolinilta. Alun perin Gadolinin mukaan nimettiin itse asiassa gadoliniumin oksidi, gadolinia. Suomalaisten Kemistien Seura jakaa kultaista Gadolin-mitalia, jonka on suunnitellut Emil Wikström vuonna 1936. Mitali on vuoteen 2004 mennessä annettu tunnustukseksi kymmenelle ansioituneelle kemistille. 

Gadolinista on julkaistu juhlapostimerkki vuonna 1960. Åbo Akademin teknillisen tiedekunnan päärakennus on nimeltään Gadolinia. Helsingin yliopiston kemian laitoksen vieressä on Gadolininkatu. Lisäksi Helsingin yliopiston kemian laitoksessa Kumpulassa toimiva opetuslaboratorio Kemianluokka Gadolin on nimetty Johan Gadolinin mukaan.

Suomen Radiologiyhdistys järjesti 15.6.2010 symposiumin Johan Gadolinin syntymän 250-vuotisjuhlan kunniaksi IRPA-konferenssin (International Radiation Protection Association) yhteydessä Finlandia-talossa.

Lähteet

Kirjallisuutta
Hjelt–Tigerstedt: Johan Gadolin 1760–1852. In memoriam. Wissenschaftliche Abhandlungen Johan Gadolins in Auswahl. Acta Soc. Sci. Fennica 39 (1910).
Kemia-Kemi 2/1982 (s. 85–88), 12/1985 (s. 1112–1115), 5/2002 (s. 24–25), 8/2004 (s. 16–17).
 Koskikallio, Jouko: Johan Gadolin. Tieteessä tapahtuu 6/2010, s. 23–24.

 Pyykkö, Pekka – Orama, Olli: Johan Gadolin's 1788 paper mentioning the several oxidation states of tin and their disproportionation reaction. New J. Chem. 12 (1988) 881–883; 13 (1989) 269.
 Pyykkö, Pekka – Orama, Olli: What did Johan Gadolin actually do? Episodes from the History of the Rare Earth Elements, s. 1–12. Toimittanut C. H. Evans. Kluwer, Dordrecht 1996.

Aiheesta muualla 

 Ytterbyn musta kivi. Helsingin yliopisto.
 Johan Gadolin.  Turun Kemistikerho.
 Kemianluokka Gadolin.
 

Suomalaiset fyysikot
Suomalaiset kemistit
Suomalaiset mineralogit
Turun akatemian professorit
Turun akatemian rehtorit
Suomalaiset vapaamuurarit
Vuonna 1760 syntyneet
Vuonna 1852 kuolleet
Suomalaiset professorit