David Kostenwein
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Chemie in ihren Anfängen

 

Chemie, ... Chemie ist eine Wissenschaft, das ist einmal klar. Sie beschäftigt sich mit irgendwelchen kochenden bunten Säften, oder war da noch mehr?

Chemie ist für die meisten Laien ein sehr abstrakter Begriff. Ich startete einmal den Versuch, meiner kleinen Schwester den Begriff „Chemie“ näherzubringen: „Alles auf der Welt besteht aus sooo kleinen Teilchen, dass man sie gar nicht sehen kann.“, „Warum?“, „Ähh?!!!“

Auch als Chemieschüler fällt einem die treffende Definition etwas schwer. Da hilft das Wörterbuch schon ein bisschen weiter: „Chemie, Lehre von den Elementen und Verbindungen“. Soweit so gut, aber wie, warum, seit wann und wer?

Ich werde versuchen einen kleinen Einblick in die Wissenschaft und ihre frühen Anfänge zu geben, ohne auf komplexe chemische Formeln oder schwierige Fachbegriffe zurückzugreifen.

 

Chemie spielt sich nicht nur in Laboratorien, Fabriken oder Schulen ab, Chemie begleitet unser ganzes Leben. Ohne Chemie kein Leben! Die Chemie prägt die Natur weit stärker, als uns bewusst ist und hilft uns sie zu verstehen. Das Rosten, eine brennende Kerze und ein sich rötender Apfel sind nichts anderes als chemische Reaktionen.

Alles auf dieser Erde, ob fest, flüssig oder gasförmig, bestehen aus chemischen Stoffen. Jeder Stoff hat, wie jeder Mensch, verschiedene Eigenschaften, wie zum Beispiel Farbe, Kristallform, Härte, Verformbarkeit und Leitfähigkeit. Erst die Kombination aller dieser Eigenschaften definieren einen chemischen Stoff.

Zur Zeit sind weit über 13 Millionen Stoffe bekannt, die alle aus 90 natürlichen Elementen, wie Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff, bestehen,. Der Begriff „Stoff“ reicht weit in unseren Alltag hinein: Treibstoff, Rohstoff, Kunststoff, Farbstoff, usw. Auch der Stoffwechsel ist eine chemischen Reaktion und macht jegliches Leben erst möglich.

Eine chemische Reaktion passiert dann, wenn sich ein Ausgangsstoff durch die Anwesenheit eines anderen Stoffes, Energiezufuhr oder einer Temperaturänderung verändert.

Das Atom (=das Unteilbare) ist die kleinste chemische Einheit und mit chemischen Mitteln nicht weiter zerlegbar. Schon Leukipp und sein Schüler Demokrit philosophierten über die Atome (ca.400 v. Chr.).

Als Wissenschaft gilt die Chemie seit etwa 1700, doch schon im Altertum und davor nutzte man chemische Prozesse um sich das Leben zu erleichtern.

 

Altertum

Im Vordergrund standen handwerkliche Interessen, die zu einem ersten Einsatz von chemischen Prozessen bereits vor mehr als 5000 Jahren führten.

Veredelung von Grundnahrungsmitteln (z.B. Aufkommen der Backkünste, Brauereien)

Entwicklung von alltäglichen Gebrauchsgegenständen (z.B. Töpfereien)

Entwicklung von Heilmitteln

Erzeugung von Metallen aus Erzen - Ägyptische Metallhandwerker konnten  durch Erhitzen des Mineralgesteins Malachit mit Holzkohle Kupfer herstellen.

Verbesserung der Gold  und Silberbearbeitung - Man fand heraus, dass Glühen von Gold mit Kohlenstaub den Schmelzpunkt des Goldes erheblich erniedrigte. Der Grund dafür ist, dass beim Glühen der Gold-Kohlenstoffverbindung mit verhältnismäßig niedrigem Siedepunkt (der sogenannte Goldcarbid) der Kohlenstoff entweicht und die zusammengelöteten Objekte schließlich aus reinem Gold bestehen.

Einbalsamierungen - Die Leichen wurden ausgenommen, in einer Salzlake behandelt und schließlich die Oberflächen mit feinen Asphaltschichten stabilisiert.

Färbungen - Man kannte schon einige Substanzen, die zum Färben benutzt werden konnten: Kreide, Gips ( kristallwasserhaltiges Calciumsulfat), Ruß über Zinnober (Quecksilbersulfid, wichtigstes Quecksilbererz) , Malachit, Ultramarin bis hin zu einfachen Syntheseverfahren, bei denen z.B. Grünspan durch Einhängen von Kupferplatten in Essigdämpfe gewonnen wurde. Auf ägyptischen Keramiken fand sich Kobaltblau, das beim Brennen von Kobaltverbindungen und weißem Ton entsteht.

 

Antike

Schon um 300 bis 600 vor Chr. forschten griechische Wissenschaftler nach Erklärungen für die Natur:

.

Feuer

.

Erde

die vier Elemente

Luft

.

Wasser

.

 

Laut Aristoteles bestehen alle Elemente und deren Verbindungen aus einer Ursubstanz, es gibt aber keine Atome. Jede Materie entwickelt sich von einer unreifen zu einer erwachsenen Form. Daher  glaubte man bis ins Mittelalter, die Mineralien in den Bergen würden nachwachsen.
Empedokles (490 -  430 v. Chr.) erklärte, alle Stoffe bestünden aus vier Elementen, nämlich Feuer, Erde, Wasser und Luft.

Über die Existenz von Atomen philosophierte erstmals Leukipp und später sein Schüler Demokrit.

Plato glaubte an verschiedene Atome, die sich durch ihre Gestalt unterscheiden.

 

Chemische Waffen

Bereits in der Antike gibt es eine „Chemische Kriegsführung“ wie zum Beispiel den Einsatz von Mischungen aus Hobelspänen und Baumwolle, in Erd- oder Leinöl getränkt, und anschließend in gebrannten Kalk gelegt. Bei leichtem Regen entzündet sich diese Mischung wie von selbst. Gibt man noch Salpeter (KNO3, die Entdeckung des Salpeters wird der altchinesische Alchimie zugeschrieben) dazu, erzeugt die „Bombe“ eine Stichflamme. An Salpeter herrschte kein Mangel, da Kaliumnitrat in der Natur überall dort vorkommt, wo tierische Exkremente auf kalihaltigem Boden verwesen.

Nach der Entdeckung des Schießpulvers (6.- 9. Jahrhundert) erfand man in China bereits um 900 Bomben und Granaten, um 1200 Gewehre und Geschütze.

   

Alchemie

Ende des ersten Jahrtausends hatten die Araber eine führende Rolle in Naturwissenschaften und Medizin inne, studierten und entwickelten wissbegierig die Schriften des Aristoteles weiter, und ließen die damals wenig kenntnisreichen Europäer an ihren Lehren teilhaben. Eine davon war ein neues Verständnis der chemischen Reaktionen und der Metalle. Letztere sollten aus den so genannten ,Prinzipien' Quecksilber - für flüssig - und Schwefel - für brennbar – bestehen (tria prima). Die Reaktionen bestünden darin, dass sich die Mengenanteile der beiden Prinzipien veränderten. Paracelsus führte noch ein drittes Prinzip, das Salz (Festigkeit und Löslichkeit), ein.
Textfeld: Labor eines Alchemisten

Auf der Basis der Lehre von Aristoteles entwickelte sich bald der Glaube, weniger wertvolle Stoffe in den 'König der Metalle', das Gold, umwandeln zu können. In China schätzte man eher die medizinische Wirkung  von Gold (Das Trinken von Goldtinkturen und das Verzehren von Zinnober sollte den Alchimisten den Göttern näher bringen) . In einem Text aus dem Jahr 122 v. Chr. heißt es, dieses Gold sei von kaiserlichem Charakter und befinde sich im Mittelpunkt der Erde. Im Westen brachte die verbissene Suche nach der Goldherstellung die Chemie in Verruf. Seit Beginn der Neuzeit war ziemlich klar, dass es den "Stein der Weisen" (Ein Stoff, der andere Substanzen in Gold verwandeln kann und Krankheiten heilt) nicht gibt und somit jeder "Goldmacher" als Betrüger auftrat.


Obwohl der Stein der Weisen nie gefunden wurde, wurden doch eine Reihe von chemischen Synthesen bekannt, so z.B. von Ammoniak, Schwefelsäure, Salpetersäure, Königswasser (eine Mischung aus Salz- und Salpetersäure, kann Gold und Silber trennen) und Ethanol. Wichtige Entdeckungen
waren auch Produkte wie Pottasche (Kaliumcarbonat,  ältestes bekanntes Reinigungsmittel) und Kalilauge (Lösung von Kaliumhydroxid).

Seit 1200 gehörte die Alchimie fest zum Kulturgut des christlichen Abendlandes. Papst Johannes XXII sagte man übrigens nach, heimlich selbst alchimistische Studien betrieben zu haben und so zu ungeheurem Reichtum gelangt zu sein.

Anfang 1500 wurden alchimistische Werke immer häufiger veröffentlicht und wurden vom breiten Publikum begeistert aufgenommen. Selbst Fürsten begannen damit, in Laboratorien zu arbeiten; es gab zu dieser Zeit kaum mehr aristokratische Häuser in Mittel- und Westeuropa, in denen keine alchimistischen Studien betrieben worden wären. Die Alchmie war nicht länger eine Geheimlehre.

  

So, jetzt kann man sich schon etwas mehr unter der Chemie, und ihre Geschichte vorstellen. Eine passende Erklärung für meine Schwester habe ich trotzdem noch nicht gefunden.

 

 

Quellen:

Grundstock des Wissens

Universal Lexikon

Microsoft Encarta

Chemie aktuell 1

www.tu-dresden.de

www.datacomm.ch/pietro.naro

www.chemieplanet.de

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