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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.
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Veredelung
von Grundnahrungsmitteln (z.B.
Aufkommen der Backkünste, Brauereien)
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Entwicklung
von alltäglichen Gebrauchsgegenständen
(z.B. Töpfereien)
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Entwicklung
von Heilmitteln
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Erzeugung
von Metallen aus Erzen - Ägyptische Metallhandwerker konnten
durch Erhitzen des Mineralgesteins Malachit mit Holzkohle
Kupfer herstellen.
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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.
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Einbalsamierungen
- Die Leichen wurden ausgenommen, in einer Salzlake behandelt und
schließlich die Oberflächen mit feinen Asphaltschichten
stabilisiert.
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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:
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Feuer
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Erde
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Luft
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Wasser
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 | 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.
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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
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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. |
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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.
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