die geschichte der chemie ws: 07/08 von christian meyer experimentalvortrag
TRANSCRIPT
Die Geschichte der Die Geschichte der ChemieChemie
WS: 07/08WS: 07/08Von Christian MeyerVon Christian Meyer
ExperimentalvortragExperimentalvortrag
Übersicht
1. Anfänge der Chemie
2. Alchemie
3. Chemie und Handwerk
4. Phlogiston Theorie
5. Moderne Chemie
6. Feuer und Feuerwerk
Erste chemische “Entdeckungen“
Vor mehr als 5000 Jahren bereits Wissen über die Veränderung von Materie
Offenbarte Menschen spirituelle Weisheiten
Theorien über das Geschehen in Himmel und Erde
Die Anfänge der Alchemie
“Dunkles Zeitalter“ der Wissenschaft
Von Babyloniern, Ägyptern, Griechen bereits intensiv
betrieben
4 Elemente Theorie Vierelementen- und
Transmutationslehre von Aristoteles
(384-322 v. Chr.) aufgestellt
Nur vier Elemente: Feuer, Luft, Wasser und Erde
4 Ureigenschaften
Schwefel-Quecksilber-Theorie4 Elemente
(Feuer, Erde, Wasser, Luft)
3 PrinzipienSchwefel,
Quecksilber & Salz
Metalle
• Ca. 9. Jh. n. Chr.
• Schwefel bestimmt Farbe und Brennbarkeit
• Quecksilber bestimmt metallischen Charakter
Der Stein der Weisen
lat.: „Lapis philosophorum“ arab.: „El Iksir“
benötigter Stoff für Transmutation
„Aurum Potabile“ Mittel gegen jede Krankheit und gegen das Altern
Versuch 1: Herstellung von “Gold“
=+
Oxidation von Zn 0 +2Zn(s) + 4OH-
(aq) → [Zn(OH)4]2-(aq) +2e-
Zn – Reduktion an Cu +2 0[Zn(OH)4]2-
(aq) + 2e- → Zn(s) + 4OH-(aq)
LegierungsbildungCu(s) + Zn(s) → CuZn(s)
Herstellung von “Gold“
Pharmazie
Erkannte Körperfunktionen als chemisch Vorgänge
Latrochemie
Körper besteht aus Schwefel (Seele), Quecksilber (Lebens-Geist) und Salz (Körper)
Wichtige Entdeckungen u.a.:
As (13. Jh. Albertus Magnus) P (17. Jh. Henning Brand)
Arbeitstechniken Destillieren Filtrieren
wiederentdeckt wurde: Porzellan (17. Jh. Johann
Friedrich Böttger) Schwarzpulver
Hennig Brand (1630-1693)
Entdecker des Phosphors (1669)
Dampfte Urin ein
Später Herstellung von Phosphor aus Knochen durch Scheele
Versuch 2: Phosphordarstellung
Reduktion von Calciumphosphat aus Knochenasche
+5 0 +2 0 2Ca3(PO4)2 + 10Mg (s) → 6CaO (s) + 10MgO (s) + P4 (g)
Phosphordampf reagiert mit Luftsauerstoff
0 0 +5 -2 P4 (g) + 5O2 (g) → 2P2O5
Phosphordarstellung
Einsatz chemischer Prozesse im Handwerk
Handwerkliche Interessen im Vordergrund
Metallurgie vor allem für Waffen, Werkzeug
Erste Veredlungen von Grundnahrungsmitteln (z.B. Aufkommen der Backkünste, Brauereien)
Färbetechniken
Sehr früh anorganische Pigmente zur Färberei
Indigo noch heute für “Blue Jeans“
Krapp bedeutendster roter Farbstoff des Altertums
Versuch 3: Historische Darstellung von “Berliner Blau“
Berliner Blau
K+ + [FeIII(CN)6]3- + Fe2+ →K[FeIIIFeII(CN)6]
(lösliches “Berliner Blau“)
Hämoglobin
Carl Wilhelm Scheele (1742 – 1786)
Revolution in der Phosphorherstellung
Blausäure aus “Berliner Blau“
Stirbt an HCN-Vergiftung
Holocaustleugnung
Leuchter-Report
“Berliner Blau“ bildete sich nicht in den Gaskammern
Daher angeblich kein Einsatz von “Zyklon B“
Robert Boyle (1627 - 1691) Chemische Lehre unzulänglich
Mitbegründer der Analytischen Chemie
“The Sceptical Chemyst“
p . V = const
Phlogistontheorie
Vom griechischen “phlogistos“ = verbrannt
Begründer Chemiker Georg Ernst Stahl (1659 - 1734 )
Phlogiston Bestandteil von Materie
Entweicht bei Verbrennungen Keine, oder negative Masse
Versuch 4:Verbrennen von Eisenwolle
Phlogiston Eisen wird oxidiert 0 0 +3 +2 +3 -2
3 Fe + 2 O2 → Fe(FeFe)O4
Nach Stahls Auffassung: Eisen → Eisenkalk + Phlogiston
Masse nimmt jedoch zu
Wege in die moderne Chemie Entdeckungen vieler Gase (“Äther“) durch pneumatische Wanne Durchbruch durch Joseph Black (1756)
Gase an chemischen Reaktionen beteiligt
Sauerstoff, von Priestley als “dephlogisierte Luft“ bezeichnet
Lavoisier (1743 - 1794) Vater der modernen Chemie
Sauerstoff an Reaktion beteiligt
Phlogistontheorie durch Redoxtheorie abgelöst
Wasser ist kein Element
Gesetz der Erhaltung der Masse (1789)
Versuch 5: Gesetz der Erhaltung der Masse
Silberfällung
I- (aq) + Ag+ (aq) → AgI (s)
Masse bleibt vor und nach dem Wiegen gleich
Gesetz der Erhaltung der Masse
Bei chemischen Reaktionen ändert sich die Gesamtmasse der beteiligten Stoffe nicht. Es geht also weder Masse verloren, noch kommt welche hinzu. [Lavoisier; Ende des 18.Jhd.]
Chemie für das Volk
Marktplatzchemie
Chemie wichtiges Instrument zum Chemie wichtiges Instrument zum Aufmerksamkeit gewinnenAufmerksamkeit gewinnen
Viele Hochstapler, aber auch große Viele Hochstapler, aber auch große ExperimentierkünstlerExperimentierkünstler
Lavoisier verbrennt Diamant auf Lavoisier verbrennt Diamant auf MarktplatzMarktplatz
Demo 1: Chemische Gärten
Feuer und Feuerwerk„Raketen rauschten auf, Kanonenschläge donnerten, Leuchtkugeln stiegen, Schwärmer schlängelten und platzten,Räder gischten, jedes erst einzeln und dann gepaart, dann alle zusammenund immer gewaltsamer hintereinander und zusammen“
Johann Wolfgang von Goethe, Die Wahlverwandschaften,1809
Feuer und Feuerwerk
In Jahrtausenden nie an Faszination verloren
Vor über 1000 Jahren Erfindung des Schwarzpulvers in China
Kenntnis im 13 Jh. nach Europa gebracht
Versuch 6: “Magische“ Flamme
“Magische Flamme“
0 -3 +5 0 +2
Zn + NH4NO3 → N2 + ZnO + 2 H2O
Stark exotherme Zerfallsreaktion
(katalysiert durch Ammoniumchlorid)
Entdeckung des Kaliumchlorats Lavoisiers Theorie: Alle Säuren enthalten
Sauerstoff!
Rivale/Freund Berthollet suchte nach Sauerstoff in Säuren
Darstellung des „oxygenierten Murrats der Pottasche“
Sprengpulver-Zusatz für französische Armee
Schulrelevanz des Themas Historische Aspekte 7
Stoffe werden verändert - Die chemische Reaktion Reaktionen von Metallen und Nichtmetallen mit
Luft (Sauerstoff) Gesetz von der Erhaltung der Masse
8 Salze, Elektrolyse und Ionenbegriff Chemische Formeln und Reaktionsgleichungen Oxidationszahlen
Schulrelevanz des Themas
9 Säuren und Laugen Wasser als Reaktionspartner
10 Der Redoxbegriff Elektrochemische Spannungsquellen Elektrolyse
Demo 2: Buntes Feuer