Die Geschichte der Chemie WS: 07/08 Von Christian Meyer Experimentalvortrag

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