Fächerübergreifendes Projekt: LATEIN - CHEMIE

Ein kurzer Streifzug durch 22 Jahrhunderte chemischer Entwicklung mit lateinischen Originaltexten

Jänner 2011, Manfred Kerschbaumer, Viktor Streicher

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Antike: Aristoteles und Demokrit

In Bezug auf die Naturwissenschaften gab es zwei große Strömungen in der griechischen Antike: Thales von Milet (624-546 v. Chr.) Anaximenes (585-525 v. Chr.) Heratklit (ca. 540-475 v. Chr.) Empedokles (??-434 v.Chr.) Platon (ca. 428-347 v. Chr.)

Aristoteles (384-322 v. Chr.):

Schreibt den Elementen Eigenschaften zu und definiert als 5. Element den allen anderen zugrunde liegenden Äther: die

Quintessenz

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Antike: Aristoteles und Demokrit

In Bezug auf die Naturwissenschaften gab es zwei große Strömungen in der griechischen Antike: Leukipp (* 5. Jhdt. V. Chr.)

Demokrit (460-370 v. Chr.):

„Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter; in Wirklichkeit gibt es nur Atome im leeren Raum.“ Die gesamte Natur besteht aus kleinsten, unteilbaren Einheiten, den Atomen, auch die Seele, die Schönheit……..

unteilbar = ἄ τομος

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2200 Jahre kein wirklicher Fortschritt

Die aristotelische Naturphilosophie setzt sich für die nächsten 2200 Jahre durch, gedanklich wird sie über Ägypten (Alexander d. Große) und Arabien (al chimia) nach Europa (durch die Kreuzzüge) gebracht und mündet dort in der

ALCHEMIE

.

In ihr spielen die 4 Elemente und die Quintessenz eine große Rolle.

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2200 Jahre kein wirklicher Fortschritt Einige (subjektive) Gedanken aus heutiger Sicht:

o o o o Demokrit setzt sich aus Gründen der Unanschaulichkeit nicht durch.

Rom ist an Kriegskunst, Politik und Jurisprudenz interessiert, nicht an der Natur.

Das Mittelalter ist am (christlichen) Gott interessiert, für die Natur nimmt man den bewährten Aristoteles.

Erst mit der Renaissance beginnt eine Neuentwicklung, die 300 Jahre später für die Chemie Klarheit bringt.

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2200 Jahre kein wirklicher Fortschritt Einige (subjektive) Gedanken aus heutiger Sicht:

o o o Die Alchemie hält sich so lange, weil man damit ein gutes (betrügerisches) Geschäft machen kann.

Die Chemie wird deshalb so spät eine exakte Wissenschaft, weil die Beobachtung der Vorgänge so schwierig ist.

Die aristotelischen Elemente könnten so interpretiert werden: Element Erde Wasser Luft Feuer Äther Prinzip fester Zustand flüssiger Zustand gasförmiger Zustand Energie austausch Grund prinzip

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Ausnahme: Albertus Magnus

In der Zeit „finsterer“ Alchemie gibt es eine Ausnahme. Einen Universalgelehrten, der, die aristotelischen Schriften interpretierend, zu ganz neuen, für die Zukunft bestimmenden Erkenntnissen kommt, die seiner Zeit weit voraus sind!

Albert von Lauingen - Albertus Magnus

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Ausnahme: Albertus Magnus

*um 1200 in Lauingen an der Donau † 15. November 1280 in Köln 1622 Seligsprechung 1931 Heiligsprechung Patron der Naturwissenschaftler 1223: Dominikaner, Priester 1243: Sorbonne Lehrer von Thomas von Aquin 1260: Bischof von Regensburg „doctor universalis“

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Ausnahme: Albertus Magnus

Gedanken über die Kausalität: Philosophari enim est, effectus iam cogniti certam et manifestam et veram causam investigare, et ostendere, quomodo illius causa est, et quod impossibile est aliter se habere.

(Natur-) Philosophie zu betreiben bedeutet nämlich, von einer bekannten Wirkung eine nachgewiesene, klar feststellbare und wahre Ursache zu finden, und zu beweisen, auf welche Weise sie die Ursache dieser Wirkung ist, und dass es unmöglich anders sein kann.

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Ausnahme: Albertus Magnus

Vor 800 Jahren wird von Albert die Wichtigkeit des Experimentes als Basis naturwissenschaflticher Erkenntnis entdeckt: Experimentum enim solum certificat in talibus, eo quod de tam particularibus naturis syllogismus haberi non potest.

Allein das Experiment schafft Gewissheit in solchen Dingen, da bei derartigen Einzelfällen im Naturbereich kein logisches Schlussverfahren angewendet werden kann.

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Ausnahme: Albertus Magnus

Die Natur ist für sich selbst das Wichtigste: Nec nos in naturalibus habemus inquirere, qualiter Deus opifex secundum suam liberrimam voluntatem creatis ab ipso utatur ad miraculum, quo declaret potentiam suam, sed potius quid in rebus naturalibus secundum causas naturae insitas naturaliter fieri possit.

Und in den naturwissenschaftlichen Problemstellungen haben wir nicht danach zu fragen, wie Gott der Schöpfer gemäß seinem uneingeschränkten Willen seine eigene Schöpfung zum Wunder verwendet, um seine Allmacht darzustellen, sondern vielmehr was in der Natur entsprechend den ihr innewohnenden Ursachen auf natürliche Weise eintreten kann.

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Alchemie

o o o o o o Name aus dem Arabischen ( ءايميخل ا al-ḫīmiyā‘ oder ءايميكلا al kīmiyā‘) Suche nach dem „Stein der Weisen“, der aus allen Materialien (vor allem unedlen Metallen) Gold macht: “Transmutation“ Suche nach dem Lösungsmittel für alles „Alkahest“ Herstellen eines Alheilmittels „Panacea“ Geheime Sprache, nur für Eingeweihte Wichtige Entdeckungen durch Alchemisten: Porzellan in Europa (Böttger), Phosphor (Brand)

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Alchemie

Die „Goldmacherei“ öffnet natürlich vielen Betrügern Tür und Tor. Auch Albertus Magnus hat zum Goldmachen Stellung genommen, wie aus dem folgenden Text hervorgeht.

Bild: Henning Brand, der Alchemist

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Schwindel beim Goldmachen

Wie man aus Kupfer Gold macht (Versuch 2011, Jahr der Chemie):

„Man taucht einen gereinigten Kupferblock in ein graues, sprudelndes Bad. Nach kurzer Zeit kann man Silber heraus nehmen. Dann hält man das Silber in das reinigende Feuer, siehe da, es wird Gold daraus.“

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Goldmachen

Non autem ignorandum est, quod aurum quasi citrinum et croceum invenitur, quod tamen per decoctionem rubescit propter materialis principii, quod album, magis quam formalis, quod est rubeum, consumptionem.

Propter quod alchimici, volentes aurum facere, student ad elixir rubeum, quod medicinam vocant; et studium eorum est, quod quattuor in se habeat, colorationem videlicet, et penetrationem, et immortalitatem in igne, et consolidatem; et hoc vocant „rubeum solis“.

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Goldmachen

Man darf dabei nicht übersehen, dass es ein gelb- oder safranfarbiges Gold gibt, das dennoch durch Kochen rot wird, wegen der Verminderung des materiellen Grundbestandteils –des weißen

(Quecksilber?)

- in höherem Maße als des formgebenden, welcher der rote ist

(Schwefel?)

.

Deshalb streben die Alchimisten, wenn sie Gold machen wollen, nach dem roten Elixir, das sie „Medizin“ nennen; und das Ziel ihres Strebens ist eine Substanz, die vier Eigenschaften an sich hat: nämlich Färbkraft, Durchdringungskraft, Beständigkeit im Feuer und die Fähigkeit zu verfestigen; und sie nennen es „Sonnenrot“.

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Schwindel beim Goldmachen

Wie man aus Kupfer Gold macht (was wirklich passiert):

Das Bad ist eine Suspension von Zinkpulver in 15%-iger Natronlauge, dabei löst sich in der Hitze das Zink auf: Zn + 2 NaOH + 2 H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2 ↑ Aus dieser Lösung scheidet sich Zn an der Cu Oberfläche ab ( = „Silber“). Beim Erhitzen bildet sich eine Cu-Zn-Legierung:

Messing

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Neuzeit-Renaissance

Eine große Veränderung in der Sicht der Menschen auf die Natur findet um 1500 statt:

Renaissance = Wiedergeburt (der Antike)

Die Menschen gehen weg von traditioneller Voreingenommenheit, das macht sich schnell im Erkenntnisgewinn auf Gebieten bemerkbar, in denen leicht zu beobachten ist:

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Neuzeit-Renaissance

Entscheidend: Johannes Gutenberg (1400-1468), Buchdruck mit beweglichen Lettern (um 1450) Astronomie: Heliozentrisches Weltbild von Nikolaus Kopernikus:

„De Revolutionibus Orbium Coelestium“

(1543 gedruckt) Geographie: Entdeckung der Neuen Welt 1492 Physik: Galileo Galilei 1564-1642 Religion: Martin Luther, 1517 (Thesen) Kunst: Michelangelo Buonarrotti 1475-1564 Universell: Leonardo da Vinci 1452-1519

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Jatrochemie

Nicht alles aus der Alchemie ist schlecht, viel Nützliches wird begonnen.

Ein besonderes Beispiel ist die Jatrochemie, in der die Wirkung von Substanzen auf den Körper untersucht wird. Ihr Erfinder ist Philipus Theophrastus Aureolus Bombast, Edler von Hohenheim, genannt Paracelsus Er stellt fest, dass die Wirkung eines Stoffes nicht nur vom Stoff, sondern auch von der Menge desselben abhängt:

All Ding' sind Gift und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, das ein Ding kein Gift ist.

[

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PARACELSUS

*1493 in Schwaben † 24. September 1541 in Salzburg Arzt, Alchemist und Mystiker zahlreiche Reisen Bezug auf 4 Elemente, Quintessenz, Lapis philosophorum; „Heilungs“-Methoden durch anorgananische Chemie

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PARACELSUS

Betrachten wir drei Verbindungen, die für Paracelsus eine Rolle gespielt haben: Mercurius sublimatus – HgCl 2 Mercurius dulcis – Hg 2 Cl 2 Mercurius vitae – SbOCl Das sehr giftige HgCl 2 gegen wurde äußerlich (Krätze) oder schädliche Insekten angewendet. Selbst dabei gab es gravierende Vergiftungen! Viel weniger giftig, aber ebenso wirksam ist das Hg 2 Cl 2 (dulcis = süß).

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Quecksilberverbindungen

Wirkungen können auch von weiteren Parametern abhängen! Eine köstliche Geschichte aus der Spätantike.

Ausonius ep. 9,6

„in Eumpinam (?) adulteram“

Toxica zelotypo dedit uxor moecha marito, nec satis ad mortem credidit esse datum.

Miscuit argenti letalia pondera vivi, cogeret ut celerem vis geminata necem.

Dividat haec siquis, faciunt secreta venenum; antidotum sumet, qui sociata bibet.

Ergo inter sese dum noxia pocula certant, cessit letalis noxa salutiferae.

Protinus et vacuos alvi petiere recessus, lubrica deiectis qua via nota cibis.

Quam pia cura deum! Prodest crudelior uxor.

Et cum fata volunt, bina venena iuvant.

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Quecksilberverbindungen

Gifttrank reichte dem eifernden Gatten ein buhlerisch Ehweib; meinend jedoch, es sei noch nicht zum Tode genug, mischt sie dazu noch flüssige Last merkurischen Giftes, dass die gedoppelte Kraft schneller ihn stürze zum Tod.

Reichst du getrennt sie dar, sind beides heftige Gifte, doch heilsamer Natur dem, der sie verbunden genießt.

Während nun unter sich selbst in feindlicher Gärung sie kämpften, weichet der tödliche Trank endlich dem heilsameren; und schlüpft es hinab durch des Magens leer Behausung, da, wo die Speise zuletzt sucht den gewöhnlichen Weg.

O ihr sorgenden Götter! Ein allzu tückisches Weib nützt, und, wenn das Schicksal es will, heilt ein gedoppeltes Gift.

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Mercurius vitae

„Mercurius vitae“ ist keine Quecksilberverbindung, sondern Antimonoxychlorid, SbOCl, das für Paracelsus als Verjüngungsmittel eine große Rolle spielte.

Der folgende Text soll dies zeigen:

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„Mercurium Vitae“: Texte (1)

So verjüngt er auch das Gold, bringt dasselbe wiederum in seinen ersten mercurium, und tinctur, und digeriert das wieder zu Gold, so dass wieder ein Metall, gleich dem frühern, daraus wird.

Gleicherweise ist das auch vom Vieh zu verstehen, ebenso vom Menschen und anderem. Wenn der mercurius vitae gebraucht wird, so erneuern sich alle die Glieder, die bei einem Alten verzehrt sind und in einem Jungen wohnen, bringt er alle verlorene Kraft wieder… so dass etwa bei den alten Frauen das menstruum wiederkommt und blüht wie in den jungen, und die Natur der alten dermaßen wie bei den jungen vollkommen ist.

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„Mercurius Vitae“: Texte (2)

Denn das ist so zu verstehen: In dem Mist ist mancherlei Fäule beieinander, von allen Dingen, von Kräutern, von Wurzeln, von Obst, von Wässern und desgleichen von anderen Dingen zusammengesammelt.

Davon kommt es, dass vom Mist gute Äcker und Matten werden, feist, fruchtbar. Und es ist nicht, dass die Fäule ein solches macht, sondern die quinta essentia, die in ihr ist, schlieft in die Wurzeln und gibt dem Gewächs die Kraft, und der corpus, das ist der Mist, verliert sich und geht in nihilum, ins Nichts, und wird in seiner Substanz verzehrt.

Drum ist Menschendreck von großen Tugenden, denn da sind viel edler Essentien, die da von Speise und Trank werden, drin, davon groß Wunder zu schreiben wären. Denn der corpus nimmt die Essentien nicht an, allein das Nutriment davon, wie wir De nutrimentis schreiben.

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Mercurius vitae

Antimonöl (Antimonchloridlösung) wurde aus HgCl 2 mit Antimonglanz hergestellt : Sb 2 S 3 + 3 HgCl 2 ⇄ 2 SbCl 3 + 3 HgS Mercurius vitae (Antimonoxychlorid) wurde dann aus Antimonchloridlösung durch Zusatz von Wasser hergestellt. An dieser Reaktion ist aus heutiger Sicht schön zu zeigen, dass chemische Vorgänge in beide Richtungen möglich sind: SbCl 3 + 2 H 2 O ⇄ SbOCl ↓ + 2 HCl

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Rationalismus-Ende 18. Jahrhundert

Die zweite große Veränderung in der Sicht der Menschen auf die Natur findet im 18. Jahrhundert statt: Rationalismus, Aufklärung Hier ist der „Moment“ gekommen, dass auch die Chemie zu einer „Wissenschaft“ wird. Zum vollkommen unvoreingenommenen Denken kommt ein Aspekt dazu, der für die Entwicklung der chemischen Modelle zwingend ist, die quantitative Messung .

Lavoisier führt die Verwendung der Waage in die Chemie ein.

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Lavoisier - der „Vater“ der Chemie

Antoine Laurent de Lavoisier: 1743-1794 1768: Französische Akademie der Wissenschaften, private Gesellschaft von Steuerpächtern 1774: Oxygenium – Bestandteil von Luft und Wasser 1784: Leiter der Akademie der Wissenschaften 1789: Gesetz der Massenerhaltung 8. Mai 1794: Hinrichtung im Zuge der französischen Revolution

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Phlogiston kontra Oxidation

Zur Zeit Lavoisiers galt als Erklärung für Verbrennungsvorgänge die φλογιστόν- („Phlogiston“-) Theorie: Jeder Stoff gibt bei der Verbrennung seine Feuerluft ab, es bleibt Asche zurück. Dies gilt gut für alle organischen Stoffe: C x H y O z N t Me s → CO 2 + H 2 O + N 2 + Salze Lavoisier stellt fest, dass bei Verbrennungsvorgängen (z.B. bei Schwefel und Phosphor) aus der Luft ein Stoff dazu kommt, ein neuer Stoff entsteht, der sich in Wasser unter Bildung von Säuren löst, er nennt den Stoff aus der Luft daher Oxygenium (= Säurebildner): P 4 O 4 P + 5 O 2 10 → P 4 O 10 + 6 H 2 O → 4 H 3 PO 4

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Phlogiston kontra Oxidation

Dies lässt sich in einem Versuch schön zeigen: o roter Phosphor brennt o aus der Luft wird etwa ein Fünftel an Gas dazu verbraucht o der Rest erstickt Flammen ( ⇒ Stickstoff) o das Verbrennungsprodukt löst sich unter saurer Reaktion Lavoisier erkennt bei seinen Arbeiten:

Nichts wird bei den Operationen künstlicher oder natürlicher Art geschaffen, und es kann als Axiom angesehen werden, dass bei jeder Operation eine gleiche Quantität Materie vor und nach der Operation existiert.

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Vor 200 Jahren: Moderne Chemie beginnt

Auf den Arbeiten Lavoisiers aufbauend und durch eigene Experimente stellt John Dalton (1766 – 1844) 1808 fest:

„Bilden zwei Elemente miteinander mehrere Verbindungen, so stehen die Massenverhältnisse, mit denen die Elemente in diesen Verbindungen auftreten, zueinander im Verhältnis kleiner ganzer Zahlen.“

Dalton nimmt an, dass die Elemente aus kleinsten, unteilbaren Einheiten bestehen und nennt diese Atome – der Kreis schließt sich!

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Vor 200 Jahren: Moderne Chemie beginnt

Atome sind die kleinsten Teilchen eines Elementes. Sie unterscheiden sich durch Größe und Masse („Atomgewichte“). In einem Element befinden sich lauter gleiche Atome.

Mit dem letzten Satz irrt Dalton: 100 Jahre später stellt man fest, dass die Elemente aus verschiedenen Isotopen bestehen.

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Vor 200 Jahren: Moderne Chemie beginnt

Gerade das letzte Beispiel zeigt: Auch heute sind wir nicht am Ende der Erkenntnis angelangt.

Wichtig für die Schüler: Wir schaffen immer nur Modelle um das, was wir aus der Umwelt erfahren, zu erklären. Naturwissenschaften erkennen keine absoluten Wahrheiten!

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Streifzug durch 2200 Jahre

Literatur:  Albertus Magnus. Ausgewählte Texte Lat.-Dt., hrsg. u. übers. von Albert Fries, Wiss. Buchgemeinschaft Darmstadt 21987 (=Texte zur Forschung Bd. 35)  R.W.Soukup, H. Meyer: Alchemistisches Gold; Verlag Böhlau/Wien ISBN:3-205-98767-5, 1997  Theophrastus Paracelsus: Werke. Band I: Medizinische Schriften, besorgt von Will-Erich Peukert, Basel/Stuttgart Schwabe & Co (=Wiss. Buchges. Darmstadt 1965 www.wikipedia.com

Vobis tam vigilanter audientibus gratiam habemus!

Wir danken für die Aufmerksamkeit!