Faszinierende chemische Experimente

Für Entdecker, Gesundheitsbewusste und Genießer

Georg Schwedt

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2019
• ISBN drucken: 9783527346240
• eBook-ISBN: 9783527822027
• Auflage: 1
• Thema: Physical Sciences
• Thema: Chemistry

Chemie ist überall, man muss nur danach suchen! Mit erstaunlich einfachen Experimenten lassen sich viele faszinierende Beobachtungen über die chemische Zusammensetzung unserer Welt machen. Die Untersuchungsobjekte liegen buchstäblich auf der Straße. Von der Münze in der Hosentasche bis zur Blume am Wegesrand, vom Mineralwasser im Glas bis zum Duschgel im Badezimmer, von der Büroklammer in der Schublade bis zur eigenen Schuhsohle - alles kann und darf auf seine chemischen Bestandteile hin untersucht werden. Die beschriebenen Musterexperimente lassen dabei viel Raum für eigene Versuche und Entdeckungen. Ganz nebenbei erfährt der Leser auch noch allerlei Wissenswertes über die Herkunft und Herstellung zahlreicher Waren und Produkte, mit denen wir tagtäglich zu tun haben.
Für die beschriebenen mehr als 150 Versuche und Versuchsreihen ist nur eine minimale Startausrüstung erforderlich, die in jedem mittelgroßen Chemiekasten enthalten ist. Die weiteren Reagenzien und Indikatoren werden nach den im Buch enthaltenen Vorschriften selbst hergestellt. Ein echtes Mitmach-Buch und eine Fundgrube für alle, die gerne experimentieren.

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Das Konzept: Versuchsreihen zur Chemie im Alltag – als Hobby und für den Beruf

Sowohl im Begleitbuch zum historischen Chemischen Probierkabinett von Göttling aus dem Jahr 1790 (s. Kapitel 2) als auch in dem vielfach aufgelegten Buch Die Schule der Chemie von Stöckhardt seit 1846 (20. Aufl. 1920) steht die angewandte, auf die Praxis bezogenen Chemie im Vordergrund aller Experimente.

Bei Göttling heißt es „… zum Handgebrauche für Scheidekünstler, Aerzte, Mineralogen, Metallurgen, Technologen, Fabrikanten, Oekonomen und Naturliebhaber“, bei Stöckhardt „… zur Selbstbelehrung insbesondere für angehende Apotheker, Landwirthe, Gewerbetreibende etc.“ (10. Aufl. 1858).

Am Ende des Buchs von Stöckhardt befindet sich auch ein „Verzeichniß der chemischen Geräthschaften, welche zur Anstellung der in der Schule der Chemie angegebenen Experimente nothwendig sind“. Dazu werden Bezugsadressen in Braunschweig, Leipzig, Berlin, München und Wien genannt – sowie auch, dass „ein vollständigerer und eleganterer Apparat, mit mehr Glasgeräthschaften, Bechergläsern, Lötrohr mit Platinspitze etc.“ durch die genannten Handlungen zu beziehen sei.

Mit dem Chemischen Probir-Cabinet ist schon im 19. Jahrhundert ein Vorläufer der Analysenkoffer mit Schnelltests unserer Zeit beschrieben worden.

Seit Erscheinen der ersten noch sehr einfachen „Geräthschaften“ (s. auch Kapitel 2) haben sich die Materialien und damit auch die Analysenverfahren, die Verpackung und die Anleitungsbücher der modernen Probierkabinette, d. h. Experimentierkästen („Chemielabore“) im 21. Jahrhundert erheblich verändert.

In den Anleitungen zu den „Chemielaboren“ werden bereits sehr anschaulich die Arbeitsschritte vermittelt – auch sind schon Hinweise bzw. Anregungen für die Anwendungen darin enthalten. In diesem Buch sollen darüber hinaus die Schwerpunkte wie folgt gesetzt werden:

1. 1) Ausführliche Texte sowohl zur Erklärung der chemischen Experimente als auch zu den historischen Wurzeln mit Zitaten begleiten jedes Beispiel.
2. 2) Jedes Experiment bildet die Grundlage zu eigenen chemischen Untersuchungen, für die viele Produkte genannt werden, mit welchen das betreffende Experiment auch durchgeführt werden kann.
3. 3) Die zitierten historischen Texte enthalten in den meisten Fällen nicht nur eine interessante Geschichte, sondern sie vermitteln auch detaillierte Beobachtungen, die im Rahmen der eigenen Versuche überprüft werden können.

Der experimentierende Leser soll damit zu Versuchsreihen, zu eigenen Entdeckungen angeregt werden, deren Ergebnisse nicht bereits beschrieben, sich jedoch anhand des jeweils vorgestellten, grundlegend erläuterten Experiments auch selbstständig deuten lassen – und sich sogar als Anregung zu einem Projekt in der Schule eignen.

Nach mehr als einem Jahrzehnt eigener Beschäftigung zum Thema einfache chemische Experimente mit Produkten aus dem Supermarkt (auch aus Drogerie, Apotheke und Baumarkt, aus Billig- und von Flohmärkten sowie aus der Natur) habe ich viele Erfahrungen sammeln und Hunderte von Beispielen erproben können. Aus diesem Fundus schöpft auch das vorliegende Buch.

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Aus der Geschichte – vom chemischen Probierkabinett zum Experimentierkasten

Chemische Experimentierkästen, die heute in jedem Kaufhaus zu erwerben sind und die für manchen Schüler die Anregung und den Auslöser für seine spätere Berufswahl waren, sind keine Kinder unserer Zeit. Einen historischen Meilenstein bildet das Chemische Probir-Cabinet (Abb. 2.1).

1790 vertrieb der von Goethe in seiner Funktion als Minister des Herzogtums Sachsen-Weimar-Eisenach für die Universität Jena zuständig auf den ersten Lehrstuhl für Analytische Chemie berufene Johann Friedrich August Göttling (1755–1809) ein aus zwei Holzkästen mit zahlreichen Chemikalien und Glasgeräten ausgestattetes Chemisches Probir-Cabinet. Es wurde von Goethe sogar in seinem Roman „Die Wahlverwandtschaften“ erwähnt.

Es erschien zu Beginn eines neuen Zeitalters in der Geschichte der Chemie, das durch die Entdeckung des Sauerstoffs (1771) und die darauf folgenden Arbeiten des französischen Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier (1743–1794) über die Verbrennung von Stoffen (als Oxidation) eingeleitet wurde.

Ein unscheinbares, 215 Seiten umfassendes Buch in kleinem Format, ohne Abbildungen, stellt das Anleitungsbuch zu Göttlings „Chemischem Probir-Cabinet“ dar – mit dem Titel: Vollständiges chemisches Probir-Cabinet zum Handgebrauche für Scheidekünstler, Aerzte, Mineralogen, Metallurgen, Technologen, Fabrikanten, Oekonomen und Naturliebhaber … Untersuchungen auf dem nassen Wege. Jena … 1790.

Abb. 2.1 Nachbau des Chemischen Probir-Cabinets von Göttling, Jena 1790. (Institut für Anorganische und Analytische Chemie der TU Clausthal)

Darin beschreibt der Autor den Aufbau und Inhalt von zwei Kästen (s. Abb. 2.1), die sich übereinander stellen lassen. Der untere Kasten war mit einem Glasmörser sowie mit 14 durch Stöpsel verschließbaren Reagenzflaschen versehen, die unter anderem Säuren, Lackmustinktur, Lösung von Ammonium- und Kaliumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumsulfid sowie destilliertes Wasser enthielten. Ein Schubfach mit Reagenzpapieren und einem Glastrichter sowie Gewichten war eingebaut.

Im oberen Kasten waren ein Lötrohr aus Messing, eine kleine Waage, ein Pistill und 21 Reagenzgläser mit Salzen und auch Lösungen zur qualitativen Analyse untergebracht. Mit insgesamt 35 Reagenzien war Göttling in der Lage, zum Beispiel in Mineralwässern oder auch im Wein zahlreiche Stoffe – auch unter dem Gesichtspunkt der Verfälschung nachzuweisen. Viele seiner Nachweise sind auch heute noch Bestandteil der klassischen qualitativ-chemischen Analyse, so zum Beispiel die Fällung von Calciumionen mit Oxalsäure oder die Sulfidfällungen von Schwermetallionen.

Johann Friedrich Göttling (1753–1809) war einer der ersten deutschen Professoren, der für die Oxidationstheorie (nach Lavoisier) eintrat. Er war bei dem Apotheker Johann Christian Wiegleb (1732–1800) in Langensalza in die Lehre gegangen, trat 1775 in die Hofapotheke in Weimar ein und wurde nach Studien in Göttingen und der Promotion in Jena zum Dr. phil. – gefördert durch Goethe – und 1789 zum Professor für Chemie, Pharmazie und Technologie an der Universität Jena ernannt.

Göttlings Anleitungsbuch zum „Chemischen Probir-Cabinet“ wird auch als erstes Hochschullehrbuch der qualitativen Analyse bezeichnet. In ihm wird erstmals die Blindprobe als wichtiger Teil der qualitativen Analyse – und damit die Reinheit von Chemikalien als Voraussetzung – beschrieben. 1888 sollte diese Forderung durch die Veröffentlichung Die Prüfung der chemischen Reagentien durch Carl Krauch zu einem Markenzeichen der Fa. Merck in der Darmstadt – garantiert rein – werden (s. Abschn. 3.3). Alle Anleitungen bei Göttling sind so abgefasst, dass sie sich auch heute noch nachvollziehen lassen. Anstelle der später üblichen Reagenzgläser, die auch immer noch (und richtiger) als Probiergläser bezeichnet werden, verwendete Göttling Weingläser für die Durchführung der Reaktionen. Gläser waren damals noch keine Massenartikel, sondern mussten für den jeweiligen Zweck angefertigt werden.

Chemische Experimente waren nach Göttling auch ohne ein großes Laboratorium möglich; sie sollten mithilfe der Experimentierkästen auch als „nützliche Unterhaltung“ dienen. Von den nach Angaben von Göttling offensichtlich weit verbreiteten Experimentierkästen konnte jedoch bisher kein Exemplar ausfindig gemacht werden – auch nicht in Jena oder Weimar. Ebenso wenig kennen wir ein Porträt von Göttling. Der erste Analytiker der Universität Jena war stets bemüht, die Chemie auch als eine populäre Wissenschaft zu vertreten. In seinem Werk Der physisch-chemische Hausfreund von 1804 lesen wird dazu:

Man hat sich bis...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Inhaltsverzeichnis
• Vorwort
• 1 Das Konzept: Versuchsreihen zur Chemie im Alltag – als Hobby und für den Beruf
• 2 Aus der Geschichte – vom chemischen Probierkabinett zum Experimentierkasten
• 3 Für Hobbychemiker – Beispiele aus der qualitativen Analyse
• 4 Für Gesundheitsbewusste – Heilwässer, Salze und pflanzliche Drogen (Phytopharmaka) aus Drogerie und Apotheke
• 5 Für Mineraliensammler – Nachweis chemischer Elemente in ausgewählten Mineralen
• 6 Für Ökonomen – Alltagsprodukte mit Geschichte
• 7 Für Genießer – Obst und Gemüse, Bier und Wein
• 8 Für Entdecker – Experimente auf botanischen Exkursionen
• Anhang Liste der Experimente
• Literaturverzeichnis
• Stichwortverzeichnis
• Endbenutzer-Lizenzvereinbarung