Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 15-11-2018

Chemie

betekenis & definitie

Chemie of scheikunde, is dat onderdeel der natuurwetenschap, dat zich bezighoudt met de leer der niet levende (onderscheid van biologie) stof (onderscheid van physica, die de energieveranderingen bestudeert) afgezien van zijn natuurlijke vorm (kristallographie) en wijze van voorkomen in de natuur (mineraralogie). Hieronder valt dus als onderdeel de leer van het scheiden der samenstellende bestanddeelen, de analyse (de naam scheikunde duidt dus naar de afleiding slechts een onderdeel van deze wetenschap aan en wordt daarom door sommigen afgekeurd; zij vergeten dat de afleiding bij de meeste woorden niet de geheele beteekenis weergeeft, die het woord later heeft gekregen) en het weder opbouwen uit de samenstellende bestanddeelen, de synthese. De oorsprong en beteekenis van het woord C. liggen in het duister.

Het eerst komt het als een bekend woord voor bij Zosimos uit Panopolis in Egypte, in een werk in de 3e eeuw n. C. (het vroegere voorkomen in het werk „Mathesis” van Firmicus Maternus is door moderne tekstkritiek een later bijvoegsel gebleken). Zeker is dat het de Egyptische naam is voor de kunstmatige bereiding van zilver en goud. Echter missen de afleidingen van Cham, zwart, en Chem, de naam van Egypte, evenzeer voldoende basis als die van yjU» gieten, vloeibaar maken.

Terwijl chemische verschijnselen door de menschheid wel zoo lang zij bestaat zijn gekend en gebruikt, men denke b.v. aan de verbranding, terwijl ook de chemische techniek bij een aantal volkeren reeds vroeg op een hoogen trap heeft gestaan, getuige de kennis van metaalalliages, émails, pottebakkerswerk en gekleurde weefsels, bij Chineezen, Egyptenaren, Perzen enz., is de oorsprong der Chemie als alchemie* kort voor het begin onzer jaartelling te zoeken.

Deze onwetenschappelijk bedreven kennis heeft zich langzamerhand tot hulpwetenschap der medicijnen, de iatrochemie* en ten slotte tot zelfstandige wetenschap ontwikkeld. Men kan als tijdstip van die overgang het eind van de 17e eeuw stellen, toen nl. de phlogiston*theorie als eerste zuiver chemische theorie door Stahl ter verklaring der verbrandingsverschijnselen werd opgesteld. Gedurende een eeuw bleef deze theorie de leiddraad bij het onderzoek, dat zich vrijwel uitsluitend in qualitatieve richting bewoog, en tal van nieuwe feiten vaststelde en in het algemeene schema rangschikte. Een nieuwe aera, waarmede eigenlijk het tijdperk der moderne chemie aanving, werd door de werken van Lavoisier geopend, die in 1789 de wet van het behoud van massa ontdekte. Deze wet, die zegt dat bij chemische omzettingen de massa (gemeten door het gewicht) der reageerende stoffen niet verandert, maakte de studie der chemische verschijnselen naar de quantitatieve zijde mogelijk.

Kort daarop werden door Proust 1798 de wet der constante* proporties of standvastige gewichtsverhoudingen, en door Dalton 1802 de wet der multiple* proporties of veelvoudige gewichtsverhoudingen ontdekt en daarmede de trits van fundamenteele wetten voltooid, die tot Dalton’s atoomhypothese en daarmede tot groote ontwikkeling der C. (en der physica) heeft geleid. Ter zelfder tijd ongeveer was een wetenschappelijke strijd over de al of niet constante samenstelling der chemische verbindingen tusschen Proust en Berthollet ten gunste van de eerste opvatting beslist. Gay Lussac’s ontdekking (1808) dat de volumeverhoudingen, waarin gasvormige stoffen op elkaar inwerken, door eenvoudige geheele getallen zijn uit te drukken en het door Avogadro in 1811 ingevoerde verschil tusschen de begrippen atoom en molecuul maakten een eind aan de nog bestaande tegenstrijdigheden, en zoo werd in het nu volgende tijdvak een ijverig onderzoek mogelijk naar de atoom- en moleculairgewichten en naar de quantitatieve samenstelling en de omzettingen der verbindingen, waarbij de uitkomsten der analyses konden getoetst worden aan de volgens chemische formules mogelijke. Van de velen, die zich hiermede hebben beziggehouden zij hier alleen Berzelius genoemd, die in dit tijdperk een domineerende invloed had. Een van de gevolgen van de nauwkeuriger studie der chemische omzettingen was de ontdekking van een aantal nieuwe elementen*.

Nog steeds blijven deze ontdekkingen doorgaan vaak bij groepen van meer elementen tegelijk, vooral wanneer nieuwe methoden (spectroscopie) of nieuw ontdekte eigenschappen (radioactiviteit) nieuwe gebieden voor wetenschappelijk onderzoek openen. De chemici van Berzelius’ tijd bepaalden zich niet tot het onderzoek der producten van de levenlooze natuur. Zij onderzochten ook de verbindingen die uit planten- en dierenwereld afkomstig waren en die, naar zij bemerkten, in verschillende opzichten zich geheel anders gedroegen. Zij schreven dit toe aan den invloed van de z.g. „levenskracht”, waaronder zij waren ontstaan en onderscheidden ze als organische stoffen, de chemie ervan als organische* chemie, van de anorganische. Zij meenden ook, dat de synthese van deze organische stoffen alleen door die levenskracht, dus in de levende wezens kon plaats hebben en niet langs zuiver chemischen weg in het laboratorium, totdat het in 1828 aan Wöhler gelukte een organische stof, het ureum, in het laboratorium te bereiden en daarmede de mogelijkheid der organische synthese te bewijzen. Daar ondertusschen ook de analytische methoden vooral door Liebig waren geperfectioneerd, nam de studie der organische verbindingen, waaronder men van nu af aan de koolstofverbindingen verstaat, spoedig een ongekende vlucht.

Eenerzijds wordt de samenstelling van natuurproducten ijverig nagevorscht en hun kunstmatige bereiding in het laboratorium beproefd. De bereiding van de meekrapkleurstof en de indigo, waardoor ten slotte zelfs de natuurproducten de markt moesten ruimen, van de suikers door Fischer, de caoutchouc door Harries, waarvan althans die van de suiker alleen zuiver theoretisch belang heeft, bewijzen hoe ver men in deze richting is doorgedrongen. Aan de andere kant leert men stoffen maken, die in de natuur niet voorkomen en waarvan sommige zooals de aniline-kleurstoffen door hun bijzondere eigenschappen aan de techniek, tot nu toe niet gekende mogelijkheden openen of als medicamenten uitgebreide toepassing vinden. Daarnaast worden haast dagelijks nieuwe verbindingen gemaakt (het aantal bekende organische verbindingen bedraagt welhaast 160.000), waarvan de meeste weliswaar geen direkte toepassing vinden, doch hetzij door verruiming van onze theoretische inzichten, hetzij als grondstoffen voor nog te ontdekken procédé’s van niet te onderschatten waarde zijn. Door de geweldige uitbreiding van de stof wordt het na Liebig steeds moeilijker de geheele chemie te beheerschen en treedt vanzelf een splitsing in, doordat een deel der chemici in hoofdzaak de organische, een ander deel de anorganische chemie beoefenen.

Daarnaast specialiseert men zich naar het doel van het onderzoek en ontstaan agricultuur-chemie (aanvangend met Liebig), physiologische chemie, geologische chemie, pharmaceutische chemie, die door den aard van hun onderwerpen ook in hun arbeidsmethode gaan verschillen. Sinds een dertigtal jaren trekt ook het grensgebied tusschen physica en chemie, sinds als physische chemie bekend, waaronder ook de mathematische ontwikkeling der chemie begrepen wordt, meer de belangstelling, waartoe van ’t Hoff krachtig heeft meegewerkt. Thermochemie*, electrochemie*, photochemie*, phasenleer*, kolloidchemie*, radiochemie* vormen hiervan onderdeelen die ijverig doorvorscht zijn en niet alleen de kennis van de verschijnselen liggende binnen hun eigen terrein hebben uitgebreid, maar ook aan het verkrijgen van breeder wetenschappelijk inzicht, verbetering en meer rationeele toepassing van technische processen hebben meegewerkt. Zoo is om enkele voorbeelden te noemen het werkelijk bestaan der moleculen door kolloidchemische onderzoekingen op zeer afdoende wijze bewezen. De leer van de reactiesnelheid en van het chemisch evenwicht hebben het vinden van een nieuwe technische zwavelzuurbereiding, het contactproces, mogelijk gemaakt; het onderzoek van metaalalliages door middel van de metallographie* en de thermische analyse berusten op de phasenleer; de studie der radioactieve verschijnselen hebben zelfs een algeheele omkeering gebracht in onze begrippen van chemisch element.

Omgekeerd heeft de vooruitgang der techniek ook het chemisch onderzoek met tal van nieuwe hulpmiddelen verrijkt. Het gebied der bereikbare temperaturen is door toepassing van vloeibare lucht, ja van vloeibare waterstof of vloeibaar helium naar beneden tot minder dan een tiental graden van het absolute nulpunt gebracht, terwijl de electrische verhittingsmethoden de bovenste grens zoodanig hebben verschoven dat een temperatuur van 2000° nog zeer gemakkelijk is te bereiken en de boven het dubbele van die waarde liggende temperatuur van de electrische boog nog voor talrijke proeven dienstig is. Voor kleine hoeveelheden kan men zelfs met kathodenstralen nog verder gaan, waarbij men zich van het materiaal van het vat onafhankelijk kan maken en bovendien door het hooge vacuum geen last heeft van de omringende atmosfeer. Ook de invloed van den druk kan men door het bezit van electrische meetmethoden en van vaten, die aan hoogen druk weerstand bieden, nagaan tot betrekkelijk hooge waarden b.v. soms tot ± 20.000 atm.

Hoe aanzienlijk die uitbreiding van het bereikbare gebied van onderzoek ook is, toch is het slechts een begin van wat voor sommige vraagstukken zooals b.v. het verloop van reacties in het binnenste der aarde onder de daar heerschende geweldige drukking wordt vereischt.

Trouwens ook schijnbaar veel eenvoudiger vraagstukken wachten nog op oplossing, waaronder de zeer fundamenteele kwestie over de natuur van de kracht, die de chemische reacties veroorzaakt en de chemische verbindingen samenhoudt, de affiniteit*. Wel neigt men er toe deze als van electrischen aard te beschouwen, doch de eenvoudige opvatting van Berzelius, dat alle atomen een positieve of negatieve lading dragen, is onhoudbaar gebleken. Hetzelfde geldt voor het verschijnsel, dat door het woord waardigheid of valentie* wordt aangeduid.