Winkler Prins

Anthony Winkler Prins (1870)

Gepubliceerd op 14-11-2017

Affiniteit

betekenis & definitie

Affiniteit of verwantschap ontstaat door aanhuwelijking. Men spreekt ook van de affiniteit van twee begrippen. Vooral echter wordt dat woord gebruikt van de scheikundige affiniteit, verwantschap of aantrekking. Alle stoffen hebben in meerdere of mindere mate de geneigdheid om zich met andere te verbinden, en alzoo te zamen eene nieuwe stof te vormen.

Zuurstof, bij voorbeeld, heeft eene groote verwantschap tot ijzer, en verbindt zich daarmede tot roest. Zwavel heeft eene groote verwantschap tot kwik en verbindt zich hiermede tot vermiljoen, maar, wanneer dit laatste met ijzer wordt gloeijend gemaakt, betoont het zwavel eene grootere verwantschap — keurverwantschap — tot het ijzer, zoodat het zich hiermede verbindt en het kwik vrij maakt. Eene dubbele keurverwantschap veroorzaakt eene volkomene of gedeeltelijke uitwisseling van de bestanddeelen van twee verbindingen. Een voorbeeld hiervan vinden wij in salpeterzuur baryt, en zwavelzuur koperoxyde, die te zamen zwavelzuur baryt en salpeterzuur koperoxyde leveren. Men spreekt ook van eene praedisponerende keurverwantsckap, wanneer de ontleding geschiedt door de gezamenlijke werking van meer dan ééne stof op één bestanddeel eener verbinding. Zink is bij een gewonen warmtegraad niet in staat om water te ontleden of door het innemen van de plaats der waterstof deze vrij te maken. Het vermag dit, wanneer men er zwavelzuur bij voegt, omdat zich dat met het zink en met de zuurstof van het water tot zinkvitriool verbindt. Men kan de verwantschap van bepaalde stoffen op kunstmatige wijze versterken of verzwakken, en men maakt van de bekende verwantschap en keurverwantschap der stoffen gebruik, om ze te ontleden, dat wil zeggen, men stelt voor het verlangde bestanddeel eener stof een ander in plaats, dat tot het overig bestanddeel of de overige bestanddeelen dier stof grooter verwantschap heeft, — hierdoor wordt het verlangde bestanddeel vrij. Gelijk de eerste natuurlijke oorzaak van alle dingen, zoo is ook die der scheikundige verwantschap ons onbekend. Wij moeten ons vergenoegen met de waarneming, dat elke tot nu toe bekende enkelvoudige stof zich met eene of meer andere stoffen tot een nieuw ligchaam vereenigen kan. Deze vereeniging is geenszins die van twee vaste ligchamen, die aan elkaar kleven of van fijn gewreven zelfstandigheden, die met elkander vermengd worden, maar zij is eene volkomene verbinding van de kleinste stofdeeltjes, zoodat het nieuwe ligchaam zich als eene gelijksoortige (homogene) massa vertoont. Het is tot nu toe niet gelukt, de scheikundig verschillende deeltjes gade te slaan. Wanneer men onder den mikroskoop eene oplossing beschouwt, waaruit zich bij langzame verdamping een vast ligchaam afscheidt, dan ziet men, dat het eene korreltje zich bij het andere voegt, maar het blijft verborgen, hoe die kleinste deeltjes ontstaan en wat er gedurende hunne wording geschiedt. De scheikundige ontwaart het begin en het einde dier werking, maar wat daartusschen ligt, is hem een raadsel. Wat men omtrent de rangschikking der deeltjes in verschillende verbindingen heeft opgeworpen, behoort nog altijd tot de hypothesen. Wanneer men zich voorstelt, dat alle enkelvoudige stoffen, waaruit onze aarde bestaat, in eene bepaalde ruimte derwijze met elkander vermengd zijn, dat zij een gelijksoortig mengsel vormen vóór dat de ééne stof op de andere kan werken, en dat later de uitwendige omstandigheden in dier voege worden gewijzigd, dat eene werking der deeltjes op elkander mogelijk wordt, dan zou er, indien zij alle even sterke verwantschap tot elkander bezaten, eene volkomen gelijksoortige massa ontstaan. Onze aarde zou in dat geval zich geenszins door die eindelooze verscheidenheid van zelfstandigheden onderscheiden, die wij thans bij haar opmerken. Reeds hierin vinden wij een bewijs voor het groote verschil van verwantschap bij de verschillende stoffen. Er zijn er, die zich met ongemeene gretigheid verbinden, — er zijn andere, welke hiertoe volstrekt geene neiging betoonen. Olie en water kan men dagen lang omschudden, maar zij verbinden zich niet. Zuurstof en stikstof, zijn in den dampkring reeds duizende jaren met elkander vermengd zonder zich te verbinden. En toch kan men ook tusschen die stoffen eene scheikundige verbinding tot stand brengen. Wanneer men bij olie en water eene behoorlijke hoeveelheid potasch-loog giet, dan verbinden zij zich tot eene zeepachtige massa, terwijl men door middel der electrische vonk de zuurstof en stikstof der lucht tot salpeterzuur kan verbinden. De kracht der verwantschap ontwaart men vooral in sommige metalen. Kalium kan geen oogenblik in de opene lucht blijven zonder zich aanstonds met de zuurstof te verbinden; kali en zwavelzuur verbinden zich met zoo groote hevigheid, dat daarbij eene aanmerkelijke hitte en een levendig rondspatten der deeltjes ontstaat.

Hieruit blijkt, dat er niet alleen verschillende graden van verwantschap bestaan, maar dat zij ook gewijzigd kan worden door dezen en genen invloed, die van buiten op haar werkt — vooral door het licht, de warmte en de electriciteit. Het licht heeft wel eens eene verwonderlijke werking. De geheele photographie rust op het feit , dat de zonnestralen, in de camera obscura opgevangen, eene scheikundige verbinding oplossen, die vooraf gelijkmatig verspreid was over de gepraepareerde plaat, waarop het beeld zich vertoonen zal. Heviger openbaart zich de werking van het licht, wanneer men een wélgesloten fleschje met waterstof en chloor plotselijk in den zonneschijn legt. In het duister of in de schaduw werken die beide gassen zeer langzaam op elkander, maar onder den invloed der zonnestralen vormen zij dadelijk zoutzuur, en er heeft eene ontploffing plaats. Bovenal zien wij de wijziging der scheikundige verwantschap door den invloed van het licht in den plantengroei. Deze ontwikkelt zich alleen door de werking der scheikundige kracht, die in het zonnelicht op den aardbodem nederdaalt. De plant kan uit het voedsel, dat zij aan de aarde of den dampkring ontleent, geene deelen vormen, wanneer zij in de duisternis blijft. In dat geval leeft en groeit zij enkel in schijn. Hare kiem ontwikkelt zich, maar enkel ten koste der voedende zelfstandigheid, waarin zij besloten is. Heeft zij deze verbruikt, dan gaat zij sterven. Ook de warmte heeft een belangrijken invloed op de scheikundige verwantschap. Stoffen, die bij koude jegens elkander onverschillig blijven, beginnen dikwijls te werken bjj een verhoogden warmtegraad. Deze laatste is dus een krachtig hulpmiddel voor den scheikundige. Wanneer hij de onderlinge betrekkingen van twee ligchamen wil onderzoeken, is het hem niet genoeg, dat hij ze met elkander in aanraking brengt, maar hij slaat de gevolgen hiervan gade bij verschillende warmtegraden. Wanneer hjj heeten waterdamp over gloeijend ijzer laat gaan, dan oxydeert dit laatste ten koste van het water, en de waterstof wordt vrij. Hieruit volgt, dat ijzer bij eene bepaalde temperatuur meer verwantschap tot de zuurstof heeft, dan de waterstof. Laat men vervolgens bij vermeerderde hitte waterstof over ijzer-oxyde gaan, dan treedt het ijzer weder als metaal te voorschijn, terwijl de waterstof zich met de zuurstof tot water verbindt, zoodat er desgelijks een warmtegraad is, waarbij de verwantschap van de waterstof tot de zuurstof die van het ijzer tot de zuurstof overtreft. Iets dergelijks ontwaart men bij het kwikzilver. Wanneer men dat voorzigtig in de opene lucht verwarmt, neemt het zuurstof op en verandert in kwikzilver-oxyde, een rood vast lichaam. Verwarmt men dit sterker, dan verdwijnt de zuurstof weder, en het kwikzilver wordt overgehaald. In beide gevallen is de verwantschap der zuurstof aanmerkelijk gewijzigd door den warmtegraad. Het is gebleken, dat vooral de electrische stroom eene belangrijke werking heeft op de verwantschap. Bijna geen vast ligchaam kan daaraan weerstand bieden. Metaalzouten, in water opgelost, worden er door ontleed in zuren en bases, — zelfs het metaal wordt er wel eens door afgescheiden, en vele organische verbindingen ondergaan daardoor eene ontleding in eenvoudig zamengestelde ligchamen. Hierin ontwaren wij eene verzwakking der affiniteit, maar de electriciteit brengt ook wel scheikundige verbindingen tot stand. Wanneer men een electrischen stroom door twee in water gedompelde ijzeren platen leidt, dan begint eene van deze op kosten van het water te oxyderen, terwijl zij zonder dien stroom geenszins het vermogen bezit, om aan het water zijne zuurstof te ontnemen. De electrische stroom ontbindt het water in zijne beide enkelvoudige bestanddeelen. Dit geschiedt op die plaatsen, waar de stroom in het water komt en het verlaat. Geen wonder, dat het ijzer, hetwelk groote verwantschap heeft tot de zuurstof, deze terstond bij hare vrijwording opvangt, om er ijzeroxyde mede te vormen.

Behalve deze drie krachten, hebben ook sommige omstandigheden invloed op de verwantschap. Deze openbaart zich enkel tusschen de kleinste deeltjes der stoffen, zoodat deze op het naauwst met elkander in aanraking moeten komen. Deze voorwaarde blijft bij een vasten en droogen toestand der ligchamen onvervuld. De verwantschap werkt dan alleen, wanneer de stoffen in opgelosten of gesmolten toestand bij elkander worden gevoegd. Wanneer de verwantschap in eene oplossing werkt, kan zij door den aard van het nieuwe ligchaam, hetwelk daardoor ontstaat, aanmerkelijk worden gewijzigd. Dat ligchaam kan, even als de warmte, eene groote verandering brengen in de verwantschapsverhoudingen. Ligchamen, die in hunne scheikundige eigenschappen het meest verschillen, bezitten de grootste verwantschap tot elkander. Daarom verbindt zich kali, als de sterkste basis, het gemakkelijkst en het innigst met zwavelzuur en laat er zich moeijelijk van scheiden. Toch zijn er gevallen, waarin die scheiding weinig moeite kost, waarin kali zich in plaats van met zwavelzuur met een veel zwakker zuur vergenoegt. Giet men, bij voorbeeld, in eene oplossing van zwavelzuur kali eene andere van azijnzuur baryt, dan ontstaat er een witte neêrslag van zwavelzuur baryt, terwijl er eene oplossing overblijft van azijnzuur kali. Iets dergelijks komt in de scheikunde dikwijls voor, wanneer een moeijelijk oplosbaar ligchaam gelegenheid vindt, om zich uit eene vloeistof af te scheiden. Zulk een ligchaam is zwavelzuur baryt, terwijl azijnzuur kali zich in water zeer gemakkelijk oplost. Indien nu twee vloeistoffen, van welke de eene baryt en de andere zwavelzuur bevat, met elkander in aanraking komen, ontstaat er altijd zwavelzuur baryt, terwijl de overige bestanddeelen der vloeistoffen, zoo mogelijk, eene andere scheikundige verbinding vormen. Hier vinden wij dus weder een voorbeeld van ’t geen wij reeds onder den naam van keurverwantschap hebben beschreven. Wanneer wij eindelijk de affiniteit vergelijken met andere krachten van dien aard, dan staan wij verbaasd over haar ontzettend vermogen. Zwaartekracht en kracht van zamenhang vervullen in de natuurkunde eene dergelijke rol als de verwantschap in de scheikunde. Ook zij voegen stofdeelen bijeen en hechten ze aan elkander vast. Maar wat hier geschiedt bij groote massas of mechanisch deelbare kleine deeltjes, volbrengt de verwantschap tusschen de atomen, die aan de waarneming onzer zintuigen ontsnappen. De zwaarte is eene zeer zwakke kracht, wier groote werking een gevolg is van de vereeniging der kleinste krachten, die van alle deeltjes der aarde uitgaan en gezamenlijk op elk deeltje van het aangetrokken voorwerp werken. De zwaarte geeft aan een vrijvallend lichaam in de eerste seconde eene snelheid van nog geen 10 Ned. el. Veel sterker ,is de kracht van zamenhang (cohaesie); om een dun ijzerdraad te doen breken, moet men er een betrekkelijk vrij groot gewigt aan ophangen. Maar eindeloos grooter is het vermogen der verwantschap. Deze houdt de atomen, die zij eens verbonden heeft, vast met eene kracht, waarover eerst het onderzoek van den jongsten tijd eenig licht heeft verspreid. Kohlrausch en Weber betuigen: “Indien al de waterstofdeeltjes van een milligramme water, in eene kolom ter hoogte van een millimeter (streep), aan een draad waren bevestigd, en al de zuurstofdeeltjes aan een anderen draad, dan zou men aan elk dier draden in tegenovergestelde rigting moeten trekken met eene kracht van bijna 150 000 Ned. pond, om die hoeveelheid water in den tijd van eene seconde te ontleden.” Deze beschrijving geeft ons eenig denkbeeld van het verschillend vermogen dier natuurkrachten , welke de wetenschap later hoogst waarschijnlijk als ééne enkele kracht, als aantrekkingskracht, zal beschouwen. Men raadplege verder het artikel scheikunde.

< >