Winkler Prins Encyclopedie

E. de Bruyne, G.B.J. Hiltermann en H.R. Hoetink (1947)

Gepubliceerd op 23-01-2023

FORMULE

betekenis & definitie

(1, algemeen) (Latijn: formula) noemt men de voor bepaalde gevallen voorgeschreven of gebruikelijke woorden en zinswendingen, zoals bijv. de op doelmatige wijze gekozen woorden, waarmede in processen of gerechtelijke verhandelingen herhaaldelijk voorkomende uitspraken of verklaringen worden aangeduid.

(2, godsdienst). In de meest verschillende godsdiensten bezit het heilige Woord een macht, die door de binding van verschillende woorden tot een formule nog sterker wordt. De vaste opeenvolging van woorden, in een bepaald rhythme gereciteerd, wordt geacht magische krachten los te maken. Wij vinden zulke formules in de eerste plaats in de magie en spreken dan van toverformules. De Romeinen noemden zulk een toverformule carmen (vgl. Engels charm). Zulk een carmen kan een vluchtende slaaf op de plaats vastbannen. De Grieken kenden hun epoidai, een woord, dat wij zouden vertalen door bezwering of belezing. De volkskunde wijst dergelijke belezingen nog heden ten dage in vele streken aan. De toverformule kan tot elk doel gebruikt worden, mits het nauwkeurig in de woorden omschreven is. Zij kan tot de officiële cultus behoren, maar zij kan ook door een tovenaar of door wie dan ook, die haar kent, privatim worden gesproken. Daarbij doet men in de regel de stem dalen en spreekt op zingende toon, sterk gebonden (Latijn: susurrare).

In de eigenlijke cultus (z eredienst) ontmoeten wij de formules vooral bij gebed en offer. Zo is brakman, later de aanduiding ener goddelijke macht, oorspronkelijk in het vedische Indië de naam van een machtige offerformule. Spreekt men het gebed uit met de juiste formule, offert men onder begeleiding van de daarbij passende woorden, dan kan men zeker zijn van goede uitslag. De oude Egyptenaren noemden een afgestorvene, die alle gevaren van het hiernamaals doorstaan had, die wij dus „zalig” zouden noemen, „recht van stem”, d.w.z. dat hij de juiste formules met de daarbij passende intonatie had gereciteerd en zich daardoor grote macht had verworven. De Romeinen legden grote nadruk op het nauwkeurig reciet der gebedsformules en stelden de regel in: in precibus nihil ambiguum, in de gebeden mag niets voor tweeerlei uitleg vatbaar zijn. Voorts vinden wij de formule bij allerlei (oorspronkelijk) sacrale handelingen, zoals de aflegging van de eed, de sluiting van het huwelijk enz.

Ook het gebed, dat zich aan de magische sfeer heeft onttrokken, behoudt in vele gevallen de vorm der formule. Hetzelfde geldt van de gehele eredienst. Zonder dat daarmede de voorstelling ener dwingende macht wordt verbonden, verenigt zich dan een religieuze gemeenschap voor gebed, lofzegging, geloofsbelijdenis enz. op een bepaalde formule. Zo kennen wij uit sommige godsdiensten liturgische formulieren. Vooral de geloofsbelijdenis wordt gaarne in een korte formule gereciteerd.

(3, wiskunde). Men verstaat onder een formule in de meest algemene zin iedere samenstelling van tekens (of symbolen*), waaruit volgens vaststaande regels andere samenstellingen van symbolen kunnen worden afgeleid (voor naar bepaalde personen genoemde formules, zie de persoonsnaam).

(4, scheikunde). In de scheikunde worden chemische verbindingen vaker dan door een naam (z nomenclatuur) aangeduid door een chemische formule. Een molecule van een verbinding bevat een bepaald aantal atomen van ieder van de samenstellende elementen. Men geeft nu de samenstelling aan door een formule, waarbij iedere atoomsoort wordt aangeduid door het symbool van het element met rechts onderaan een cijfer, dat het aantal van de betreffende atoomsoort, zo dit meer dan één bedraagt, aanduidt. Het symbool van ieder element bestaat uit de eerste letter van de Latijnse naam van het element, zo nodig gevolgd door een tweede letter, zoals aangeduid in de lijst van elementen (z atoom). Aldus is water H20, chloor Cl2, zoutzuur HCl, ammoniak NH3, natriumsulfaat Na2S04. De volgorde van de elementen is voor meer ingewikkelde verbindingen niet strikt vastgelegd; gebruikelijk is, met enkele uitzonderingen, vooral in Frankrijk, dat het meer positieve metaal en de waterstof, die door metaal vervangbaar is, vooropstaan. Het tegenwoordige formuleschrift is ingevoerd door Berzelius*. Daar ieder element een bepaald atoomgewicht bezit, is ook de quantitatieve samenstelling van de verbinding direct uit de formule te berekenen; water uit tweemaal 1 deel waterstof en eenmaal 16 delen zuurstof. Bij het weergeven van chemische reacties worden de formules van de reagerende stoffen en de gevormde producten in een vergelijking geschreven, vermenigvuldigd met coëfficiënten, die de aantallen moleculen weergeven. Wegens de wet van het behoud van massa moeten links en rechts van het gelijkteken gelijke aantallen voorkomen van iedere atoomsoort. Voorts is het gebruikelijk de coëfficiënten zo te kiezen, dat deze geheel zijn en geen gemeenschappelijke deler hebben: CaC03 + 2HCI = CaCl2 + HaO + C02 ↑ . Met een pijl naar boven, resp. naar beneden, geeft men dan nog vaak aan, dat een stof als gas ontwijkt, resp. dat deze als weinig oplosbaar uit een oplossing neerslaat: 3BaCl2 + Al2(S04)3 = 2 AlCl3 + 3 BaS04 ↓ . Deze eenvoudigste vorm van een chemische formule, welke slechts de samenstelling naar soort en aantal van de samenstellende atomen aangeeft, heet de empirische of stoechiometrische formule. Reeds in de laatste formule van aluminiumsulfaat Al2(S04)3 is door haken aangegeven, dat de groep S04, de sulfaatgroep, een bijzonder resistente groepering is, die bij vele omzettingen behouden blijft. Dit onderlinge verband van de atomen, waarbij ook gelet dient te worden op de ongelijkwaardigheid van atomen van dezelfde soort, maar die op verschillende wijzen zijn gebonden, komt geheel tot uitdrukking in de structuurformule (ook wel eens de rationele formule genoemd). Vooral in de organische chemie wordt een verbinding pas goed weergegeven door de structuurformule. Zo zijn aethylalkohol: CH3.CHOH en dimethylaether: (CH3) 20 geheel verschillende stoffen, zgn. isomere stoffen met een gelijke stoechiometrische samenstelling C2H60 (Z isomerie). Evenzo heeft de normale propylalkohol tot formule CH3.CH2. CHOH, maar de isomere isopropylalkohol is GH3. CHOH.CH3 (Z isomerie). Bij meer ingewikkelde verbindingen is een schrijfwijze, waarbij de afzonderlijke bindingen door streepjes worden weergegeven, veel duidelijker en ondubbelzinniger.

Vaak is het niet volstrekt nodig ook de binding van de toch eenwaardige waterstofatomen door streepjes volledig weer te geven. Een verdere verfijning van de chemische formule ontstond, toen Van ’t Hoff en Le Bel door de hypothese van het tetraëdrisch koolstofatoom (z koolstof) de structuur tot de ruimte uitbreidden, ten einde ook rekenschap te geven van de optische isomeren (z draaiingsvermogen).

Zo zijn projecties in het platte vlak van de beide optische spiegelbeeldige isomeren van isobutylalkohol (butanol, 2) (z isomerie). Vooral bij het ontwarren van de structuur van de suikers (E. Fischer) hebben deze projectieformules veel dienst bewezen. Het is gebleken, dat deze papierformules inderdaad met de werkelijke ruimtelijke structuur overeenkomen. Het ideaal is in de chemische formule ook de gehele reactiewijze van de verbinding tot uitdrukking te brengen. Het is thans duidelijk, dat dit in vele gevallen met slechts één formule onmogelijk is. Niettemin kan een kundig chemicus uit een scheikundige formule zeer veel zeggen omtrent eigenschappen en reacties van een verbinding. Bij ingewikkelde verbindingen, zoals strychnine* en penicilline*, heeft het een enorme arbeid gekost, geleverd door tal van onderzoekers, werkende met verschillende methoden, totdat de structuurformule opgehelderd werd. Pas wanneer de structuurformule bekend is, kan met vrucht naar een synthetische bereidingswijze worden gezocht. De chemische formule is aldus wel de meest gecomprimeerde wijze, waarmede in een enkele symbolische figuur de resultaten worden samengevat van vele wetenschappelijke onderzoekingen, welke tientallen bladzijden druks beslaan.

PROF. DR J. A. A. KETELAAR