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FachbeitragDas Ende des Feuer­salamanders

Glauber entwickelt modernes Laborgerät
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Fachbeitrag: Das Ende des Feuer­salamanders
Dr. Michael Huber*)
„Er hat den Namen Gottes missbraucht und so ist der Feuersalamander aus seinem Ofen entkommen und wird auch uns alle noch verschlingen“. „Werft doch den Hexenmeister samt seiner Brut ins Feuer!“ Vor dem brennenden Haus des Alchimisten Glauber ist ein tobender Mob versammelt. Doch Johann Rudolph Glauber (1604–1670) ist im Dunkel der Nacht längst mit Frau und Kindern entkommen. Es war nicht der Salamander, sondern mit dem im 17. Jahrhundert noch recht unvollkommenen Laborgerät kommt es häufig zu Unfällen. Glauber gehört allerdings zu den wenigen Alchimisten, die auch in dieser Hinsicht den Schritt zur modernen Chemie machen...

Al Kymia, die Chemie kommt aus Arabien

Um 300 n. Chr. ist Alexandria in Ägypten das Weltzentrum der Wissenschaften. Römische, griechische und jüdische Exilanten haben eine Universität mit der weltgrößten Bibliothek aufgebaut. Auch das „Chemie Department“ ist für seine Kenntnisse weit berühmt. Im Jahr 642 erobern dann die Araber Alexandria und die Bibliothek mit zehntausenden von Handschriften wird von islamischen Fanatikern verbrannt. Spätere Kalifen und Sultane erkennen allerdings, dass der Koran allein nicht satt macht und fördern die Wissenschaften. Insbesondere die Chemie, von ihnen „Kunst der Ägypter“ (Al Kymia) genannt, begeistert die Araber. Bald ist Arabien dank intensiver staatlicher Förderung in Schlüsseltechnologien wie Mathematik, Optik, Chemie, Pharmazie und Medizin weltweit führend. Wer heute zum amerikanischen M.I.T. oder C.I.T. (Massachusetts bzw. California Institute of Technology) pilgert, wäre im Jahre 800 durch einen „Postdoc“ auf den arabischen Top Rank Universities von Cordoba oder Bagdad zu einem tüchtigen Alchemisten oder Mediziner geworden.

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Salmiak aus Kamel- Dung mit dem Alembik

Alkali, Alkohol, Ammoniak, Anilin, Alchemie/Chemie, Kampfer, Nafta, Natron oder Zucker, der Ursprung moderner Chemie steckt in den Lehrbüchern arabischer Wissenschaftler. Auch in der Labortechnik ist Arabien führend. Mit dem Alembik, einem Kolben mit Haube, wird destilliert, extrahiert und aufgeschlossen. Die Haube (Helm) dient als Rückfluss- oder Abflusskühler. Der Alembik bewährt sich zum Beispiel bei der Destillation von Kamel-Dung zur Gewinnung von Ammoniak. Daraus wird dann Salmiaksalz erzeugt, das gegen Bronchitis und Blasenentzündung eingesetzt wird. Neben dem Alembik gibt es eine Vielfalt weiterer Gefäße und Geräte, meist aus (unglasierter) Keramik, eventuell auch Kupfer oder Zinn. Der Einsatz von Glas ist relativ selten, da es noch zu teuer ist. Übrigens, Al Kymia lässt sich statt „Kunst der Ägypter“ auch als „Schwarze Kunst“ übersetzen und das machen dann auch die „europäischen Alchemisten“ vom Mittelalter bis in den Barock daraus.

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Weingeist statt Geist, die Pleite der Alchemie

Die Alchemisten vermischen den wissenschaftlich exakten Kern der arabischen Chemie mit griechischer Naturphilosophie, jüdischer Kabalistik, christlicher Mystik und Astrologie. Die Natur wird so zum dunklen Reich von mystischen Kräften und Geistern. Das Experiment verkommt zur Beschwörungszeremonie, um das Lebenselexier („Stein des Weisen“) zu bekommen. Weniger spirituelle Alchemisten wären auch schon zufrieden, wenn sie andere Metalle in Gold umwandeln könnten. Das alles geht nur mit einem Laborgerät, das selbst mystische Kräfte besitzt. Die Form der Gefäße wird deshalb Tieren nachempfunden wie zum Beispiel dem Pelikan, der „Selbstaufopferung“ symbolisiert und die Natur sozusagen moralisch zur Herausgabe des Goldes zwingen soll. Wieder andere Alchemisten werden zu Schnüfflern und produzieren nur noch „philosophischen Weingeist“ (Aceton). Übrigens, der Salamander steht in der Alchemie als Symbol für den Geist des Feuers. Seine fehlerhafte Beschwörung führt also zu Brand und Explosion. Ein Glück, dass „Alchemisten“ wie Glauber auf den praktischen Nutzen der Chemie sehen!

1656 – Glauber warnt vor Reformstau

„Jetzt, nach dem 30-jährigen Krieg, ist das ganze Land im Elend und dabei liegt das Gold als Sand auf der Straße. Aber statt Glas daraus zu machen, liegt der Deutsche jammernd hinterm Ofen und will nichts Neues lernen“, schimpft Glauber im Kreise seiner Familie. Dabei hat er in seinem 1656 erschienenen Buch „Des Teutschlands Wohlfahrth“ bereits einen Wirtschaftsplan zur Nutzung aller natürlichen Ressourcen in Deutschland aufgestellt. Auch die oben geschilderte Brandkatastrophe hat Glauber längst überwunden. Er hat durch Verkauf des von ihm entdeckten Heilmittels „Sal Mirabile Glauberi“ (Natriumsulfat bzw. Glaubersalz) viel Geld verdient und damit in Amsterdam die erste Chemiefabrik der Welt aufgemacht. Hier stellt Glauber Schwefel-, Salpeter-, Salzsäure, Aceton und Sprengstoffe nach eigenen Verfahren her. Er gießt Metallspiegel, destilliert Steinkohle und stellt Phenole zur Desinfektion und Antimonverbindungen gegen Infektionen her. Bereits früher hatte Glauber Konservierungsmethoden für Lebensmittel entwickelt, Malzextrakt und Traubenzucker gewonnen, der Seefahrt Sauerkraut gegen Skorbut und Meerwasserentsalzung gegen Verdursten empfohlen. Ein Verfahren zur Verbesserung von Weinen hat Glauber als „Lizenz“ in mehrere Länder verkauft. Glauber treibt keine Geheimwissenschaft, sondern beschreibt in seinen Lehrbüchern alle Verfahren und Geräte. Viele dieser Geräte hat Glauber selbst verbessert, manche sogar erfunden, wie beispielsweise Glasstöpsel und Glastrichter.

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Glauber bringt den faulen Haintz auf Trapp

2 Dinge verfolgt Glauber sein Leben lang: Verbesserung der Laboröfen und der Laborgeräte. Arbeiten die Alchemisten nicht mit dem „Anthanor“, einer Art „Tischgrill“, verwenden sie einen massiven Dauerbrandofen, den „faulen Haintz“. Doch die erreichbaren Spitzentemperaturen und die Hitzeverteilung sind ungenügend. Glauber konstruiert deshalb Öfen mit höherer Temperatur und besserer Hitzeverteilung. Für die Geräte empfiehlt Glauber soweit möglich Glas, denn dünnwandige Glasgefäße bieten im Vergleich zu Metall und Keramik viele Vorteile: Glas ist gegen fast alle Chemikalien beständig, bietet Sicht auf das Reaktionsgeschehen und reagiert im Vergleich zu dickwandiger Keramik relativ schnell auf Erwärmung. Glauber richtet deshalb in seiner Fabrik eine eigene Glasbläserei ein.

Die gläserne Retorte als Meilenstein der Chemie

Als der Autor mit 14 Jahren Nitroglycerin herstellen will, werden bei seinen Destillationen alle Korken und Gummistopfen seiner Apparatur zerfressen und so kauft er sich eine Retorte. Die Retorte braucht nämlich keine Stopfen, bei ihr dient ein an den Glaskolben horizontal angeschmolzenes Glasrohr als Luftkühler und Auslauf. Die auch von Glauber empfohlene Retorte mit der dichten Verbindung von Kolben und Kühler löst bereits im Labor des 17. Jahrhunderts zumindest teilweise ein Kernproblem, die bisher verwendeten Apparaturen sind nicht dicht. Die Hauben sitzen nur locker auf den Alembiks und die Vorlagen sind nur lose verbunden. Oft behilft man sich durch Verschmieren des Spalts mit Ton oder er wird mit Blei vergossen. Dennoch werden bei Laborunfällen die Alchemisten oft nicht vom „Feuersalamander“ sondern von austretenden Giftdämpfen getötet. Das andere Problem ist die Temperaturempfindlichkeit des Glases. Schnelles und ungleichmäßiges Erhitzen führt zu Sprüngen, zu hohes Erhitzen zum Schmelzen. Hier hilft man sich mit Lehmmantel oder Sandbad, was aber das Erhitzen träge macht.

Die Revolution kommt aus Jena!

„Mehr Glas im Labor!“ forderte Glauber bereits im 30-jährigen Krieg, doch erst 300 Jahre später bietet die Entwicklung temperaturbeständiger Borosilikatgläser durch Otto Schott in Jena eine echte Lösung. Mit dem „Jenaer Geräteglas“ gibt es endlich ein Glas, das nicht nur höher schmilzt und besondere chemische Beständigkeit besitzt, es hat vor allem einen besonders kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Auch bei ungleichmäßiger Erwärmung oder Abschrecken kommt es zu keinen Spannungen und dadurch auch nicht mehr zum Bruch. Ab 1887 bieten SCHOTT und Genossen erste Laborgeräte aus Jenaer Glas und bereits 1897 ist daraus ein Kernsortiment aus Erlenmeyern, Bechergläsern und Kolben geworden. Heute ist das weiterentwickelte Jenaer Geräteglas als Borosilikatglas 3.3 längst Standard und bei SCHOTT unter der bezeichnenden Marke DURAN® weltweit im Einsatz.

Kunststoffe ergänzen Glas

Bereits 1667 empfiehlt Glauber Glasschliffe als dichte Verbindungen und Verschlüsse. Doch seine Idee überlebt zunächst nur bei Flaschenstöpseln und wird erst 1921 auch für Kolben, Kühler usw. mit den „Normschliffen“ von Greiner & Friedrich zur generellen Lösung. Ab Ende der 60er Jahre ist dann mit dem „Verbacken“ der Schliffe oder Verunreinigungen durch „Schlifffett“ Schluss, jetzt dichten Hülsen aus chemiefestem PTFE (Polytetrafluorehthylen, „Teflon®“). Wahlweise werden Rohre durch Verschraubungen mit PTFE-Hülse und Quetschring verbunden. Ab 1987 gibt es bei SCHOTT mit Kunststoff als Berstschutz ummantelte Flaschen. Im Sortiment eines modernen Labware-Anbieters wie SCHOTT ergänzen sich die Eigenschaften von Borosilikatglas und Spezial-Kunststoffen wie PTFE-Küken, Fluorkautschuk, Silikonkautschuk und Polypropylen. Kurzum, das Arbeiten im chemischen Labor ist präziser, sauberer und sicherer geworden, als es sich der alte Glauber je hätte träumen lassen.

Vater der Fachliteratur und der chemischen Industrie

Der 1604 in Karlstadt (Franken) geborene Glauber reist nach einer Apothekerlehre in Gießen ab 1625 durch ganz Europa. Er hält sich in Wien, Salzburg, Basel, Paris, Giessen, Bonn, Utrecht, Arnhem, Bremen, Kassel, Wertheim, Kitzingen, Frankfurt, Köln und Amsterdam auf. Teils arbeitet Glauber bei anderen Apothekern oder Alchemisten, teils gründet er eigene Labors und wird so zum universellsten Chemiker seiner Zeit. Er stirbt 1670 in Amsterdam, wo er ab 1655 seine chemische Fabrik betrieben hatte. Neben Produktion und Forschung (u. a. Natriumsulfat, Ethylchlorid, Ammoniumnitrat, Metallsulfate) bringt Glauber auch die Theorie voran. Er spricht als erster von Säure/Base-Paaren, erfindet die „Affinität“ und ordnet die Metalle nach der Reaktivität. Mit über 40 Lehrbüchern wie „Neue Philosophie der Chemie“, „Chemische Grundoperationen“ oder „Kompendium der chemischen Prozesse“ gilt Glauber als Begründer der chemischen Fachliteratur. Während andere Alchemisten als Ärzte oder Apotheker nur „Nebenberufschemiker“ sind oder sich als „Goldmacher“ von Fürsten sponsern lassen, ist Glauber ein Vollchemiker. Glauber ist der erste Chemiker überhaupt, der von der Erzeugung und dem Verkauf chemischer Produkte lebt. In den Niederlanden gilt Glauber deshalb schon immer als „Vater der chemischen Industrie“. Seine Dienste ums Labor gerieten dagegen leider in Vergessenheit.

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