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    Antoine L. Lavoisier und die Chemische Revolution

    Martin Carrier

    1. Lavoisier und die Entwicklung der Chemie Antoine Laurent Lavoisier (17431794) ist der Urheber der Chemischen Revolution. Unter dem

    Einfluss seines Werks hat sich die Chemie der inhaltlichen Beschaffenheit und dem methodischen

    Zugang nach grundlegend gewandelt. Lavoisiers Arbeiten erschlieen sich vergleichsweise leicht

    dem heutigen Leser, whrend die Abhandlungen der alten Chemie ohne langwierige Erluterungen

    kaum zugnglich sind. Von der Antike an bildeten die sog. Prinzipien den Angelpunkt chemischen

    Denkens. Prinzipien sind Trger allgemeiner Eigenschaften wie Festigkeit, Flchtigkeit oder

    Brennbarkeit. Die Eigenschaften von Stoffen verweisen darauf, welche Prinzipien in ihnen enthal-

    ten sind.1 Bei chemischen Umwandlungsprozessen werden Prinzipien bertragen und ausge-

    tauscht, woraus sich die nderung der stofflichen Qualitten der beteiligten Substanzen erklrt.

    Eine der nachhaltigen Wirkungen der Chemischen Revolution bestand in der Abschaffung der

    Prinzipien.2

    Lavoisiers Elementare Abhandlung der Chemie (1789) liest sich nach Anlage und Darstel-

    lung wie ein etwas veralteter Vorgnger eines modernen Lehrbuchs. Es werden chemische Ele-

    mente vorgestellt, sowie deren Reaktionen und Verbindungen. Analysen und Synthesen werden in

    systematischem Zusammenhang und in vertrauter Begrifflichkeit prsentiert. In der alten Chemie

    werden dagegen in einer retrospektiv verwirrenden Weise Stoffe und Eigenschaften miteinander

    vermengt. Es ist zum Beispiel aus dem Kontext zu erschlieen, ob der Ausdruck Quecksilber die

    betreffende chemische Substanz oder das gleichnamige Prinzip, also die Eigenschaft der Flchtig-

    keit bezeichnet und entsprechend auf ganz andere Substanzen Anwendung findet. Zwar haben sp-

    tere Einsichten nicht selten Lavoisiers Theorie korrigiert, aber in Begrifflichkeit und Zugangs-

    weise hat sie die Chemie bis in die Gegenwart hinein geprgt.

    Inhaltlich besteht Lavoisiers bekannteste Leistung in der Formulierung der Oxidationstheo-

    rie der Verbrennung. Danach stellt sich dieser Prozess als Verbindung zwischen dem brennenden

    Material und dem Sauerstoff der Luft dar. Diese Lehre ersetzte die von Georg Ernst Stahl (1660-

    1734) um 1700 formulierte Phlogistontheorie, die als eine Spielart der Prinzipienchemie das Prin-

    1 Dabei wurde stets nur eine geringe Zahl von Prinzipien angenommen, jedem von diesen also eine

    Mehrzahl von Eigenschaften zugeordnet. Die Herausforderung bestand entsprechend darin, die Vielzahl der beobachtbaren Merkmale durch wenige Eigenschaftskombinationen zu erfassen.

    2 Allerdings entfalten die Prinzipien bei Lavoisier selbst noch eine sprbare Wirksamkeit (s.u. 6). Aber bei den Urhebern des Neuen finden sich in aller Regel noch Residuen des Alten. Galilei blieb lange im Bannkreis der Impetusphysik, und Darwin legte sich auf die Lamarckistische Vererbung erworbener Eigenschaften fest.

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    zip der Brennbarkeit, eben das Phlogiston, ins Zentrum rckte. Nach dieser herkmmlichen Vor-

    stellung ist Verbrennung Zerlegung: bei der Verbrennung entweicht Phlogiston aus dem betreffen-

    den Krper, und es bleibt unbrennbare Asche zurck. Feuer und Flamme fhren schlielich zwei-

    felsfrei vor Augen, da etwas den brennenden Krper verlt. Bei Stahl ist das Phlogiston ein ir-

    disches Prinzip, also eine Unterform des Elements Erde; es ist nicht frei darstellbar, aber in lig-

    fettigen Stoffen ebenso wie in Holzkohle und Ru in besonders starkem Ma enthalten.

    Charakteristisch fr die Phlogistontheorie ist eine Universalittsbehauptung des Inhalts,

    da smtliche Verbrennungsprozesse und berdies die sog. Kalzination von Metallen, d.h. deren

    Rsten zu Metallkalken (ihre Oxidation in modernen Begriffen), als Phlogistonabgabe aufzufas-

    sen sind. Nicht allein brennbare Stoffe, auch Metalle weisen smtlich einen Anteil Phlogiston auf.

    Fr Stahl ist demnach die Kalzination von Blei zu Bleigltte (PbO) chemisch von gleicher Art wie

    die Verbrennung von Holzkohle. Da es sich in beiden Flle um das gleiche Prinzip handelt, zeigt

    sich darin, da Bleigltte durch Glhen mit Holzkohle wieder in Blei verwandelt werden kann.

    Dabei wird offenbar das durch die Verbrennung aus der Holzkohle ausgetriebene Phlogiston vom

    Bleikalk aufgenommen und transformiert dieses in das zugehrige Metall. Der Verbrennung von

    Nichtmetallen und der Kalzination von Metallen liegt daher einheitlich die Freisetzung von Phlo-

    giston zugrunde.

    Seine gegenteilige Ansicht wird fr Lavoisier zum Kristallisationskeim einer fundamen-

    talen Umorientierung der Chemie. Lavoisier beschrnkt sich dabei keineswegs auf eine neue Auf-

    fassung der Verbrennung, sondern schlgt auch eine neuartige Theorie der Suren vor, derzufolge

    Sauerstoff wesentlicher und gemeinsamer Bestandteil aller Suren ist (woran die Bezeichnung bis

    zum heutigen Tag erinnert). Daneben tritt bei Lavoisier die Ansicht, da Wasser eine Verbindung

    von Wasserstoff und Sauerstoff ist und damit (wie zuvor schon die Luft) seine berlieferte

    Stellung als elementarer Grundstoff verliert. Endlich geht es Lavoisier um die Wrmestofftheorie,

    derzufolge Wrme eine unwgbare, unzerstrbare Substanz ist, die Verbindungen mit gewhn-

    lichen Stoffen eingehen kann.

    Man sieht, Lavoisier hatte nicht in allem recht. Aber Wahrheit ist ein schwer greifbares

    Gut. Wissenschaftlicher Erfolg wird eher daran gemessen, da eine Theorie einer groen Zahl von

    Befunden auf przise Weise und in einem einheitlichen Begriffsrahmen Rechnung zu tragen

    vermag und dabei die wirksamen Kausalfaktoren zutreffend identifiziert. An diesen Mastben

    gemessen war die Oxidationstheorie der alten Lehre weit berlegen.

    Lavoisier zeichnete sich durch herausragende Innovationskraft aus, die sich in neuartigen,

    fruchtbaren Deutungen der von anderen Wissenschaftlern gewonnenen Ergebnisse niederschlug,

    aber auch in der Konzeption aussagekrftiger Versuche. Seine Strke lag in der schlssigen

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    theoretischen Interpretation empirischer Resultate und deren Sttzung durch virtuose Experimente

    und geschickte Gegenproben. Eine seiner wichtigen methodischen Neuerungen war die

    Bercksichtigung von Gewicht und Volumen der an einer Reaktion beteiligten Substanzen. Zwar

    war auch zuvor schon in der Chemie auf solche als physikalisch geltenden Verfahren

    zurckgegriffen worden, aber erst Lavoisier machte von ihnen systematischen Gebrauch. Die

    Einklang einer Erklrung mit den beobachteten Gewichts- und Volumenverhltnissen wurde zu

    einem wesentlichen Prfstein ihrer Korrektheit. Insgesamt prgte Lavoisier die Chemie als

    Theoretiker durch neue Fragestellungen, neue Begriffsbildungen und neue Erklrungsprinzipien.

    In dieser Hinsicht gleicht der Urheber der Chemischen Revolution dem Schpfer der klassischen

    Mechanik: Lavoisier ist der Newton der Chemie.

    2. Akademiker und Steuerpchter: Die frhe Karriere Prgend fr Lavoisiers Lebensweg war der Eintritt ins Collge Mazarin im Jahre 1754.

    Charakteristisch fr diese herausragende Sttte hherer Bildung war der Einschluss der

    Naturwissenschaften in den Lehrkanon. Die Lektionen in Mathematik und Experimentalphysik

    beeindruckten den jungen Antoine nachhaltig und verstrkten seine Neigungen zu den empirischen

    Wissenschaften. Zustzlich besuchte Lavoisier ffentliche Vorlesungen in der Chemie, die von

    Franois Rouelle gehalten wurden. Rouelle war ein begnadeter Lehrer, der mit seinen berhmten

    Demonstrationen im Jardin du roi, einer der fhrenden Forschungseinrichtungen der Zeit, eine

    groe Zahl spter bedeutender Gelehrter (darunter Diderot, dHolbach und Rousseau) in seinen

    Bann zog. Auch Lavoisier wurde durch Rouelle fr die Chemie gewonnen. Zugleich begrndete

    der auf diese Weise erfahrene Kontrast zwischen begrifflicher Klarheit und deduktivem Aufbau

    der Physik auf der einen Seite und konfuser Terminologie und unsystematischer Faktizitt der

    Chemie auf der anderen ein Leitmotiv von Lavoisiers Schaffen, nmlich die Chemie durch einen

    an der Physik orientierten methodischen Zugang zu reformieren. Durch rigoroses Messen und

    Wiegen sollte die Chemie den Zustand einer bloen Tatsachensammlung hinter sich lassen; in

    einer quantitativ strukturierten Chemie wrde den Befunden ihr Ort in einem Rahmenwerk

    theoretischer Grundstze zugewiesen.

    1761 schrieb sich Lavoisier fr ein Jurastudium an der Sorbonne ein. Da es kaum Mglich-

    keiten gab, mit den Wissenschaften sein tgliches Brot zu verdienen, sollte das Recht die Lebens-

    grundlage Lavoisier sichern. Nach dem Abschlu 1764 gelang es ihm binnen vier Jahren, den

    Grundstein fr eine akademische und eine brgerliche Karriere zu legen. 1768 nmlich wurde

    Lavoisier (aufgrund von Arbeiten zur Chemie und Mineralogie) in die 1660 von Ludwig XIV.

    gegrndete Acadmie des sciences gewhlt. Diese Mitgliedschaft war eine Position von groem

    Prestige; sie versprach Aufmerksamkeit und Einflu. Fr den Erfolg im Brotberuf wesentlich

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    wenn auch letztlich fatal war Lavoisiers Aufnahme in die Ferme gnrale, die Korporation der

    Steuerpchter. Diese Fermiers gnraux trieben die kniglichen Abgaben und Zlle von den Un-

    tertanen ein und entschdigten sich fr ihre Mhen durch einen Aufschlag auf die an die Krone

    abzufhrenden Betrge. Im Laufe der Jahre hufte Lavoisier auf diese Weise ein groes Vermgen

    an, aus dem er betrchtliche