Delen:
10 Vreemde verhalen uit de vroege studie van elementen
Chemie, zoals we het op school leren, kan een behoorlijk droog onderwerp zijn dat veel getallen en chemische reacties onthoudt. Maar dat hoeft niet het geval te zijn, en het blijkt dat er veel fascinerende verhalen zijn over hoe we voor het eerst kennismaakten met de elementen op het periodiek systeem. Chemie heeft veel leuke dingen begraven in zijn geschiedenis.
10 Zeven elementen van de mijne
Ytterbium, yttrium, terbium en erbium - het is een mondvol om te zeggen, en er is een reden dat ze samen op de lijst staan. Alle vier werden op een nogal onwaarschijnlijke manier gevonden, ontleend hun naam aan de kwartsgroeve in Ytterby, Zweden, waar ze werden opgegraven. De groeve staat bekend als iets van een goudmijn als het gaat om het documenteren van nieuwe elementen. Gadolinium, holmium, lutetium, scandium, tantalium en thulium zijn daar ook gevonden. Als het lijkt alsof dat verwarring kan veroorzaken, is dat absoluut waar.
In 1843 nam een Zweedse chemicus genaamd Carl Gustaf Mosander gadoliniet en scheidde het in de zeldzame-aarde materialen yttria, erbia en terbia. Toen hij echter zijn bevindingen deelde, raakte er iets verloren in de vertaling en werd erbia bekend als terbia, terwijl terbia erbia heette. In 1878 werd de nieuw gedoopte Erbia verder opgesplitst in nog twee componenten - ytterbia en nog een erbia. Men vermoedde dat ytterbia een verbinding was met een nieuw element, dat ytterbium werd genoemd. Deze verbinding werd gescheiden in twee elementen, neoytterbium en lutecium. Ben je al in de war? Zou het helpen dat Neoytterbium weer een andere naamsverandering kreeg en weer gewoon oude ytterbium werd en lutecium luteium werd?
Het eindresultaat van wat uit de Ytterby-groeve kwam, was een heel handvol elementen die om een paar redenen werden gevonden. De mijn was rijp voor het plukken, dankzij de gletsjeractiviteit tijdens de laatste ijstijd. Er was ook een nogal vreemd toeval gaande rond dezelfde tijd: de mijn werd oorspronkelijk geopend voor mijn veldspaat, die onlangs werd gemarkeerd als een sleutelcomponent in de creatie van porselein. Het maken van porselein was een goed bewaard geheim van het Verre Oosten, totdat enkele alchemisten erbij betrokken raakten. De mijn in Ytterby was opengegaan om te helpen met de vraag naar porselein, en de chemicus Johan Gadolin (die zijn naam gaf aan enkele van de rotsen) werkte bij de mijn vanwege zijn vriendschap met een Engelse porseleinmaker.
9 Barium werd verward met hekserij
Tegenwoordig is barium een vrij algemeen element dat wordt gebruikt om papier witter te maken, helderder te schilderen en als kleurmiddel om röntgenfoto's te blokkeren en problemen met het spijsverteringsstelsel meer op te sporen bij scans. In de Middeleeuwen was het een bekende substantie, maar niet zoals we er vandaag aan denken. Gladde stenen, meestal te vinden rond Bologna, Italië, waren populair bij heksen en alchemisten vanwege hun neiging om in het donker te gloeien nadat ze slechts een korte tijd aan licht waren blootgesteld.
In de 17e eeuw werd zelfs gesuggereerd dat de zogenaamde Bologna-stenen feitelijk stenen van de filosoof waren. Ze hadden mysterieuze eigenschappen: als je ze opwarmde, zouden ze een vreemde, rode kleur krijgen. Stel ze een paar minuten bloot aan zonlicht, en ze zouden uren gloeien. Een schoenmaker en parttime alchemist genaamd Vincentius Casciorolus experimenteerde op de steen en probeerde alles om het andere metalen in goud te veranderen en zo een elixer te maken dat hem onsterfelijk zou maken. Hij faalde, helaas, en bijna nog eens 200 jaar, de rots was niets meer dan een vreemde nieuwsgierigheid die werd geassocieerd met de mysteries van hekserij.
Pas in 1774, toen Carl Scheele (van de groene faam van Scheele) experimenteerde met aardmetalen, werd die barium erkend als iets onafhankelijks. Oorspronkelijk genoemd terra ponderosaof 'zware aarde', het zou nog geen tientallen jaren duren voordat een Engelse scheikundige eindelijk het element isoleerde en identificeerde waardoor de stenen van de heksen gloeiden.
8 toevalshelium
Wetenschappelijke geschiedenis zit vol met voorbeelden waarin mensen racen om als eerste iets te documenteren of uit te leggen, maar het vinden van helium eindigde in een bizarre das.
De wetenschappelijke gemeenschap was nieuw in het bestuderen van de emissies van de zon in de late 19e eeuw, en ze dachten dat de beste (en misschien enige) manier om dit te doen was om ernaar te kijken tijdens een zonsverduistering. In 1868 richtte Pierre Jules Cesar Janssen zijn winkel op in India, waar hij de zonsverduistering zag en iets nieuws zag - een geel licht dat voorheen onbekend was. Hij wist dat hij het beter moest bestuderen om te bepalen wat dit gele licht precies was, dus bouwde hij uiteindelijk de spectrohelioscoop om de emissies van de zon gedurende de dag te bekijken.
In een bizar toeval, een Engelse astronoom ging exact hetzelfde op precies dezelfde tijd, een halve wereld verder. Joseph Norman Lockyer was ook bezig met het bekijken van de emissies van de zon, ook overdag, en hij zag ook het gele licht.
Beide mannen schreven papers over hun bevindingen en stuurden ze naar de Franse Academie van Wetenschappen. De kranten arriveerden op exact dezelfde dag en hoewel ze eerst nogal belachelijk werden gemaakt vanwege hun werk, werd het later bevestigd en de twee astronomen deelden de eer uit voor de vondst.
7 The Great Name Debate
Veel van de namen en symbolen van de elementen lijken niet overeen te komen, maar dat komt meestal omdat het symbool afkomstig is van een Latijnse vertaling, zoals goud "Au". De uitzondering is wolfram, waarvan het symbool "W." is.
Het verschil komt omdat het element lange tijd twee namen had.De Engels-sprekende wereld noemde het "wolfraam", terwijl anderen het "wolfram" noemden om een hele coole reden: Tungsten werd voor het eerst geïsoleerd van de minerale wolframiet en in sommige kringen behield het zijn oude naam tot 2005. Zelfs dan, het gaf niet op zonder een gevecht, met name Spaanse chemici die beweerden dat "wolfram" niet van de officiële informatie voor wolfraam had mogen worden afgezet.
In feite werd in de meeste andere talen dan het Engels "wolfram" nog steeds gebruikt, en het is de naam die de mannen die het hebben gevonden, de gebroeders Delhuyar, hebben gebruikt. Het woord komt van het Duitse woord voor "wolfsschuim", en het gebruik ervan dateert al uit de begintijd van het tin-smelten. Voordat we iets over elementen wisten, herkenden de mensen die de smelters werkten een bepaald mineraal door de manier waarop het opschuimde toen ze het smolten. Ze noemden het minerale "wolvenschuim" omdat ze geloofden dat hun aanwezigheid het tin verteerde dat ze probeerden te extraheren uit het mineraal, net zoals een wolf zijn prooi zou verorberen. Tegenwoordig weten we dat het het hoge wolfraamgehalte in het erts is, maar chemici hebben lang en hard gestreden om hun naam te behouden. Ze verloren, maar het symbool voor wolfraam blijft nog steeds een "W."
6 Neonlichten Predate Neon
Broadway en Las Vegas zouden zeker niet hetzelfde zijn zonder de felle neonlichten die ze beroemd hebben gemaakt, maar vreemd genoeg is het maken van neonlichten een oude een die ouder is dan de kennis van het element.
Neon is een van de edelgassen en een van de slechts zes elementen die inert zijn. Geurloos, kleurloos en bijna volledig niet-reactief neon werd gevonden samen met andere edelgassen argon en krypton. In 1898 experimenteerden chemici Morris Travers en William Ramsay met de verdamping van vloeibare lucht toen ze de nieuwe gassen documenteerden. Neon werd voor het eerst gebruikt in 1902 om verzegelde glazen buizen te vullen en de opzichtige, onmiskenbare reclameborden te creëren die we nu overal tegenkomen.
Ze waren echter niet de eerste; wat we nu kennen als neonborden dateren uit de jaren 1850, toen Johann Heinrich Wilhelm Geissler de eerste neonlichten maakte. De zoon van een glasmaker, Geissler pionierde de vacuümbuis, samen met de vacuümpomp en de methode om elektroden in de glazen buizen te plaatsen. Hij experimenteerde met een aantal verschillende gassen en produceerde veel verschillende soorten kleuren, terwijl neon alleen roodachtig oranje was. De populariteit van Neon kwam mede door de kleur die het afgeeft, en ook omdat het ongelooflijk duurzaam is en tientallen jaren kleurrijk blijft.
5 Aluminium was waardevoller dan goud
Chemici wisten dat aluminium ongeveer 40 jaar bestond voordat ze de technologie hadden om het te isoleren. Toen ze dat uiteindelijk in 1825 deden, werd het waanzinnig waardevol. Oorspronkelijk ontwikkelde een Deense chemicus de methode om slechts de kleinste bit te extraheren, en het was pas in 1845 dat de Duitsers erachter kwamen hoe ze er genoeg van konden maken zodat ze zelfs de meest basale eigenschappen ervan konden bestuderen. In 1852 bedroeg de gemiddelde aluminiumprijs ongeveer $ 1.200 per kilogram. Vandaag is dat het equivalent van ongeveer $ 33.650.
Het was pas in de jaren 1880 dat een ander proces werd ontwikkeld dat het meer algemene gebruik van aluminium mogelijk zou maken, en tot die tijd bleef het ongelooflijk waardevol. De eerste president van de Franse Republiek, Napoleon III, gebruikte aluminium diner-instellingen voor alleen zijn meest gewaardeerde gasten. De gewone, doorsnee gasten zaten met gouden of zilveren servies. De koning van Denemarken droeg een aluminium kroon en toen het werd gekozen als sluitsteen van het Washington Monument, was het het equivalent van puur zilver kiezen vandaag. Luxe Parijse dames droegen aluminium sieraden en gebruikten een aluminium operaglas om te laten zien hoe rijk ze waren.
Aluminium vormde ook de ruggengraat van visies voor de toekomst. Het was de grootste attractie tijdens de Parijse expositie in 1878 en het werd het materiaal bij uitstek voor schrijvers als Jules Verne toen ze hun grote toekomstvisies aan het opbouwen waren. Aluminium zou worden gebruikt voor alles, van hele stadsstructuren tot raketschepen.
Natuurlijk nam de waarde van aluminium een steile duik toen er nieuwe manieren werden ontwikkeld om het te maken en het was plotseling overal.
4 Fluorine's dodelijke uitdaging
De eerste waarnemingen van fluor kwamen uit de jaren 1500, met een Duitse mineralogist die het beschreef als een materiaal dat diende om het smeltpunt van erts te verlagen. In 1670 ontdekte een glasbewerker per ongeluk dat vloeispaat en zuren zouden reageren en gebruikte de reactie om glas te etsen. Het isoleren van fluor bleek veel moeilijker en dodelijker.
Het was onze oude vriend Carl Scheele die vaststelde dat het iets in de vloeispaat was dat de reactie veroorzaakte, en in 1771 begon de jacht op fluor in alle ernst. Voordat het uiteindelijk werd geïsoleerd door Ferdinand Frederic Henri Moissan in 1886 (waarmee hij een Nobelprijs ontving), liet het proces een behoorlijk spoor van ziekte en letsel achter. Moissan zelf werd gedwongen om zijn werk vier keer te stoppen omdat hij leed aan, en langzaam herstelde van, fluorvergiftiging. De schade aan zijn lichaam was zo groot dat men over het algemeen dacht dat zijn leven ongelooflijk verkort zou zijn als hij pas een paar maanden nadat hij de Nobelprijs had aanvaard niet stierf aan appendicitis.
Humphry Davy's pogingen zouden hem blijvende schade toebrengen aan zijn ogen en vingers. Een paar Ierse chemici, Thomas en George Knox, werkten ook uitgebreid aan het proberen om fluor te isoleren, waarbij de ene stierf en de ander jarenlang op bed lag. Een Belgische chemicus stierf ook in zijn pogingen, en een vergelijkbaar lot trof de Franse chemicus Jerome Nickels.In de jaren 1860 resulteerde het werk van George Gore in een paar explosies, en het was pas toen Moissan op het idee kwam om de temperatuur van zijn monster te verlagen tot -23 graden Celsius (-9 ° F) en vervolgens de zeer vluchtige vloeistof te isoleren dat fluor voor de eerste keer met succes werd gedocumenteerd.
3 Het element genoemd naar de duivel
Nikkel is tegenwoordig heel gewoon, wordt gebruikt als een legering en geeft zijn naam aan een Amerikaanse munt (dat is eigenlijk maar ongeveer 25 procent echt nikkel). De naam is echter een beetje raar. Hoewel veel elementen worden genoemd naar goden en godinnen, of naar hun meest gewenste eigenschap, wordt nikkel vernoemd naar de duivel.
Het woord "nikkel" is een afkorting voor het Duitse woord Kupfernickel. Het gebruik ervan gaat terug tot een tijdperk waarin koper ongelooflijk nuttig was, maar nikkel was niet het minst wenselijk. Mijnwerkers, altijd een bijgelovig lot, vonden vaak ertsaders die op koper leken, maar dat waren ze niet. De waardeloze ertsaderen werden gebeld Kupfernickel, wat zich vertaalt naar "Old Nick's copper." Old Nick was een naam voor de duivel, en hij was veel meer dan dat voor de mijnwerkers die diep onder de grond werkten. De overtuiging was dat Old Nick de nep-koperaderen daar met opzet opzette, gedeeltelijk om de mijnwerkers hun tijd te laten verspillen en ook om hen te leiden in een richting die dodelijk kon zijn. Elke dag was tenslotte potentieel dodelijk en mijnwerkers hebben lang geloofd in de aanwezigheid van aardewerelden die de in het ondergrondse domein gezonden indringers kunnen helpen of doden.
Zuiver nikkel werd voor het eerst geïsoleerd in 1751 door de Zweedse chemicus en mineraloog Axel Fredrik Cronstedt, en de naam die de mijnwerkers het waardeloze erts eeuwenlang hadden genoemd.
2 De bizarre onthulling van Palladium
Palladium werd gedocumenteerd door een ongelooflijk onderbelicht genie genaamd William Hyde Wollaston. Wollaston, die een medische graad had in Cambridge en pas na een lange carrière als arts en uitvinder van optische instrumenten de chemie opende, palladium en rhodium isoleerde en het eerste type kneedbaar platina creëerde. Zijn methoden om zijn vondst van palladium aan de wereld te onthullen, zorgen echter voor het beste verhaal.
Na het aangaan van een partnerschap met de financieel welgestelde Smithson Tennant, kreeg Wollaston toegang tot een materiaal dat via Jamaica naar Colombia moest worden gesmokkeld vanuit wat nu Colombia-platinaerts is. In 1801 richtte hij een volledig laboratorium op in zijn achtertuin en ging aan de slag.
Zijn dagboeken uit 1802 vertellen over zijn nieuwe element, oorspronkelijk "ceresium" genaamd, kort daarna hernoemd tot "palladium". Wetende dat er andere onderzoekers achter hem zaten in zijn werk, moest hij zijn bevindingen openbaar maken. Hij was echter nog niet helemaal klaar om het formeel te presenteren, dus nam hij een handvol van zijn nieuwe element mee naar een winkel aan de Londense Gerrard Street in Soho. Hij deelde vervolgens een groep flyers uit met reclame voor een prachtig nieuw type zilver dat te koop was. Scheikundigen gingen nogal boos op het hele idee, met een aantal van hen probeerde het materiaal na te bootsen en verzuimde dit te doen. Terwijl iedereen het idee verwierp dat het allesbehalve een soort legering was, bood hij anoniem een beloning aan voor iedereen die het kon bewijzen. Natuurlijk kan niemand dat.
In de tussentijd bleef Wollaston werken, vond rhodium en publiceerde er een artikel over. Dat was in 1804; in 1805 was hij klaar om met palladium naar voren te komen en schreef hij een artikel over zijn eerdere vondst. Verschijnend voor de Royal Society of London, gaf hij een lezing over de eigenschappen van dit vreemde nieuwe materiaal, voordat hij het samenvatte met de erkenning dat hij het eerder had gevonden en tijd nodig had om al zijn eigenschappen tot zijn tevredenheid te verkennen voordat hij het officieel maakte .
1 Chloor en flogiston
Geloof in een stof genaamd phlogiston heeft decennia lang de documentatie van chloor teruggedraaid.
Geïntroduceerd door Georg Ernst Stahl, de theorie van flogiston stelt dat metalen waren samengesteld uit de kern van dat metaal, samen met de stof flogiston. Vanaf de 18e eeuw hebben scheikundigen het gebruikt om uit te leggen waarom sommige metalen substantie veranderen. Wanneer ijzerroest bijvoorbeeld, verliest het zijn ijzerniteit en heeft alleen zijn flogiston over. De theorie was een steeds evoluerende theorie, en rond 1760 geloofde men dat de substantie "ontvlambare lucht" was, ook bekend als waterstof. Andere elementen werden ook in termen van de theorie genoemd. Zuurstof was gedeflogisticeerde lucht en stikstof was flogiston-verzadigde lucht.
In 1774 produceerde Carl Scheele eerst chloor met wat we nu zoutzuur noemen, en hij beschreef het in termen die we vrij gemakkelijk herkennen. Het was zuur, verstikkend en "meest onderdrukkend voor de longen." Hij nam de neiging op om dingen te bleken en de onmiddellijke dood die het aan insecten bracht. In plaats van het te erkennen als een volledig nieuw element, geloofde Scheele dat hij een gedeflogisticeerde versie van zoutzuur (zoutzuur) had gevonden. Een Franse chemicus beweerde dat het eigenlijk een oxide van een onbekend element was, en dat was niet het einde van het argument. Humphry Davy (die we in zijn noodlottige zoektocht naar fluor noemden), dacht dat het een zuurstofvrije verbinding was. Dit was volledig in tegenspraak met de rest van de wetenschappelijke gemeenschap, die ervan overtuigd was dat het een verbinding was met zuurstof. Pas in 1811, lang na zijn eerste isolement en het debunderen van de phlogiston-theorie, bevestigde Davy dat het een element was en noemde het naar zijn kleur.
Na een aantal klusjes gedaan te hebben van schuur-schilder tot grafdelver, houdt Debra van schrijven over de dingen die geen geschiedenisles zal leren. Ze brengt veel van haar tijd door, afgeleid door haar twee veedrijvershonden.