Was ist Chemie?

Chemie – was ist das?

Das Wörterbuch der deutschen Sprache gibt eine einfache Antwort auf die Frage, die im Titel dieses Artikels gestellt wird. Was ist Chemie? Die Definition lautet wie folgt: Chemie ist die Naturwissenschaft, die die Eigenschaften, die Zusammensetzung und die Umwandlung der Stoffe und ihrer Verbindungen erforscht. Die Chemie gehört zur Gruppe der so genannten Naturwissenschaften, zu denen auch die Biologie, die Physik oder die Astronomie gehören.

Die Chemie gliedert sich in zwei grundlegende Bereiche: die organische Chemie und die anorganische Chemie. Die erste Wissenschaft befasst sich mit der Untersuchung von Verbindungen, die Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung enthalten. Die anorganische Chemie hingegen befasst sich mit allen anderen Verbindungen, in denen keine Kohlenstoffbindungen vorhanden sind.

Chemie und physikalische Chemie

Die Chemie ist eine der vielen Wissenschaften, die sich ständig weiterentwickeln.  Um die Jahrhundertwende haben sich auch verschiedene Zweige der Chemie herausgebildet, wie die physikalische Chemie. Diese Wissenschaft, die auch als Physikochemie bezeichnet wird, kombiniert Elemente des Wissens über die chemischen und physikalischen Eigenschaften verschiedener Stoffe.  Das Wesen der physikalischen Chemie ist der Versuch, eine chemische Reaktion mit der Theorie der Physik zu begründen.

Die Kategorie der physikalischen Chemie umfasst solche Wissenschaften wie:

• Elektrochemie,
• Thermodynamik,
• Photochemie,
• Sonochemie,
• Strahlenchemie.

Es gibt auch verschiedene andere Arten der physikalischen Chemie, wie z.B. die Magnetochemie. In dieser Wissenschaft spielt die Analyse der Beziehung zwischen den magnetischen Eigenschaften und der chemischen Struktur von Substanzen eine Schlüsselrolle. Die Kolloidchemie, die sich mit der Untersuchung kolloidaler Systeme (heterogener Suspensionen) befasst, wird auch unter dem Begriff physikalische Chemie zusammengefasst.

Was ist analytische Chemie?

Ein Beispiel für interdisziplinäre Chemie, die verschiedene Wissensgebiete miteinander verbindet, ist die analytische Chemie. Wie der Name schon sagt, befasst sich diese Wissenschaft hauptsächlich mit der Analyse verschiedener Substanzen. Forscher, die sich mit der Entwicklung der analytischen Chemie befassen, entwickeln ständig neue Methoden. Das Ziel ihrer Arbeit ist es, die Eigenschaften verschiedener chemischer Verbindungen – sowohl bekannter als auch völlig neuer – besser zu verstehen und zu vervollständigen.

Chemie: Wissen, das aus Beobachtungen der Welt der Natur entstanden ist

Seit Anbeginn der Zeit haben die Menschen die Welt um sich herum und die darin auftretenden Phänomene aufmerksam beobachtet. Diese Beobachtungen waren der Grundstein für die wissenschaftliche Disziplin namens Chemie. Die Definition dieser Wissenschaft ist jedoch nicht sofort entstanden.  Die ersten Entdecker der Welt der organischen und anorganischen Materie waren u.a. die alten Ägypter und Griechen.  Sie waren es, die als erste begannen, Fragen zur Struktur und zu den Eigenschaften der Materie zu erforschen: Festkörper, Flüssigkeiten und Gase. Die griechischen Naturphilosophen konzentrierten sich in ihren Werken vor allem auf die Untersuchung der Ursprünge der Pramaterie. Bereits im fünften Jahrhundert v. Chr. schuf der ionische Philosoph Leukippos den Begriff des Atoms im Zusammenhang mit den Pramaterie.  Seine Forschungen wurden von Demokrit von Abdera fortgesetzt.

In der Antike war die Chemie eng mit der Medizin und der Kosmogonie verbunden. Die Beobachtung des menschlichen Körpers führte die frühen Forscher zu revolutionären Entdeckungen in Bezug auf die Struktur und die Eigenschaften von Substanzen. Der damalige Stand der Physik und Chemie wurde von Aristoteles im 4. Jahrhundert v. Chr. zusammengefasst. Dieser griechische Philosoph führte das Denken der ersten Naturphilosophen fort.

Im ersten Jahrhundert verfasste der römische Schriftsteller Plinius der Ältere als Erster eine Sammlung von 37 Bänden mit dem Titel: Naturgeschichte. Sein Werk enthält die Essenz des Wissens der Antike über die Phänomene und Substanzen, die in der natürlichen Welt vorkommen. Die einzelnen Bände des Plinius behandeln medizinische, mineralogische und kosmologische Themen.

Chemie und Alchemie

Das Studium der Materie wurde in den folgenden Jahrhunderten u.a. von den Arabern, den Erfindern der Alchemie, erweitert. Auch heute noch gilt sie als eine der faszinierendsten Wissenschaften, die der Mensch geschaffen hat. Es war eine Disziplin, die sich auf die Suche nach Pramaterie konzentrierte. Die Alchemisten (Jabir Ibn Hajian, Rhazes) kombinierten Elemente der Natur mit Elementen der Philosophie, um die Essenz aller Dinge zu finden. Das übergeordnete Ziel ihrer Forschung war es, den Stein der Weisen zu finden, der gewöhnliches Metall in Edelmetall verwandeln sollte.

Die Bedeutung des Wortes Chemie und die Entwicklung der modernen Chemie

Als Schöpfer des Begriffs Chemie gilt Zosimos von Panopolis.  Er war ein griechischer Alchemist, der im 4. Jahrhundert nach Christus lebte. Er war es, der als Erster das Wort Chymia für die Erforschung der Materie verwendete. Die eigentliche Renaissance und die Anfänge der modernen Chemie liegen im 17. Jahrhundert und den Forschungen des englischen Philosophen, Chemikers und Physikers Sir Robert Boyle.  Er war der Autor eines Werks mit dem Titel:  The Sceptical Chymist, in dem er die Annahmen der Naturphilosophen in Frage stellte und seine eigene vereinfachte Definition des Elements vorschlug und eine Methode der quantitativen Forschung einführte.

Im letzten halben Jahrhundert haben viele Forscher einen Beitrag zur Entwicklung der Wissenschaft Chemie geleistet.  Dazu gehören unter anderen:

• Carl Wilhelm Scheele, Chemiker und Apotheker deutsch-schwedischer Herkunft, Wegbereiter verschiedener chemischer Analysemethoden, er isolierte Stickstoff, Milchsäure, Oxalsäure und gewann Chlor,
• Antoine Lavoisier, französischer Chemiker, untersuchte das Verhalten von erhitzten Stoffen und unterzog Verbrennungsderivate einer quantitativen Analyse; erklärte das Wesen des Verbrennungsprozesses,
• Joseph Priestley, englischer Chemiker, Entdecker des Sauerstoffs und des Phänomens der Photosynthese.

Die Liste der Namen von Wissenschaftlern und Forschern, denen wir den beeindruckenden Stand unseres heutigen chemischen Wissens verdanken, müsste natürlich noch viel länger sein. Erwähnenswert sind zum Beispiel Alessandro Volta, Dmitri Mendelejew oder Maria Skłodowska-Curie.

Chemie – eine Wissenschaft mit vielseitigen praktischen Anwendungen

Die Errungenschaften von Generationen tausender Chemiker sind aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken.  Nicht umsonst sagt man der Chemie nach, sie könne heilen, nähren, schützen und kleiden. Entdeckungen auf dem Gebiet der Chemie haben eine sehr breite praktische Anwendung. Ihnen ist es zu verdanken, dass wir bequem leben. Die Kenntnis der Eigenschaften von Substanzen ermöglicht es uns, Krankheiten zu bekämpfen, Kleidung, Lebensmittel, Reinigungsmittel und viele andere Dinge des täglichen Lebens herzustellen, wie z.B.:

• Brennstoffe,
• Düngemittel,
• Kosmetika,
• Farbstoffe, usw.

Beispiele für den Einsatz der Chemie in der Geschäftswelt

Parallel zu den Entdeckungen im Bereich der Chemie haben sich auch die Wirtschaft und viele gewinnbringende Industriezweige entwickelt, ohne die die heutigen globalen Wirtschaftssysteme nicht funktionieren könnten. Chemisches Wissen ist in vielen Schwer- und Leichtindustriezweigen sehr weit verbreitet. Sie trägt zu Entwicklungen in der Bau-, Kraftstoff- und Elektroindustrie sowie auf dem Energie-, Medizin- und Kunststoffmarkt bei.

Chemie heute: neue Entwicklungsrichtungen

Das einundzwanzigste Jahrhundert beweist, dass sich die Chemiker nicht auf ihren Lorbeeren ausgeruht haben. Wissenschaftler suchen immer noch nach Antworten auf verschiedene Fragen zu den Eigenschaften von organischer und anorganischer Materie. Es werden neue Elemente entdeckt (derzeit die so genannten Transurane), und es wird auch an der Anwendung der Chemie im Energiebereich und der Herstellung erneuerbarer Brennstoffe geforscht. Das Wissen um die Eigenschaften der Elemente bildet auch die Grundlage für viele neue Technologien. Diese Technologien ermöglichen das Recycling, die Herstellung von erneuerbaren Rohstoffen, Lebensmitteln und Kleidung sowie die Beseitigung der Verschmutzung von Boden, Atmosphäre und Wasser.

Quellen:

Bronisław Seyda, Dzieje medycyny w zarysie [Die Geschichte der Medizin im Überblick], Warszawa 1977.
Halina Lichocka, Historia chemii [Geschichte der Chemie], verfügbar unter:
https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/12455/historia%20chemii.pdf?sequence=3&isAllowed=y