Entwicklung der chemischen Industrie (1851-1900)

1851
WILLIAM THOMSON (1824-1907), der spätere LORD KELVIN, führte in die Physik den Begriff „Energie“ ein. THOMSON nutzte erstmalig auch den Begriff „thermo dynamic“ für die sich entwickelnde Wärmetheorie.

1852
Der deutsche Chemiker ROBERT WILHELM BUNSEN (1811-1899) entwickelte die Schmelzflusselektrolyse von Aluminium. Ab 1886 wurde das Metall auch industriell durch Elektrolyse gewonnen und wurde dadurch zum zweitwichtigsten Gebrauchsmetall.

JOHANN HEINRICH LAMBERT (1728-1777) und AUGUST BEER (1825-1863) entdeckten das nach ihnen benannte Gesetz der Strahlungsschwächung.

1854
Der deutsche Arzt JOSEF SINSTEDEN entwickelte die ersten Bleiakkumulatoren. Diese wurden einige Jahre später von GASTON RAIMOND PLANTÉ wesentlich verbessert und waren die ersten Spannungsquellen, die über längere Zeit einen konstanten Strom lieferten. HEINRICH GOEBEL erfand eine elektrische Glühlampe mit einem Bambusglühfaden, die allerdings nur für einen kurzzeitigen Betrieb geeignet war.

RUDOLF CLAUSIUS (1822-1888) formulierte als Erster den 2. Hauptsatz der Wärmelehre, den „Entropiesatz“. Dieser lieferte eine Aussage über die Richtung der Energieübertragung bei sich selbst überlassenen Prozessen. Mithilfe des 2. Hauptsatzes kann auch vorausgesagt werden, ob und unter welchen Bedingungen chemische Reaktionen freiwillig ablaufen.

1855
ROBERT BUNSEN (1811-1899) erfand den Bunsenbrenner. Der Gasbrenner mit verstellbarer Luftzufuhr gehört heute noch zur Grundausstattung von Chemielaboren.

1855 bis 1856
Der Engländer HENRY BESSEMER entwickelte das nach ihm benannte Verfahren der Herstellung von Stahl. Dabei wird Luft in einen Konverter eingeblasen, wodurch Kohlenstoff und andere Verunreinigungen des Roheisens oxidiert werden (Windfrisch-Verfahren).

1856
WILLIAM HENRY PERKIN (1838-1907) erhielt durch Oxidation von Anilin mit Kaliumdichromat eher zufällig einen violetten Farbstoff zum Färben von Seide und Wolle. Ein Jahr später gründete er in England die erste Teerfabrik der Welt und produzierte dort den ersten vollsynthetischen Anilinfarbstoff Mauvein.

1857 bis 1858
Der deutsche Chemiker AUGUST KEKULÉ VON STRADONITZ (1829-1896) veröffentlichte zwei Abhandlungen über die Vierwertigkeit des Kohlenstoffs. Er entwickelte erste Vorstellungen über die Kettenform aliphatischer Kohlenwasserstoffe und begründete damit die organische Strukturchemie.

1857 bis 1860
RUDOLF JULIUS EMMANUEL CLAUSIUS (1822-1888) leitete die kinetische Gastheorie mathematisch ab, die später von JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879) ausgebaut wurde. Mit dieser Theorie können Druck und Volumen der Gase erklärt und der Wärmeinhalt eines Gases durch die kinetische Energie der Gasteilchen mathematisch beschrieben werden.

1858
STANISLAO CANNIZARO (1826-1910) griff die 1811 von AVOGADRO aufgestellte Molekulartheorie wieder auf und machte sie damit in der Fachwelt bekannt.

1859
Der in Bonn tätige Physiker JULIUS PLÜCKER (1801-1868) entdeckte die Katodenstrahlen. 1897 wies JOSEPH JOHN THOMSON (1856-1940) nach, dass Katodenstrahlen schnell bewegte Elektronen sind. Katodenstrahlen oder Elektronenstrahlen, wie sie heute meist genannt werden, nutzt man z. B. in Fernsehbildröhren.

1860
Der Chemiker ROBERT BUNSEN und der Physiker GUSTAV KIRCHHOFF (1824-1887) entwickelten die Spektralanalyse und entdeckten die Elemente Cäsium und Rubidium. Mit dieser Methode legten die beiden Wissenschaftler die Grundlage für alle danach entstandenen spektroskopischen Analyseverfahren. Außerdem lieferte die Spektralanalyse gegen Ende des 19. Jahrhunderts wichtige Informationen zum Aufbau der Atomhülle.

Der französische Forscher LOUIS PASTEUR (1822-1895) wies nach, dass alle Gärungs- und Fäulnisvorgänge durch Mikroorganismen hervorgerufen werden. Als Methode zum Schutz von Lebensmitteln führte er die Sterilisation ein. Er prägte auch den Begriff „Enzym“.

1861 bis 1864
Der belgische Chemiker ERNEST SOLVAY (1838-1922) entwickelte das Ammoniak-Soda-Verfahren und schuf die technischen Voraussetzungen für die großtechnische Herstellung von Soda.

1864
JOHN NEWLANDS (1830-1895) formulierte das „Gesetz der Oktaven“. Er erkannte, dass sich die Eigenschaften der Elemente mit steigender Atommasse ändern und bei jedem achten Element in abgewandelter Form wiederholen.

1865
JOSEPH LOSCHMIDT (1821-1895) berechnete die Anzahl der „Luftmoleküle“ pro Kubikzentimeter und bestätigte damit die Molekültheorie von AVOGADRO. Die Loschmidt-Zahl wurde in der Folgezeit mehrfach präzise bestimmt und beträgt 2,687 • 1019 cm-3.

Die Gebrüder SIEMENS entwickelten zusammen mit P. MARTIN ein verbessertes Verfahren zur Stahlherstellung, das Herdfrisch-Verfahren. Anders als beim BESSEMER-Verfahren kann hier die Entkohlung des Roheisens bei einem bestimmten Kohlenstoffgehalt gestoppt werden.

AUGUST KEKULÉ VON STRADONITZ veröffentlicht seine „Benzoltheorie“. Er erkannte als Erster die Ringstruktur des Benzens und die Gleichwertigkeit der sechs Kohlenstoffatome, die durch drei alternierende Doppelbindungen verbunden sein sollten. Auf der Grundlage der „Benzoltheorie“ wuirde die Struktur vieler aromatischer Kohlenwasserstoffe und Naturstoffe aufgeklärt und neue Synthesewege für Aromaten wurden gefunden.

1867
Die schwedische Firma Alfred Nobel & Co. stellte erstmals Dynamit her, das der Firmeninhaber ALFRED NOBEL (1833-1896) kurz zuvor erfunden hatte. Er verdiente damit ein Vermögen und verfügte testamentarisch, dass aus den Zinsen dieses Vermögens jährlich 5 Preise an verdienstvolle Persönlichkeiten zu vergeben sind. Die Nobelpreise wurden 1901 erstmalig verliehen und gelten heute als höchste Anerkennung wissenschaftlicher Leistungen.

Der norwegische Chemiker PETER WAAGE (1833-1900) und sein Schwager, der Mathematiker CATO MAXIMILIAN GULDBERG (1836-1902), formulierten das Massenwirkungsgesetz.

1868
Im Sonnenspektrum wurde mithilfe der Spektralanalyse ein Gas entdeckt und nach dem griechischen Wort für Sonne (helios) als Helium bezeichnet. Es war das erste bekannte Edelgas und wurde erst 1894 auf der Erde nachgewiesen.

König WILHELM VON PREUSSEN erließ die „Maß- und Gewichtsordnung für den Norddeutschen Bund“, die am 1. Januar 1872 Geltung erlangte. Mit dieser Verordnung wurde das metrische Maßsystem in Deutschland eingeführt. Nach der Reichsgründung 1871 wurde die norddeutsche Maß- und Gewichtsordnung zum Reichsgesetz erhoben.

Der Franzose GEORGES LECLANCHE (1839-1882) entwickelte eine Zink-Kohle-Batterie (LECLANCHE-Element), die in nur leicht abgewandelter Form bis in die heutige Zeit hinein verwendet wird.

GRAEBE, LIEBERMANN und CARO gelang es erstmals, einen natürlichen Farbstoff (Alizarin) synthetisch herzustellen. Das billigere synthetische Alizarin kam bereits 1871 auf den Markt und verdrängte schnell den Naturfarbstoff.

1869
Der deutsche Chemiker LOTHAR MEYER (1830-1895) stellte 1869 unabhängig von dem Russen DMITRIJ IVANOVIC MENDELEJEV ein Periodensystem der chemischen Elemente auf. Über die Urheberschaft gab es einen jahrelangen Prioritätsstreit. MENDELEJEW reichte seine Publikation im Februar 1869 ein, etwa 10 Monate eher als MEYER. Dieser hatte seine Arbeiten bereits 1864 und 1868 erstellt, sie allerdings erst im Dezember 1869 veröffentlicht.
MENDELEJEV erkannte die überragende Bedeutung des Periodensystems und formulierte das Gesetz der Periodizität. Durch konsequente Anwendung dieses Gesetzes konnte er 13 damals noch unbekannte Elemente und viele ihrer Eigenschaften voraussagen. Die späteren Entdeckungen des Gallium (Eka-Aluminium, 1875), Scandium (Eka-Bor, 1879) und Germanium (Eka-Silicium, 1886) bestätigten eindrucksvoll die Voraussagen MENDELEJEVs.

1870
ADOLF VON BAEYER (1835-1917) gelang erstmals die Synthese des beliebten Naturfarbstoffs Indigo und er legte damit die Grundlage für dessen großtechnische Herstellung.

1872 bis 1876
LOUIS PASTEUR untersuchte im Anschluss an seine erfolgreiche Arbeit über Weinkrankheiten die Krankheiten des Biers. Er entdeckte, dass sich durch Erhitzung auf etwa 60 bis 70 °C die Haltbarkeit von Flaschenbier wesentlich erhöhen ließ. Diesen nach ihm benannten Vorgang bezeichnet man daher als „Pasteurisieren“.

1874
Aufbauend auf KEKULÉs Arbeiten entwickelten JACOBUS VAN'T HOFF (1852-1911) und JOSEPH ACHILLE LE BEL (1847-1930) unabhängig voneinander die Tetraedertheorie zur Erklärung der Struktur organischer Verbindungen. Aus der Betrachtung der optisch aktiven Isomere der Milchsäure leiteten sie die Vorstellung ab, dass die vier Valenzen des Kohlenstoffatoms nicht in einer Ebene liegen, sondern ein Tetraeder bilden. Daraus ergeben sich die Spiegelbildisomere bei Kohlenstoffatomen mit vier unterschiedlichen Substituenten. VAN'T HOFF war damit einer der Mitbegründer der Stereochemie.

1877
Das Reichspatentgesetz tritt am 1.7.1877 in Kraft. NIKOLAUS AUGUST OTTO erhielt ein Patent auf einen Viertaktmotor. Neun Jahre später hob das deutsche Reichsgericht in Leipzig dieses Patent zum größten Teil auf und machte damit den Weg frei für eine ungehinderte Entwicklung der Motorentechnik nach dem Viertaktprinzip.

1879
Der Amerikaner THOMAS ALVA EDISON (1847-1931) und der Engländer JOSEPH WILSON SWAN stellten die ersten Glühlampen mit einem Kohlefaden vor. Zwischen den beiden wurde ein erbitterter Kampf um die Verwertungsrechte geführt. Nach vielen Streitigkeiten schlossen sie schließlich einen Vertrag über die gemeinsame Nutzung ihrer Erfindungen.

1882
ERNST ABBE und OTTO SCHOTT entwickelten in Jena das „Jenaer Glas“. Dieses Spezialglas wurde u. a. für chemische Laborgeräte und optische Linsen verwendet.

1883 bis 1887
Der schwedische Chemiker SVANTE ARRHENIUS (1859-1927) entdeckte, dass wässrige Lösungen von Säuren, Basen und Salzen den elektrischen Strom leiten. Er untersuchte auch das Leitfähigkeitsverhalten von Salzschmelzen und leitete aus seinen experimentellen Ergebnissen die Theorie der elektrolytischen Dissoziation (Ionentheorie) ab.

1884
HENRY LOUIS LE CHATELIER (1850-1936) und KARL FERDINAND BRAUN (1850-1918) untersuchten den Einfluss der Temperatur und des Drucks auf die Lage des chemischen Gleichgewichts. Sie formulierten unabhängig voneinander das Prinzip des kleinsten Zwangs: „Übt man auf ein im Gleichgewicht befindliches System einen Zwang durch Änderung der äußeren Bedingungen aus, so verschiebt sich das Gleichgewicht derart, dass es dem Zwang ausweicht.“

JOHANN JAKOB BALMER (1825-1898) untersuchte systematisch die Spektrallinien des Wasserstoffs und fand empirisch einen gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen den Linien. Dieses Ergebnis konnte erst Jahre später mit dem bohrschen Atommodell erklärt werden.

1885
CONRAD LAAR führte den Begriff „Tautomerie“ in die Chemie ein. Die Tautomerie ist ein Spezialfall der Isomerie, der dadurch zustande kommt, dass bestimmte Atome oder Atomgruppen in einem Molekül „wandern“ können.

1886
Durch die Entdeckung der Elemente Fluor und Germanium (Eka-Silicium) wurden wichtige Lücken im PSE geschlossen.

1887 bis 1888
HEINRICH HERTZ (1857-1894) wies die Existenz elektromagnetischer Wellen experimentell nach. Er erkannte, dass diese Wellen sich im Raum ausbreiten und die Lichteigenschaften Brechung und Reflexion aufweisen.
WILHELM HALLWACHS (1859-1922) fand heraus, dass Licht aus Metalloberflächen Elektronen auslösen kann. Er bestrahlte dazu eine Zinkplatte mit Licht. Der HALLWACHS-Effekt wurde später von EINSTEIN als Beweis für den Teilchencharakter von Lichtwellen interpretiert.

1888
Eine neue Form der Isomerie, die cis-trans-Isomerie wurde an den organischen Säuren Maleinsäure und Fumarsäure entdeckt. Diese Form der Isomerie spielt beim Sehprozess im menschlichen Auge eine wichtige Rolle.

1888 bis 1889
WALTHER HERMANN NERNST (1864-1941) entwickelte eine „osmotische Theorie der galvanischen Elemente“. Er bestätigte die Ionentheorie von ARRHENIUS und leitete die nernstsche Gleichung zur Beschreibung des Elektrodenpotenzials ab. Mit dieser fundamentalen Gleichung der Elektrochemie kann das Oxidationsvermögen jedes Redoxpaars quantitativ berechnet werden.

1889
Auf der 1. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (1. CGPM, von Conference Generale des Poids et Mesures) wurde international das Kilogramm als Masse des internationalen Kilogrammprototyps festgelegt. Das Original befindet sich in Sevres bei Paris, die deutsche Kopie in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig.

SVANTE ARRHENIUS untersuchte den Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion und der Reaktionstemperatur. Er erkannte, dass bei jeder Reaktion eine Energiebarriere überwunden werden muss, die er Aktivierungsenergie nennt. Mit der nach ihm benannten ARRHENIUS-Gleichung, lässt sich die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur mathematisch weitaus exakter beschreiben als durch die RGT-Regel, die VAN'T HOFF um 1885 empirisch gefunden hatte.

1890 bis 1891
EMIL FISCHER (1852-1919) erforschte die Konstitution und Konfiguration der Kohlenhydrate. Ihm gelang die erste Synthese eines natürlichen Zuckers. 1891 legte er den Glycerinaldehyd als Bezugssubstanz zur Festlegung der Konfiguration bei Kohlenhydraten fest. Im gleichen Jahr veröffentlichte er seine FISCHER-Projektionsformeln zur Wiedergabe der räumlichen Konfiguration verschiedener Zucker mit asymmetrischen (chiralen) Kohlenstoffatomen.

1891
Der britische Physiker GEORGE JOHNSTONE STONEY prägte für die elementaren Ladungsträger die Bezeichnung „Elektron“. Dieser Begriff setzte sich aber erst allmählich durch und war erst nach 1910 allgemein gebräuchlich. Als Jahr der Entdeckung des Elektrons gilt 1897, in dem JOSEPH JOHN THOMSON (1856-1940) am Cavendish Laboratory grundlegende Versuche zum Charakter der seit vielen Jahren bekannten „Katodenstrahlen“ machte. Ihm gelang es auch, die spezifische Ladung des Elektrons zu bestimmen.

WALTHER NERNST untersuchte die Verteilung von Stoffen in nicht mischbaren Flüssigkeiten. Er fand, dass diese zwar von den spezifischen Eigenschaften der Teilchen, nicht aber von ihrer Konzentration abhängt. Daraus leitete er den nernstschen Verteilungssatz ab, der eine wichtige theoretische Grundlage der Chromatografie wurde.

1892
In diesem Jahr wurden mit der Chloralkali-Elektrolyse und dem Xanthogenat-Verfahren zur Herstellung von Kunstseide zwei neue Verfahren zur großtechnischen Reife gebracht. Beide Verfahren wurden jahrzehntelang Profit bringend genutzt, ohne die damit verbundenen ökologischen Schäden zu berücksichtigen.

1893
Der Schweizer Chemiker ALFRED WERNER (1866-1919) erkannte die besonderen Bindungsverhältnisse in anorganischen Komplexverbindungen. Er nannte sie auch Verbindungen höherer Ordnung oder Koordinationsverbindungen und entwickelte Vorstellungen über den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften dieser Stoffklasse. Seine Koordinationslehre wurde später durch Messverfahren bestätigt, die zu dieser Zeit noch gar nicht entwickelt waren.

1894 bis 1901
WILHELM OSTWALD (1853-1932) definierte den Begriff „Katalyse“ als Beschleunigung einer chemischen Reaktion durch die Gegenwart eines fremden Stoffs. Er erkannte die große Bedeutung der Katalysatoren für die Industrie und bildete viele hervorragende Physikochemiker aus. 70 seiner Schüler wurden später Professoren, darunter auch die großen Chemiker NERNST und ARRHENIUS. Für seine Arbeiten zu den Grundlagen der Katalyse erhielt OSTWALD 1909 den Nobelpreis für Chemie.

1894
EMIL FISCHER begründete mit dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ die Wirkungsspezifität von Enzymen. Er zeigte auf, dass Enzym und Substrat nur dann miteinander reagieren, wenn ihre räumlichen Strukturen zueinander passen wie ein Schlüssel in ein Schloss. Außerdem gelang es FISCHER erstmals, chirale Verbindungen „enantiomerenrein“ zu synthetisieren und er bestätigte damit die neu entwickelten Theorien der organischen Strukturchemie.

1895
Der Würzburger Physiker WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845-1923) war auf der Suche nach unbekannten Strahlen. Am Abend des 8.11.1895 hatte er eine Vakuumröhre mit lichtdichtem schwarzem Papier verkleidet. Beim Einschalten der Hochspannung leuchteten Kristalle auf, die verstreut auf dem Experimentiertisch lagen. RÖNTGEN erzählte keinem von seiner Entdeckung, sondern untersuchte die von ihm X-Strahlen genannte Erscheinung allein. Er entdeckte die Bedeutung seiner X-Strahlen für die medizinische Diagnostik und wurde zum bekanntesten Physiker seiner Zeit. 1901 wurde RÖNTGEN der erste Nobelpreis für Physik verliehen.

Die französischen Brüder LOUIS JEAN und AUGUSTE LUMIERE veranstalteten in Paris die erste kommerzielle Filmvorführung mit dem Kinematografen.

1895 bis 1898
WILLIAM RAMSAY entdeckte die Edelgase Argon in Luft und Helium als Bestandteil des auf der Erde vorkommenden Minerals Cleveit. Da das Periodensystem in dieser neuen Hauptgruppe immer noch Lücken aufwies, suchte und fand RAMSAY 1898 noch das Neon, Krypton und Xenon.

1896 bis 1899
Bei Untersuchungen von Uransalzen entdeckte der französische Physiker ANTOINE HENRI BECQUEREL (1852-1908) die natürliche Radioaktivität. Mit dieser neuen Strahlung wurden viele neue Experimente ermöglicht, die u. a. zur Aufklärung der inneren Struktur der Atome führten.

1897
JOSEPH JOHN THOMSON (1856-1940) führte am Cavendish Laboratory grundlegende Versuche zum Charakter der seit vielen Jahren bekannten „Katodenstrahlen“ durch. Dabei erkannte er, dass Katodenstrahlen aus negativ geladenen Elektronen bestehen und er bestimmte die spezifische Ladung dieser Elektronen. Auf der Basis seiner Ergebnisse entwickelte THOMSON ein neues Atommodell.

Der deutsche Chemiker EDUARD BUCHNER (1860-1917) entdeckte, dass die alkoholische Vergärung des Zuckers unabhängig von der Anwesenheit lebender Hefezellen abläuft. BUCHNER machte das Enzym Zymase für die Verursachung der Gärungsprozesse verantwortlich.

1898
Das Ehepaar MARIE CURIE (1867-1934) und PIERRE CURIE (1859-1906) isolierte aus Uranerzen die radioaktiven Elemente Polonium und Radium. Sie prägten den Begriff Radioaktivität und fanden später das Zerfallsgesetz, das die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls quantitativ beschreibt.

1899
PAUL SABATIER und JEAN SENDERENS gelang die Hydrierung von Alkenen mit Nickel als Katalysator. Diese Entdeckung war von herausragender Bedeutung für die sich im 20. Jahrhundert entwickelnde Erdölchemie, da Erdöl eine Vielzahl ungesättigter Verbindungen enthält.

Die BAYER AG begann mit der Produktion von Acetylsalicylsäure (ASS). Das Medikament kam unter der Bezeichnung Aspirin® in Tablettenform heraus und wurde das bekannteste Arzneimittel der BAYER AG.

1900
Bei weiteren Untersuchungen der Radioaktivität fanden BECQUEREL und VILLARD heraus, dass verschiedene Arten der radioaktiven Strahlung existieren. Sie entdeckten zuerst die β- und die γ-Strahlung.

MAX PLANCK (1858-1947) formulierte die Hypothese von der quantenhaften Emission und Absorption von Strahlung. Das war die Geburtsstunde der Quantentheorie.

um 1900
Die deutschen Chemiker CLEMENS WINKLER (1838-1904) und RUDOLF KNIETSCH (1854-1906) entwickelten die Grundlagen zur großtechnischen Herstellung von Schwefelsäure. Schwefelsäure ist heute mit mehr als 150 Mio. Tonnen die weltweit am meisten produzierte Chemikalie.