Materials and Methods in the History of Chemistry

Als onderdeel van de cursus ‘Making Modern Science’ was door Albert Philipse, hoogleraar Fysische en Colloïd Chemie in Utrecht, samen met de Chemie Historische Groep (CHG) op dinsdagmiddag 25 oktober 2022 een bijeenkomst georganiseerd voor studenten, CHG-leden en andere belangstellenden. Dit resulteerde in een grote opkomst van ongeveer 100 personen en een overvolle Booth-zaal van de Universiteitsbibliotheek van Utrecht. Albert Philipse trad op als voorzitter. De voordrachten van de vijf sprekers werden gehouden in de Engelse taal. Het was een gevarieerd programma over materialen (glas, de kleurstof meekrap, loodwit, zouten) en methoden om de chemie uit vroegere tijden te begrijpen door het namaken van glas en ovens. Van de alchemisten tot de eerste Nederlandse Nobelprijswinnaar in de chemie want nog altijd geldt de drie-eenheid in alle activiteiten: mensen, middelen (materialen) en methoden.
Hieronder volgt een verslag van de geslaagde bijeenkomst met daarbij verwijzingen naar een aantal digitaal beschikbare bronnen, zodat er desgewenst nog meer kan worden nagelezen over de besproken onderwerpen.

Thijs Hagendijk - The Alchemy of Glass: Reconstructing 17th Century Recipes for Red Enamels

Thijs Hagendijk is docent aan de Universiteit Utrecht en doet experimenteel onderzoek om materialen en technieken uit het verleden te reconstrueren. Voor de reconstructie van 17de-eeuws glas vormde het werk van Johann Kunckel (1630-1703) ‘Ars Vitraria Experimentalis oder Der Vollkommene Glasmacher-Kunst’ uit 1678 het uitgangspunt (klik op de foto voor een vergroting). In het boek staan recepten waaronder het maken van rosichiero glas (een doorschijnend rood glas) zoals dat voorkomt in een 16de-eeuwse kruishanger uit het Metropolian Museum of Art in New York. Bij de reconstructie van rosichiero glas spelen de ingrediënten en het vuur een grote rol. De rode kleur wordt verkregen door reductie van koper(II)oxide door ijzeroxide (Fe2O3), in het Latijn Crocus Martis. Maar zo eenvoudig ligt het niet, glas maken was een kunst. Afhankelijk van het soort Crocus Martis, de voorbehandeling en bereiding kon men volgens Kunckel ook een groene kleur glas verkrijgen. En dan komt nog daarbij de kunst van de vorming van glas uit de gesmolten ingrediënten in een oven op de gewenste temperatuur. Thijs Hagendijk heeft op zijn website het een en ander gepubliceerd over zijn onderzoekingen om de recepten van Kunckel na te werken waaronder een artikel in het tijdschrift Ambix:
- The fire and the furnace: making recipes work.
- Thijs Hagendijk, Márcia Vilarigues & Sven Dupré, 'Materials, Furnaces, and Texts: How to Write About Making Glass Colours in the Seventeenth Century', Ambix, 67:4 (2020) 323-345.

Marieke Hendriksen and Ruben Verwaal - Experimenting in- and outside the Classroom: Boerhaave’s furnace as a pedagogical tool

Marieke Hendriksen is kunst- en wetenschapshistoricus en werkzaam op het NL-Lab, een onderzoeksgroep die deel uitmaakt van het KNAW Humanities Cluster. Als onderdeel van een project om historische instrumenten en technieken te reconstrueren, heeft zij samen met Ruben Verwaal twee houten oventjes van eikenhout nagemaakt zoals die beschreven staan in Herman Boerhaave’s boek Elementa Chemiae uit 1732. Een constante temperatuur van zo’n 37 °C, waarbij fysiologische processen plaatsvinden, kon ermee worden bereikt gedurende een etmaal. Boerhaave vond dat studenten zelf experimenten moesten doen en zo’n oventje was volgens hem niet moeilijk te maken. In twee Nederlandse musea staan nog originele exemplaren. Een nagemaakt oventje, dat werd gestookt met turf, werd gedemonstreerd (foto door auteur). Met het nagemaakte oventje werden enkele experimenten met melk uitgevoerd om na te gaan of de beweringen van Boerhaave wel kloppen dat er inderdaad experimenten mee uitgevoerd konden worden. Tevens om inzicht te krijgen in de 18de-eeuwse praktijk van chemieonderwijs en welke lessen er kunnen worden geleerd bij het uitvoeren van historische reconstructies.
Op haar website staan twee blogs over het oventje. In 2020 werd het volgende wetenschappelijke artikel gepubliceerd dat online beschikbaar is:
Marieke M.A. Hendriksen and Ruben E. Verwaal, ‘Boerhaave’s Furnace. Exploring Early Modern Chemistry through Working Models’, Berichte zur Wissenschaftsgeschichte 43 (2020) 385-411.

Ernst Homburg - Quality Control of Natural Dyestuffs: The case of Dutch Madder, 1450 - 1850

Ernst Homburg is emeritus-hoogleraar geschiedenis van wetenschap en technologie aan de Universiteit Maastricht. In de online beschikbare boekenserie over de Geschiedenis van de techniek in Nederland (TIN19, Deel IV) schreef hij in 1993 samen met Johan Schot het hoofdstuk ‘Meekrap en garancine’.
In Zeeland kwam in de 14de eeuw een levendige meekrapteelt, handel en nijverheid op, die tot ver in de 19de eeuw floreerde. Aan de hand van een groot aantal sheets werd in de lezing de geschiedenis van meekrap uiteengezet met de nadruk op de uitgebreide kwaliteitscontrole (klik hier voor de sheets als pdf-bestand). Meekrap is een plant met lange wortels waarin een natuurlijke rode kleurstof zit, die ook meekrap wordt genoemd. Natuurlijke kleurstoffen zijn geen zuivere stoffen zoals de latere synthetische kleurstoffen, dus een kwaliteitscontrole was essentieel. Uit de meekrapwortels konden vier poeders van verschillende kwaliteit worden gewonnen: van het fijne krap, gemeene krap, onberoofde krap tot mul met de laagste kwaliteit. Krap moest minder dan 2% aarde bevatten, mul minder dan 16%. Er vonden drie verschillende kwaliteitscontroles plaats: door de plaatselijke overheden, de handel en de afnemers. De overheden controleerden op de hoeveelheid aarde in de producten door balen of vaten te bemonsteren, de monsters fysiek te testen en gaven een keurmerk. De handelaren namen ook monsters (zie foto) en controleerden op kleurechtheid door het product uit te smeren op een plaatje en aan het licht bloot te stellen (bv. de zilveren meekraptoets). De afnemers werkten met recepten (staalboeken) om de gewenste kleuren voor hun textiel te krijgen. Opvallend was het ontbreken van een terugkoppeling tussen de producent en de afnemer. Vanaf 1806 werden voorstellen gedaan om met chemische testen fraude tegen te gaan. Met de gedane aanbevelingen werd echter niets gedaan. Chemische controlemethoden zouden geen rol spelen in de Nederlandse meekrapindustrie, maar de Duitse chemie maakte er wel een einde aan in de tweede helft van de 19de eeuw. In Duitsland werd toen de rode kleurstof alizarine synthetisch geproduceerd, de belangrijkste kleurstof in meekrap. Dit leidde tot de neergang van de natuurlijke meekrapindustrie in de jaren erna. De prijzen daalden en de grote meekrapfabrieken in Nederland sloten hun poorten.
Behalve de in de sheets vermelde boeken werd nog gewezen op het boek van Philip Miller, verschenen in 1758 en gedigitaliseerd door Google Books:
The Method Of Cultivating Madder, As It Is Now Practised By The Dutch In Zealand (where The Best Madder Is Produced), by Philip Miller, F.R.S.

Henk Stuurman - Rise and Fall of the Old Dutch Lead White Manufacture

Henk Stuurman heeft een achtergrond in de farmaceutische en analytische chemie en doet archeologisch industrieel onderzoek naar voormalige locaties van loodwitproductie. In de voordracht werd ingegaan op de geschiedenis van loodwit waarbij archeologische vondsten historische gegevens kunnen ondersteunen. Al in de oudheid werd loodwit toegepast door vrouwen om een witte gelaatskleur te krijgen. Het gebruik in de schilderkunst als zeer wit pigment was algemeen en er waren ook medische toepassingen. De chemische structuur van loodwit is 2PbCO3.Pb(OH). In de Oudhollandse fabricagemethode werden bladen lood in geglazuurde aardewerken potten met onderin een laagje azijnzuur gehangen. De potten stonden in broeiend paardenmest dat warmte en kooldioxide produceerde (foto door auteur gemaakt in Nimeto in Utrecht). Het gevormde loodacetaat werd vervolgens door kooldioxide omgezet in basisch loodcarbonaat. Het drogen gebeurde in ongeglazuurde V-vormige potten. Er waren in de 17de eeuw in Nederland twee centra waar loodwit werd geproduceerd: rond Rotterdam en Amsterdam/De Zaanstreek. Daar stonden windmolens om het loodwit goed te malen wat cruciaal was voor het uiteindelijke product. Op die locaties werden ook de vele aardewerken potten als afval teruggevonden. Eind 17de eeuw begon de opkomst van de productie, die vanaf 1800 afnam. Het was een belangrijke Nederlandse industrie en het Old Dutch loodwit werd deels geëxporteerd. Rond 1900 werd duidelijk dat loodwit toxisch was voor mens en dier en dat betekende het einde van de industrie. Toch werd loodwit nog tot het midden van de 20ste eeuw geproduceerd.
Enkele online bronnen over loodwit:
- H.W. Stuurman, ‘Loodwitpotten - loodwitmolens - loodwitindustrie. Een bijdrage tot de industriële archeologie’, Westerheem 26 (1977) 79-96.
- J.H. de Vlieger en E. Homburg, Hoofdstuk 10 Loodwit in: H.W. Lintsen (red.), Geschiedenis van de techniek in Nederland. De wording van een moderne samenleving 1800-1890. Deel IV, 1993, p. 204-221.
- J.H. de Vlieger, ‘Loodwitfabricage in molen De Rob’, Met Stoom - Nummer 21 - januari 1996.

Rob van den Berg - The first Nobel laureate in chemistry: A life between sugar and salt

Rob van den Berg is als wetenschapshistoricus verbonden aan de Universiteit Leiden. Hij promoveerde in 2021 op een goed ontvangen en uitgebreide biografie over Jacobus Henricus van ’t Hoff (1852-1911), de eerste ontvanger van de Nobelprijs voor chemie in 1901. In 'Een gedreven buitenstaander' wordt voor het eerst ruime aandacht besteed aan Van ’t Hoffs persoonlijk leven.
De voordracht werd begonnen met in kort bestek diens loopbaan tot 1895 te schetsen. Als student ooit werkzaam in de suikercampagne en suiker zou zijn belangstelling blijven houden. Hij maakte wetenschappelijk naam met het voorstel uit 1874 voor het uitbreiden van de structuurformules in de ruimte. Gevolgd door fysisch-chemisch onderzoek aan oplossingen verricht aan de Universiteit van Amsterdam. Zijn ‘Études de dynamique chimique’ uit 1884 was een baanbrekend werk.
In 1895 kreeg Van ’t Hoff de uitnodiging van de Pruisische Akademie van Wetenschappen om naar Berlijn te komen. Hij was door deze stap vrijwel verlost van het geven van colleges en kreeg de beschikking over een privélaboratorium, al was dat beperkt uitgerust. In Amsterdam had hij al onderzoek naar dubbelzouten gedaan en dat wilde hij verder uitdiepen met praktische metingen. Een onderzoek naar de zoutafzetting van Stassfurth werd begonnen dat maar liefst twaalf jaar ging duren. Fasediagrammen van natrium- en kaliumchloride werden opgesteld en later uitgebreid met magnesiumchloride en – sulfaat. Het waren langdurige experimenten in een eenvoudig laboratorium, maar de ‘gedreven buitenstaander’ gaf niet op. Het resulteerde in 52 artikelen met de titel ‘Untersuchungen über die Bildung der ozeanische Salzablagerungen‘ en met zijn belangrijkste medewerker Wilhelm Meyerhoffer (1864-1906) als coauteur. Aan het laatste artikel was ‘Schluss‘ toegevoegd, het was eindelijk klaar in 1908. Was het dat nu allemaal waard geweest? De kali-industrie in Duitsland veranderde haar productiemethoden erdoor niet. Maar het inspireerde bijvoorbeeld Amerikanen om een Geofysisch Laboratorium op te richten. De eminente Duitse chemicus Emil Fischer roemde Van ’t Hoffs werk aan de zouten en het dubbelzout Na6Mg(SO4)4 werd naar hem genoemd. Dus compleet nutteloos was het werk aan de zouten zeker niet geweest.

__________________________________________________________________________________

Opgesteld door Eric R.J. Wils
31-10-2022