Chemie und Metalle verbinden Epochen

Alexander Meyerovich

• Verlag: tredition
• Jahr: 2019
• ISBN:
  9783748266211
• Thema: Biological Sciences
• Thema: Science General

In diesem zweiten Buch "Chemie und Metalle verbinden Epochen" einer Sachbuchserie handelt es sich um eine Sammlung verschiedener Kurzgeschichten, die sowohl zueinander in Beziehung stehen als auch nicht zwangsläufig zueinander gehören. Das heißt, man kann sie unabhängig voneinander lesen, dennoch bilden sie ein gemeinsames Konstrukt.In verschiedenen Kapiteln stellt Meyerovich die Anwendungen der chemischen und metallurgischen Technologien von den vordynastischen Ursprüngen im Alten Ägypten bis zur Gegenwart, mit Zeugnissen der Mythologie und mündlichen Überlieferung, mit der Alchemie und Wissenschaft, in einem Ausblick auf heutige Verirrungen dar.Es wird erzählerisch über Glas, Keramik, Arzneimittel und Seife sowie Verwendung der chemischen Methoden in der Kriminologie berichtet.Das sind nur einige Aspekte des Buches von Alexander Meyerovich, da er viel mehr zu bieten hat. Wer wissen will, in welchen Bahnen die Alte Technologische Geschichte heutzutage bewegt, kann sich mit ihm einen wunderbaren Einblick verschaffen.

Zauberei der farbigen Gläser

„Eine Kunstrichtung hat sich erst dann durchgesetzt, wenn sie auch von den Schaufensterdekorateuren praktiziert wird“.

Pablo Picasso, spanischer Bildhauer und Maler (1881 - 1973)

Aus der Wikipedia: „Bleiglasfenster sind Fenster, bei denen die einzelnen Flachglas-Stücke durch H-förmige Bleiruten verbunden sind und die Schnittpunkte der Ruten verlötet wurden. Es gibt Bleiglasfenster mit und ohne Glasmalereien und sie dienen meist der künstlerischen Darstellung. Trotz der Namensähnlichkeit wird in Bleiglasfenstern kein Bleiglas verwendet.“

Informationen über das Ursprungsgebiet des Glases sind widersprüchlich und undeutlich. Die ältesten Glasgegenstände, auf welche die Archäologen stießen, sind scharfe Plättchen und Pfeilspitzen, die noch in der Steinzeit mittels Abhacken des Vulkanglases - Obsidian gefertigt wurden. Obsidian eignet sich hervorragend zur Herstellung von Schneidegeräten, Waffen und Schmuck. Nach den Geschichten Plinius des Älteren, wurde eine künstliche Glasherstellung vor ca. 3000 Jahre v. Chr. durch Zufall entdeckt. Gemäß den archäologischen Funden wurden die ersten künstlichen Gläser im Alten Ägypten an der syrischen Küste und in Mesopotamien im 3. Jahrtausend v. Chr. hergestellt. In der Pharaonenzeit war ab dem Jahr 1500 v. Chr. die Herstellung von Luxusgegenständen aus Glas wie Schmuck, Fläschchen für Düfte und Glasskulpturen stark verbreitet. In der Spätbronzezeit machte die Technologie der Glasherstellung in Ägypten und im Nahen Osten, zum Beispiel in Megiddo (Israel) einen gewaltigen Sprung. Archäologische Funde schließen die Barren und Gefäße aus Farbgläsern ein.

Sumerer verwendeten glasartige Glasur für eine Verfärbung der konischen Dachziegel ihrer Tempel, und die Alten Ägypter lernten im 2. Jahrtausend v. Chr. die Glasgefäße aus einem spiralgewickelten Buntglas herzustellen. Die Alten Ägypter kannten noch kein Verfahren um Hohl- und Flachglas zu verarbeiten. Erst vor ca. 100 Jahre vor Christus verwendeten die Römer das Mundblasverfahren als eine Technologie, um Flachglas herzustellen. Die Glasmasse wurde mittels einer Glaspfeife mit großer Sorgfalt geblasen und bearbeitet. Der Glaskolben wurde abgeschnitten und ausgerollt. Die Glasplättchen werden mittels zwei Hauptverfahren, welche vom Herausblasen aus dem Klümpchen eine bestimmte Form für die weitere Bearbeitung abhängig machen, in kleine Partien hergestellt. Beim ersten Verfahren werden vom Glaszylinder die kleinen Stückchen abgeschnitten und im warmen Zustand geglättet. Nach dem zweiten Verfahren wird zuerst ein Kronglas hergestellt. Dazu wird eine Kugel herausgeblasen, danach wird diese gegenüber dem Ausgangsloch durchstoßen und mit einer schnellen Drehung wird die sphärische Oberfläche durch die Zentrifugalkraft geglättet. Beide Verfahren waren aufwendig und machten die Herstellung der Glasfenster im Mittelalter sehr teuer.

Glasherstellung

Um ein Buntglas zu bekommen, wurden der durchsichtigen Glasmasse die verschiedenen Metalle und Mineralien zugefügt. Gefäße aus grünem und blauem Glas wurden in Theben und Tell el-Amarna (Ägypten) während der archäologischen Ausgrabungen gefunden. Die blauen Gläser waren sehr beliebt und fanden eine sehr breite Anwendung in Babylon und im Alten Ägypten. In der chemischen Zusammensetzung besaßen diese Gläser das Cobaltoxid, welches in Form eines Cobaltminerals zugegeben wurde. Ägypten hatte keine eigenen Cobaltmineralien, welche bei der Herstellung des blauen Glases als Zugabe in die geschmolzene Glasmasse notwendig war.

Ohrschmuck. Ägypten, 18/19. Dynastie, Mitte 14. - Mitte 11. Jh. v. Chr. Glasmuseum, Düsseldorf.

Deswegen wurden Cobalterze aus Iran angeliefert, wo sie in der Nähe von dem Dorf Qamsar in einer Form von Sulfiden- und Arsen-Sulfiden-Mineralen, wie Erythrin Co3(AsO4)2 x 8H2O gewonnen wurden.

Das erste bekannte „Handbuch“ über Glasherstellung ist die Tafel aus der Bibliothek des Königs Assurbanipal des Assyrischen Reiches von 650 v. Chr.

Die Glasproduktionen wurden in der Nähe von Lagerstädten, wo der Quarzsand gewonnen wurde, aufgebaut. Weil Glas aus reinem Quarzsand bei der Temperatur von 1600°C schmelzen kann, war im Altertum und Mittelalter das Erreichen so hoher Temperaturen im Ofen sehr problematisch.

Amphoriskos. Östliches Mittelmeergebiet, 5. - 4. Jh. v. Chr. Glasmuseum, Düsseldorf.

Mineralien Talk, Cuprit, Manganit, Braunerz. Naturwissenschaftliches Museum, Brüssel.

Um die Schmelztemperatur zu senken, fand man die Lösung durch Zugaben von Karbonaten. Wenn zum Quarzsand Soda Na2CO3 zugeben wird, kann Glas bei einer Temperatur von 1200 bis 1300°C geschmolzen werden. Diese Gläser wurden unter den Atmosphäreneinflüssen leicht zerstört. Für eine Verbesserung der Glaseigenschaften wurde in die geschmolzene Glasmasse als eine dritte Komponente Kalk, Kalkstein oder Kreide zugegeben. Sie alle haben dieselbe chemische Formel CaCO3.

Mineralische Farben. .Archäologisches Museum, Neapel.

In der Schmelze zersetzen sich das Natrium- und das Kalziumkarbonat gemäß den Gleichungen:

Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂ und CaCO₃ → CaO + CO₂

Nach diesen Reaktionen bilden sich Silikate, mit anderen Worten die Natrium- und die Kalziumsalze der Kieselsäure.

Beim Schmelzen von Glas wird als erstes ein Alkalimetalloxid geschmolzen, danach Kalkstein und als letztes Quarz. Je mehr Alkalimetalle im Glas sind, desto niedriger ist die Schmelztemperatur. Im Alten Ägypten waren in der Glasherstellung meistens Rezepturen mit einem höheren, bis zu 30 Massen-% Anteil an Oxiden der Alkalimetallen und einem kleinen Kalkanteil (von ca. drei bis 5%). In Hellenismus, als die Schmelztechnik verbessert wurde, wurde der Anteil der Oxide der Alkalimetalle auf 16 bis 17% gesenkt und der des Kalks auf 10 Massen-% erhöht. In Hellenismus fand eine weitere Entwicklung der Glastechnologie mit Farbmischung, um eine Mosaikstruktur zu bekommen, statt.

In den Städten gab es die Glashütten, in denen das Glas oft in Barrenform bearbeitet wurde. Glasbarren wurden durch das Ausgießen der Schmelze und danach durch Ausrollen des geschmolzenen Glases in einer Tonform hergestellt. Nach diesem Verfahren hatte das Glas eine ca. 10 Millimeter Dicke und eine Fläche von einem halben Quadratmeter. Da die, an der Form anliegende Glasseite sehr rau war, war das Glas nicht durchsichtig.

Solche Barren wurden zum Beispiel in einem gesunkenen spätbronzezeitlichen Segelschiffe aus dem 14. Jahrhundert v. Chr. in Uluburun vor der Südwestküste der Türkei gefunden. Das Schiff wurde mit 354 Kupferbarren (insgesamt ca. 10 Tonnen), ca. einer Tonne Zinnbarren und ca. 350 kg Blauglas beladen. Das Glas stammte aus Ägypten und das Kupfer aus Zypern (die Herkunft konnte durch Isotopenanalyse geklärt werden). Die Zinnbarren stellen den bisher ältesten bekannten Fund dar, und die Herkunft des Zinns ist bis heute noch nicht geklärt. Altassyrische Quellen legen nahe, dass Zinn damals bereits lange aus dem Osten - vielleicht aus Zentralasien - eingeführt wurde.

Glaskunst und die ersten Glasfenster

Gemäß der Fragmente des Buntglases, welche bei Ausgrabungen gefunden wurden, gab es schon primitive Glasfenster im Alten Ägypten im 2. Jh. v. Chr. und im Alten Rom im 1. Jh. n. Chr. Da nach einigen Literaturquellen in der Epoche des früheren christlichen Glaubens die Buntglasstückchen unterschiedlicher Größen mit anderen in den Holzrahmen oder mit Spachtel / Putz befestigt wurden, waren die Formen der Glasfenster stark begrenzt. Es gibt keine sicheren Beweise, wann und wo zum ersten Mal der Bleisteg für die Befestigung einzelner Teilen von Glasfenstern verwendet wurde. Das war eine großartige Erfindung, weil Bleiduktilität die verschiedenen Formen des Glasfensters erlaubt. Im Imperium Romanum befinden sich römische Bleibergwerke östlich Bordeaux, am Mittellauf der Donau, bei York (Britannia). Bei archäologischen Ausgrabungen wurden in Jarrow in Nord-Ost England Bleistegen und farblose Glasstückchen verschiedenster Form gefunden. Da Blei leicht bearbeitet werden kann, wurde es deshalb dort eingesetzt, wo gerade dies wichtig war (wie z. B. bei der Herstellung von Bleirohren oder Bleistegen). Nach den Angaben von Diodorus Siculus (erste Hälfte des 1. Jahrhunderts v. Chr.) lagen die bedeutendsten Bleiminen Spaniens in der Provinz Murcia. Hier wurden zahlreiche römische Bleibarren gefunden.

Glaskunst besitzt einen ganz besonderen Platz in dem Arsenal der Kunstform. Wenn ein Lichtstrahl durch ein Buntglas fällt, verfärbt sich dies durch die Glaseigenschaften in saftige Töne, und die Farbenpracht erzeugt eine mystische bis feierliche Stimmung.

Der römische Dichter Prudenz (348 - nach 405 n. Chr.) verglich nach seinem Besuch des Hofes des weströmischen Kaisers Flavius Honorius (384 – 423 n. Chr.) die Buntgläser im Fenster mit eindrucksvollsten Blumen. Der Dichter und Bischof von Poitiers Venantius Fortunatus (um 540 – 610 n. Chr.) macht in seinen Versen die Personen berühmt, welche eine Basilika mit Buntgläser schmückten und beschrieb den Effekt der ersten Sonnenstrahlen in den Fenstern der Kirche St-Jean in Poitiers. Im 5.- 6. Jahrhundert schmückten die Glasfenster die Kirchen in den Städten von Gallien, danach erschienen sie in Deutschland und England.

In Europa sind die ältesten erhalten gebliebenen Bleiglasfenster in der Kirche San Vitale in Ravenna und stammen aus dem 6. Jh. n. Chr. Sie bestehen aus einzelnen farbigen und farblosen Glasplättchen, die mittels Bleistegen mit einander befestigt sind. Leider gibt es heute praktisch kein vollständiges Exemplar, welches in der Epoche des frühen christlichen Glaubens bis 11. Jahrhundert gemacht wurde.

Der Stil des Bleiglasfensters hat sich in den verschiedenen Epochen ständig geändert und weiter entwickelt, die Technik blieb aber bis heute fast unverändert: Die Verwendung von Bunt- und Mehrschichtgläsern und Glasmalerei mit Farben auf Mineralienbasis.

Herstellung der Gläser und romanischen Buntglasfenster

Erst aus dem 10. Jahrhundert stammen eindeutige Berichte, dass Bleiglasfenster hergestellt wurden, beispielsweise war die Kirche von Fleury-sur-Loire in Frankreich mit solchen Fensterverschlüssen ausgestattet.

Im romanischen Stil des 11. Jahrhunderts verfügt das Bleiglasfenster in seiner klassischen Form über Buntgläser, die mit einem Bleisteg zusammengefasst sind. Zu diesem Stil gehört das Herstellungsverfahren des dünnen Flachglases und der Arbeitsverteilung zwischen einem Glasmacher und Meister des Bleiglasfensters.

Das mittelalterliche Buntglas ist in Abhängigkeit vom Ort und von der Zeit seiner Herstellung in seiner chemischen Zusammensetzung sehr unterschiedlich. Der Prozess fängt mit einer Schichtvorbereitung für die Glasschmelze an.

Bei der Glasherstellung wurde Kieselsäure mit alkalischem Flussmittel (Asche) vermischt, in einen Schmelzbehälter (einen Hafen) gegeben und bei einer Temperatur von 1200°C bis 1600°C im Ofen geschmolzen.

Krönung Mariens oder der Kirche. Aus dem Straßburger Münster, 2. Viertel des 12. Jh. Museum Notre Dame, Straßburg.

Als Kieselsäure verwendete man meist Quarzgestein, welches zu Pulver zerrieben wurde. Um die Schmelztemperatur des Siliciumdioxids zu reduzieren, wurde dem feinen Flusssand Kaliumcarbonat aus der Buchholzasche sowie Kalk zu gegeben. Da die Kalkkonzentration in der Holzasche so hoch war, musste dem Glasgemenge keinen weiteren Stabilisator bei gemengt werden. Später war die Zugabe von Kalk unerlässlich. Allgemein war die

chemische Beständigkeit und damit die Widerstandsfähigkeit des Glases gegen V...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Titelblatt
• Über den Autor
• Inhalt
• Vorwort und Danksagung
• Wechselbeziehung zwischen Chemie und Kriminalistik in der menschlichen Geschichte
• Der Chemiker Sherlock Holmes und die kriminalistische Kunst
• Metalle in der Medizin: Arzneimittel oder Gifte
• Geschichte des Waschmittels in den Ländern und im Zeitwandel
• Nano! Die große Geschichte der kleinen Teilchen
• Nicht Götter brennen Töpfe
• Zauberei der farbigen Gläser
• Quellennachweis und Literaturverzeichnis
• Haftungsausschluss
• Urheberrechte