Читать книгу Chemie - Claus Priesner - Страница 12

Die bisher beschriebenen Kulturtechniken der Töpferei und Glasfabrikation verlangten keine komplizierten Verfahren. Es kam nur darauf an, bestimmte Mineralien im passenden Verhältnis zu mischen und dann mehr oder weniger stark zu erhitzen. Dabei bildeten sich entweder Sinterprodukte (Töpferei) oder Schmelzen (Glas). Wesentliche chemische Reaktionen innerhalb der Gemische finden dabei nicht statt. Dies ändert sich, wenn wir nun zur Metallerzeugung kommen. Mit Ausnahme des Goldes, das stets gediegen gefunden wird und – in der Antike – durch rein mechanische Verfahren von der »Gangart«, d.h. den begleitenden Mineralien, getrennt wurde, muss man mehr oder minder aufwendige Methoden der »Verhüttung« genannten Umwandlung von Erzen in Metalle beherrschen. Ein Metallerz ist eine Verbindung des Metalls mit anderen chemischen Elementen, meist mit Sauerstoff (Oxide) oder Schwefel (Sulfide). Da viele Mineralien aus chemisch gleichen oder ähnlichen Verbindungen bestehen, aber recht unterschiedliches Aussehen besitzen, verwendet man neben den chemischen Bezeichnungen auch die mineralogischen Namen. Im Gegensatz zu den chemischen Bezeichnungen sagen sie aber nichts über die Zusammensetzung der Minerale aus. Mit der Entdeckung der ersten Metalle bzw. der Verfahren zu ihrer Gewinnung endete die Steinzeit. Dieser Übergang fand in unterschiedlichen Kulturen zu verschiedenen Zeiten statt.

Bei der Verhüttung geht es darum, aus Metallerzen gediegene Metalle herzustellen. Grundsätzlich muss man dazu den Sauerstoff bzw. den Schwefel entfernen. Hat man ein oxidisches Erz, erfolgt dies gewöhnlich durch Erhitzen mit Holzkohle.

Schmelzen und Gießen von Metallen. Ägyptische Grabmalerei um 1450 v. Chr.

Dabei verbindet sich der Kohlenstoff der Kohle mit dem Sauerstoff des Erzes zu Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid und das Metall bleibt zurück. Ein sulfidisches Erz muss zuvor an der Luft »geröstet« werden. Das Sulfid wandelt sich in ein Oxid um und aus dem Schwefel entsteht Schwefeldioxid. Das Oxid wird dann wie eben beschrieben weiterverarbeitet. Da viele Erze schwer schmelzbar sind, mischt man Zusätze (»Zuschläge«) bei, die den Schmelzprozess erleichtern und mit Verunreinigungen des Erzes sog. Schlacken bilden. Manche Metalle, etwa das Blei, lassen sich sehr einfach aus ihren Erzen gewinnen, bei anderen – insbesondere beim Eisen – ist das relativ schwierig. Aus diesem Grund ging die Bronzezeit der Eisenzeit voran.

Die Verwandlung eines Erzes in ein Metall ist ein spektakulärer Vorgang, da Ausgangs- und Endprodukt vollständig verschieden sind. Metalle besitzen ganz besondere Eigenschaften: Sie sind schmelzbar, glänzen metallisch (meist silbrig), lassen sich hämmern und schmieden und bilden miteinander Legierungen, die wieder veränderte Materialeigenschaften besitzen. Viele Legierungen sind härter als die reinen Einzelmetalle, aus denen sie bestehen. Daher ist es kein Wunder, dass die Menschen der Frühgeschichte denjenigen, die mit der Gewinnung von Erzen, deren Verhüttung und der Verarbeitung der Metalle befasst waren, eine Sonderstellung einräumten. Sie waren entweder besonders geachtet oder wurden gefürchtet und ausgegrenzt. Ihre Fähigkeiten entschieden manchmal über Wohl und Wehe eines Stammesverbandes. In den Legenden des Mittelalters wie dem Nibelungenlied oder der Artus-Sage spielen Schwerter mit magischen Eigenschaften eine wichtige Rolle. Die Griechen nannten ihren göttlichen Schmied und Beherrscher des Feuers Hephaistos, die Römer Vulkan, bei den Germanen genoss Wieland der Schmied immerhin halbgöttlichen Status.

Aufsuchen von Erzlagern mittels einer Wünschelrute und durch das Graben von Schürfgräben.

Die Entdeckung der Metalle wurde aber schon in der Antike auch als zivilisatorische Grenzüberschreitung empfunden. Der im späten 8. oder frühen 7. Jh. v. Chr. lebende Dichter Hesiod verband als Erster verschiedene Epochen der Menschheitsgeschichte mit bestimmten Metallen. Am Anfang der Welt steht das Goldene Zeitalter, in dem ein von den Göttern zur Zeit der Herrschaft des Gottes Kronos geschaffenes Geschlecht von Menschen in Frieden und Eintracht mit der Natur lebte. Die Welt insgesamt und die Menschheit in ihr befanden sich in einem paradiesischen Zustand. Nach dem Aussterben dieser Menschenrasse begann mit einem neuen Geschlecht das Silberne Zeitalter, das schon weit weniger vollkommen und bereits dem Leid unterworfen war. Mit dem Erz, d.h. der Bronze, war das eherne Zeitalter der Heroen verbunden, das einen weiteren Abstieg bedeutete. Am Ende steht das Eiserne Zeitalter, in dem sich Hesiod ebenso befand wie auch wir. Dieses ist mit Krieg und Kampf, Leid und Schuld verbunden.

Eine eigenartige und bis heute nicht ausreichend erforschte kulturhistorische Entwicklung verbindet die Metalle mit den Wandelsternen, zu denen in der Antike auch Sonne und Mond gezählt wurden – schließlich glaubte man allgemein, dass die Erde im Zentrum des Kosmos ruhe. Wann und weshalb eine Wechselbeziehung zwischen den Metallen und den Planeten erstmals hergestellt wurde, ist nicht bekannt; einigermaßen zuverlässige Angaben finden sich erst in der Spätantike. Der Neuplatoniker Proklos (421–485) behauptete, dass die Strahlen der Sonne das Gold in der Erde entstehen lassen und analog dazu die Strahlen des Mondes das Silber, die des Mars das Eisen und die des Saturn das Blei. Erst eine dem Alchemisten und Naturphilosophen Stephanos von Alexandria, der zu Beginn des 7. Jh. in Konstantinopel als Lehrer der Philosophie wirkte, zugeschriebene Zuordnung erwies sich schließlich als dauerhaft. Sie verbindet die Sonne mit dem Gold, den Mond mit dem Silber, den Merkur mit dem Quecksilber, die Venus mit dem Kupfer, den Mars mit dem Eisen, den Jupiter mit dem Zinn und den Saturn mit dem Blei.

Modell eines Meilers zur Holzverkohlung (Albstadt Onstmetting).