Johann Wolfgang Döbereiner

Johann Wolfgang Döbereiner (* 13. Dezember 1780 in Hof; † 24. März 1849 in Jena) war ein deutscher Chemiker, der als Vordenker für die Entstehung des Periodensystems gilt und mit der Untersuchung von Platin den Weg zur Katalyse ebnete.

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Leben

  Als Sohn eines Kutschers wuchs Johann Wolfgang Döbereiner in ärmlichen Verhältnissen auf einem Rittergut bei Weißdorf auf und erhielt nur mäßigen Schulunterricht. Er begann 1794 in Münchberg eine Lehre als Apotheker, auf die eine fünfjährige Wanderschaft folgte. Er arbeitete in Apotheken in Dillenburg, Karlsruhe und Straßburg, und eignete sich nebenbei autodidaktisch Kenntnisse in Chemie, Botanik und Mineralogie an.

1802 kehrte er zurück, schaffte es allerdings nicht, sich als Apotheker selbständig zu machen.

Auf sich aufmerksam machte Döbereiner durch Untersuchungen von praktischen chemischen Problemen. So erhielt er schließlich 1810 von Herzog Carl August von Sachsen-Weimar auf Vermittlung von Johann Wolfgang von Goethe eine außerordentliche Professur für Chemie, Pharmazie und Technologie an der Universität Jena.

Da er kein akademisches Diplom vorweisen konnte, wurde ihm der Titel eines Dr. phil. erteilt, da seine bisherigen Veröffentlichungen „bereits unverkennbar den Stempel der Genialität und Vollendung in sich trugen.“

Für die Fakultät war die Auswahl von Döbereiner ein Glücksgriff, denn in seiner Person verbanden sich Genialität als Forscher, ein sehr starkes Interesse an technischen Vorgängen und eine hervorragende Lehrbefähigung.

Seine Vorlesungen waren sehr praktisch geprägt durch viele Experimente zur anorganischen und organischen Chemie. Zusätzlich gab es zahlreiche Ausflüge zu chemischen Fabriken in der Umgebung von Jena, um seinen Studenten chemische Technologie und pneumatische Chemie in der Praxis zu zeigen. Einer seiner später ebenfalls sehr erfolgreichen Schüler war Rudolf Christian Böttger, Erfinder von Sicherheitszündhölzern und Weiterentwickler der Galvanoplastik.

Als chemischer Berater von Herzog Carl August beschäftigte er sich mit der Verbesserung von Fabrikationsverfahren und dem Aufbau verschiedener Betriebe, die sich gewinnbringend nutzen ließen. Er wirkte mit an der Errichtung einer Schwefelsäurefabrik und entwickelte Verfahren zur Gewinnung und Verwertung von Indigo anstelle des Färberwaids.

Weiterhin wurde zur Zeit der Kontinentalsperre unter Döbereiners Mitwirkung in Tiefurt eine Fabrik zur Zuckergewinnung aus Stärke erbaut und auch die Herstellung von Essigsäure nach dem Schnellessigverfahren durch Oxidation von Alkohol wird erwähnt. Dazu kommen noch Brennereien und Brauereien.

Um 1818 unternahm er auf Anregung Goethes und des Großherzogs Versuche zur Gaserzeugung für Beleuchtungszwecke, dabei fand er, „daß Kohle und Wasser bei ihrer Wechselwirkung in hoher Temperatur das wohlfeilste und reinste Feuergas ergeben.“

1828 führte er Schmelzversuche zur Herstellung von Cölestin-Barytglas durch und untersuchte auch Gärungsprozesse.

Seine wichtigsten und bekanntesten Entdeckungen machte er im Bereich der katalytischen Wirkung von Platinmetallen und in der Feststellung von Ähnlichkeiten bei den Eigenschaften der damals bekannten Elemente.

Weniger bekannt ist Döbereiner als ein Wegbereiter der chemischen Praktika im Lehrbetrieb an deutschen Universitäten. Noch vor Justus von Liebig in Gießen hielt Döbereiner 1820 in Jena ein chemisch-praktisches Kollegium ab, das sich bei den Studenten größter Beliebtheit erfreute. Goethe unterstützte dies durch den Ankauf eines Hauses in Jena sowie mit der Beschaffung von Laborgeräten. Döbereiner ist aus Dankbarkeit, trotz finanzieller Probleme, der Jenaer Universität treu geblieben, obwohl er ehrenvolle Berufungen an andere Universitäten erhalten hatte.

Er starb am 24. März 1849 in Jena und wurde auf dem Johannisfriedhof am Philosophenweg beigesetzt. Die Inschrift auf seinem Grabstein lautet: Berater Goethes, Schöpfer der Triadenlehre, Entdecker der Platinkatalyse.

Entdeckungen

Triaden-Regel

Döbereiner gilt als Vordenker für den Aufbau des Periodensystems der Elemente. 1816 entdeckte er einen Zusammenhang zwischen den Elementen Calcium, Strontium und Barium. Sie hatten sehr ähnliche Eigenschaften und die Atommasse des mittleren Elementes war gerade der Mittelwert der Atommassen der beiden anderen Elemente.

Diese Erkenntnis wurde 1829 in seiner Arbeit Versuch zu einer Gruppierung der elementaren Stoffe nach ihrer Analogie veröffentlicht. Döbereiner ordnete dabei 30 von damals 53 bekannten Elemente in Dreiergruppen, den „Triaden“ an.

Durch die Triadenregel konnten Vorhersagen über noch nicht bekannte Elemente gemacht werden. So sagte Döbereiner das Atomgewicht des Broms vorher.

Die Döbereinersche Triadenregel bildete eine wichtige Grundlage für das um 1870 entwickelte Periodensystem der Elemente (siehe hierzu Entwicklung des Periodensystems der Elemente).

Katalyse und das Döbereiner-Feuerzeug

  Einen großen Anteil seiner Forschung machte die Untersuchung der katalytischen Wirkung der Platinmetalle aus. Bereits 1816 gelang ihm mit Hilfe von Platinmoor die Oxidation von Alkohol zu Essigsäure. Einige Jahre später gelang ihm mit der Entzündung eines Knallgasgemisches unter dem Einfluss von Platinschwamm eine der wichtigsten Entdeckungen der frühen Katalysechemie. Sie führte zur Erfindung des Döbereinerschen Platinfeuerzeugs, das zu einem begehrten Handelsobjekt wurde.

Mit der Beobachtung, dass Knallgas auch mittels eines Iridium-Osmium-Gemisches zur Explosion gebracht werden konnte, entdeckte Döbereiner 1824 das Prinzip der später in der chemischen Großindustrie eingesetzten Mischkatalysatoren.

Funktion des Döbereiner-Feuerzeug

In einem Glasgefäß befindet sich verdünnte Schwefelsäure und in einer darin eintauchenden Glasglocke ein Zinkstück. Am oberen Ende wird die Glasglocke durch ein Ventil verschlossen; öffnet man dieses durch Betätigen eines Hebels, strömt das Gas in der Glasglocke durch eine Düse nach draußen, die Säure steigt auf und reagiert mit dem Zink, wobei Wasserstoffgas H₂ entsteht. Dieses strömt durch die Düse auf einen „Platinschwamm“ (feinverteiltes Platin). Dieses katalysiert die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff 2H₂ + O₂ --> 2H₂O (Knallgasreaktion); durch die dabei freiwerdende Wärme (exotherme Reaktion) wird das Gasgemisch entzündet.

Lässt man den Hebel los, wird das Ventil wieder geschlossen, das Wasserstoffgas kann nicht mehr nach oben entweichen und drückt die Säure aus der Glasglocke zurück in das Vorratsgefäß.

Ehrungen

Ihm zu Ehren trägt ein Hörsaal der Chemisch-Geowissenschaftlichen Fakultät der Universität Jena den Namen Döbereiner-Hörsaal, welcher sich nur wenige hundert Meter von seinem Grab entfernt befindet.- Vom 20. bis 22. Mai 1980 fand in der Friedrich-Schiller-Universität Jena ein „Internationales Döbereiner-Kolloquium“ anlässlich seines 200. Geburtstages statt.

Schrifttum

• Internationales Döbereiner-Kolloquium: anlässlich des 200. Geburtstages von Johann Wolfgang Döbereiner vom 20. bis 22. Mai 1980 in Jena / Friedrich-Schiller-Universität Jena; [Hrsg.: Franz Bolck. Verantwortliche Bearb.: Günther Heublein, Eberhard Müller ...]. Sonst. Personen: Bolck, Franz *1918-*; Heublein, Günther [Bearb.]; Müller, Eberhard [Bearb.] Körperschaft: Internationales Döbereiner-Kolloquium <1980, Jena>. Universität . Erschienen: Jena: Friedrich-Schiller-Univ., 1981. 174 S. mit Porträt.
• Briefwechsel zwischen Goethe und Johann Wolfgang Döbereiner: (1810 - 1830) / hrsg. und erl. von Julius Schiff. Weimar: Böhlau, 1914
• „Johann Wolfgang Döbereiner“. Erschienen: [s.l.]: [s.n.], 1880. Aus: Weimarische Zeitung. Sonntagsbeilage.- vom 14. November 1880
• Briefe des Großherzogs Carl August und Göthes an Döbereiner / hrsg. von Oskar Schade. Weimar: Böhlau, 1856
• Zur Erinnerung an Johann Wolfgang Döbereiner: Für seine Freunde und Schüler in Nähe und Ferne / [Hrsg.: F. Carl; M. J. Schleiden; O. L. B. Wolff; Fr. Schläger]. Jena: Schreiber, 1849
• Mitarbeit an mehreren Teilen des „Deutsches Apothekerbuch / von J. W. Döbereiner und Franz Döbereiner“, Stuttgart, Becher Verlag um 1842 ff.
• Beiträge zur Gährungs-Chemie] J. W. Döbereiner's Beiträge zur Gährungs-Chemie: Mit Holzschnitten. 2., sehr verb. und verm. Aufl. 1844, Jena: Hochhausen
• J. W. Döbereiner's ältere und neuere Erfahrungen über die Fabrikation und Verbesserung der natürlichen und künstlichen Weine, über Bierbrauerei und Essigbereitung. Jena, 3. Aufl. 1850
• Grundriss der allgemeinen Chemie: zum Gebrauche bey seinen Vorlesungen entworfen / vom J. W. Döbereiner. Teil: Suppl.-Bd. 3. verm. und verb. Aufl. Jena: Cröker; Stuttgart: Balz, 1837
• Zur Chemie des Platins in wissenschaftlicher und technischer Beziehung / von J[ohannes] W[olfgang] Döbereiner. Stuttgart: Balz, 1836
• Anfangsgründe der Chemie und Stöchiometrie / von J. W. Döbereiner. 3. verm. und verb. Aufl. 1826. Jena: Cröker, 1826. Umfang: X, 358 S.: 4 Ill. (Kupferst.).; Nebent.: Grundriß der allgemeinen Chemie
• Zeichen und Zahlen der Elementarstoffe und der wichtigsten unorganischen Verbindungen derselben. Verfasser: Doebereiner, Johann Wolfgang. 2., verm. und verb. Aufl. 1823. Jena: Cröker, 1823. Umfang: 12 Taf.
• Darstellung der Zeichen und Verhältnisszahlen der irdischen Elemente zu chemischen Verbindungen / von J. W. Doebereiner. Jena: Cröker, 1823
• Ueber neu entdeckte höchst merkwürdige Eigenschaften des Platins und die pneumatisch-capillare Thätigkeit gesprungener Gläser: ein Beitrag zur Corpuscularphilosophie / Von J. W. Doebereiner. Jena: Schmid, 1823
• Über die chemische Constitution der Mineralwasser oder Beweiss, dass auch in den Mineralwässern das Gesetz der bestimmten chemischen Mischungsverhältnisse walte / Johann Wolfgang Döbereiner. Jena, 1821
• Anfangsgründe der Chemie und Stöchiometrie / von J. W. Döbereiner. Erschienen: Jena, in der Crökerschen Buchhandlung, 1819. Umfang: XIV, 424 S., [4] gef. Bl.: 4 Ill. (Kupferst.).; 2. ganz umgearb. Aufl. von J. W. Döbereiners 1816 erschienenem u.d.T. „Grundriß der allgemeinen Chemie“
• Grundriß der allgemeinen Chemie: zum Gebrauche bey seinen Vorlesungen entworfen / von J. W. Döbereiner. Jena: Cröker, 1816. Umfang: VIII, 279 S.
• Darstellung der Zeichen und Verhältniszahlen der irdischen Elemente zu chemischen Verbindungen / J. W. Döbereiner. 2. Aufl. Jena, 1813
• Lehrbuch der allgemeinen Chemie: Zum Gebrauche seiner Vorlesungen entworfen / von J. W. Döbereiner. Jena: Academische Buchhandlung, 1811-1812
• Lehrbuch der allgemeinen Chemie: Zum Gebrauche seiner Vorlesungen entworfen / von J. W. Döbereiner. Teil: Bd. 1. Jena: Academische Buchhandlung, 1811. Umfang: VI, 559 S.
• Lehrbuch der allgemeinen Chemie: Zum Gebrauche seiner Vorlesungen entworfen / von J. W. Döbereiner. Teil: Bd. 2. Jena: Academische Buchhandlung, 1811. Umfang: 428 S.
• Lehrbuch der allgemeinen Chemie: Zum Gebrauche seiner Vorlesungen entworfen / von J. W. Döbereiner. Teil: Bd. 3. Jena: Academische Buchhandlung, 1812 .Umfang: 222 S.