Tweemaandelijksch Tijdschrift. Jaargang 2
(1895-1896)– [tijdschrift] Tweemaandelijksch Tijdschrift–
Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd
[pagina 114]
| |
Chemie en logika
| |
[pagina 115]
| |
De affiniteit zou moeten zijn de oorzaak der scheikundige verandering; de kracht die twee elementen of stoffen tot verbinding brengt; die het eene metaal door het andere, het eene zuur door het andere, het eene element door het andere doet verdringen; de oorzaak van het bestaan van scheikundige werkingen. En wel een bijzondere oorzaak in de stoffen zelf gelegen, gelijk men in de natuurkunde een bijzondere oorzaak aanneemt, buiten de meer tastbare invloeden van druk en temperatuur en zwaartekracht, wanneer men subtiele verschijnselen van vloeistoffen behandelt, en verklaring zoekt in de hypothese van molekulaire krachten. Bij die natuurkundige verschijnselen verandert de aard der stof niet, wel daarentegen bij de scheikundige. En er werd een naam gegeven ter samenvatting van een kategorie verschijnselen, die men niet onmiddellijk met behulp eener fysische theorie kon verklaren. Gelijk men spreekt van scheikundige en natuurkundige verschijnsels, zoo wilde men ook spreken van scheikundige en natuurkundige oorzaken, van chemische en fysische krachten, van affiniteit en molekulaire krachten. Wel is waar had reeds Newton de gedachte ontwikkeld, dat men scheikundige tot natuurkundige werkingen zou kunnen terugbrengen, doch voorshands zag men nog een te groot verschil tusschen beide rubrieken, om ze niet liever uiteen te houden dan ze te vereenigen. En dit treffende verschil werd misschien door niemand beter ingezien en geformuleerd dan door Boerhave, toen hij het volgende zeide: ‘Als koningswater een stukje goud tot een gele vloeistof oplost, dan blijven de gouddeelen vereenigd met die van het koningswater, zoodat de eersten, achttien maal zwaarder dan de vloeistof, er in zweven blijven en niet omlaag gezonken onder in het lichtere vocht zich verzamelen. Ziet ge hier niet klaarblijkelijk tusschen ieder deeltje goud en ieder deeltje koningswater een kracht (virtus) werken, waarmede een gouddeel een ander, dat andere echter een gouddeel bemint, verbindt, terughoudt?’Ga naar voetnoot1). | |
[pagina 116]
| |
Inderdaad, zoo is het probleem voortreflijk gesteld, en op een wijze ook voor òns nog van waarde. Want wij hebben wel een manier om Boerhave te antwoorden; wij kunnen wel zeggen: ‘het goud is goudchloried geworden en goudchloried lost in water op,’ maar in dat antwoord is het probleem verdonkeremaand zonder overgenomen te zijn. Want goudchloried is zwaarder dan water: waarom blijft het zweven en zinkt niet? Dit vooreerst. Ten tweede: ons chemisch inzicht neemt aan, dat in goudchloried goud aanwezig is; de molekulen goudchloried bevatten atomen goud; waarom nu zinken die atomen niet? Ik voor mij althans wilde wel eens een goed antwoord op Boerhave's vraag hooren, een antwoord, bedoel ik, waarbij het verschil tusschen scheikundige en fysische werkingen was uitgesloten. Maar zoo er reden was om scheikundige verschijnselen tot een afzonderlijke rubriek te brengen, en van affiniteit te spreken, het begrip affiniteit, om het voorloopig te definieeren als de oorzaak van scheikundige werkingen, is als beginsel van verklaring niet altijd goed gebruikt. Lang, zéér lang was de verklaring van een bijzonder verschijnsel uit de affiniteit niet anders dan een cirkelredeneering, een tautologie, een cercle vicieux. Laat ons nog eens aannemen, dat het zijn voordeel heeft een rubriek scheikundige van een rubriek natuurkundige verschijnselen te onderscheiden, en de werkingen der eerste rubriek met een bepaalden naam affiniteitswerkingen te noemen. Maar doet men zoo, dan weet men ook, dat iedere scheikundige werking de affiniteit tot oorzaak heeft, en zegt men niets nieuws, wanneer men een bepaalde werking uit affiniteit verklaart. En toch heeft men lang, zéér lang, al is het ook met een wat meer ingewikkelde redeneering, berust bij het verklaren van scheikundige verschijnsels uit affiniteit. Want na het begrip affiniteitswerkingen, ontstond al spoedig de gedachte aan werkingen van verschil in intensiteit, van zwakkere en sterkere werkingen, van zwakkere en grootere affiniteit. Hierin nu was niets verkeerds, als men maar zorg had gedragen, om de grootte en de zwakte te bepalen met een ander middel dan juist die verschijnselen, waarbij van grootte en zwakte | |
[pagina 117]
| |
sprake was. Doch men deed dat niet: men besloot uit het waargenomen feit tot de intensiteit der werking, en verklaarde daarna het feit uit de intensiteit. Men omgaf zich in zijn verklaring geheel en al met den cercle vicieux. Wanneer men in een oplossing van kopersulfaat een staafje ijzer plaatst, slaat koper neder en ijzer treed in oplossing. Hoe dit te verklaren? Daaruit, dat de affiniteit van ijzer tot zwavelzuur grooter is dan die van koper tot zwavelzuur; ijzer trekt zwavelzuur met meer kracht tot zich dan het koper dit doet, en kan dus het zwavelzuur van het koper los trekken. Maar hoe weet men, dat de grootten der affiniteiten zich zoo verhouden? Dat leert de proef zelf: want het ijzer heeft het koper verdrongen, en dus verhouden de affiniteiten zich zooals gezegd werd. En dit laatste moge waar zijn of niet, maar zeker is, dat er niets verklaard is, en de man die zoo redeneerde, zat met ijzeren ketenen in zijn cercle vicieux gevangen. En ik zeg niet te veel, als ik beweer dat die gevangenschap zich tot voorbij de helft dezer eeuw heeft uitgestrekt. Ik voor mij althans, toen ik op de burgerschool de beginselen der scheikunde leerde, ook ik moest de verschijnselen telkens uit de affiniteit verklaren, en een goedkeuring was de belooning voor het aanvaarden der gevangenschap. Maar hoe is het mogelijk, dat men zóó lang bij een logische fout volhardt en er zelfs bevrediging bij vindt? Voor een deel, wijl de terminologie van de kringredeneering bij de beschrijving en systematiek der feiten dienst kan doen, of althans niet meer kwaad doet dan de beschrijving eenigszins omslachtig te maken. In plaats van te zeggen: ijzer verdrijft koper uit zijn verbindingen, kan men zeggen: de affiniteit van ijzer voor de metalloïden is grooter dan die van koper. Voor een ander deel, wijl het woord affiniteit de feiten, waarbij het gebruikt wordt, tot een bepaalde rubriek brengt. Voor een ander deel, die complicatie van denkingen, welke formuleering en verklaring, en op een zekere wijze oorzaak en gevolg verwart. Iemand die overdenkt: ‘hoe is het ook weer? zal ijzer koper verdringen of niet? Ja, het zal gebeuren, want | |
[pagina 118]
| |
ik weet dat de affiniteit van ijzer grooter is dan van koper,’ zal er al licht toe komen om in plaats van ‘want ik weet dat de affiniteit, enz.’ te zeggen: ‘want de affiniteit van ijzer is grooter dan die van koper.’ En zoo maakt hij van een formuleering een verklaring. En deze gedachtesprong mag den scheikundige, als middel om zijn geheugen over den feitelijken samenhang der verschijnselen op te wekken, vergeven worden, maar zoo hij niet verder denkt en meent verklaard te hebben, dan is er geen genade voor. Voor nog een ander deel..., maar als ik nu ging zeggen: omdat de scheikundigen nog altijd lijden aan die zekere slordigheid van denken, waarover Boyle reeds steen en been klaagde, zou ik zelf de fout begaan, die ik zelf afkeur, en ik beweer daarom alleen, dat de langdurige heerschappij van de affiniteit als tautologisch verklaringsbeginsel wijst op een zekere slordigheid in denken, een minachting van de logika, die reeds Boyle wanhopig maakte. En al is de vooruitgang in zuiverheid van denken zéér, zéér belangrijk, de minachting is nog niet geheel verdwenen, gelijk uit deze studie blijken zal. De vooruitgang mag men zéér, zéér belangrijk noemen, want de cercle vicieux is verbroken en de natuurkunde ontsloot den kerker. De tautologie, om het nog eens te zeggen, was deze: uit het te verklaren verschijnsel werd het bestaan van krachten en de grootte dier krachten afgeleid, en dan weder uit die grootte het verschijnsel verklaard. Maar zoo men eens de grootte der krachten uit andere verschijnsels kon opmaken, liefst verschijnsels van een gansch anderen aard, die naast en mèt de te verklaren feiten optraden, zou er dan gewonnen zijn? Zeer zeker, dan was de winst zeer groot, want vooreerst kwam men er dan toe om de verklaring te zoeken in het samengaan van verschijnsels, en niet meer in achter de verschijnselen gelegen oorzaken; er was dus ware vermeerdering van positieve kennis, en indien er een zekere regelmaat in het samengaan van de scheikundige feiten met andere kon worden opgelet, dan was een positief beginsel van verklaring gevonden: men kon uit het verloop der secundaire verschijn- | |
[pagina 119]
| |
sels het verloop der primaire opmaken en voorspellen; men kon zeggen: het primaire moet zoo zijn, als het secundaire zóó is; men kon zelfs zeggen: het primaire is zoo, omdat het secundaire zoo is. En al was dit omdat niet volledig verklarend, in beginsel verving het de tautologie door ware bevrediging. Ik bedoel thans met de primaire feiten de feiten van verdringing, dubbele omwisseling, de zuiver scheikundige veranderingen. Met de begeleidende secundaire, de warmteverschijnselen, die met de scheikundige werkingen samengaan. En het is een zeer groote logische vooruitgang geweest, toen men den samenhang van de scheikundige met de warmteverschijnselen ging bestudeeren, en uit het verloop van de tweede het verloop van de eerste afleiden en verklaren. En de samenhang is nog nauwer dan gezegd werd. Want niet alleen werd gedaan wat ik beschreef, maar de secundaire en de primaire verschijnselen aan een zelfde oorzaak toegeschreven. Zoowel het chemisme als de begeleidende warmtewerkingen werden als uitingen der scheikundige krachten opgevat, en de warmte-werkingen vooral gebruikt om den arbeid dier krachten te meten. In de warmtewerkingen der reacties heeft men de maat voor de affiniteit der reageerende stoffen, ziedaar de groote verovering door de natuurkundige scheikunde in de tweede helft der eeuw bereikt. Want de natuurkunde is de leider der campagne geweest. De natuurkunde heeft verband gebracht tusschen mechanische krachten en warmteverschijnsels; heeft, wat men noemt, de aequivalentie van warmte en arbeid opgesteld. De natuurkunde heeft gedacht om arbeid, verricht of te verrichten door krachten in de lichamen werkzaam, om arbeid verricht of te verrichten door molekulaire krachten. En door deze beweging van het denken is de opmerkzaamheid ook gevoerd tot arbeid verricht of te verrichten door scheikundige krachten, werkende tusschen elementen of stoffen, of tusschen atomen of ongelijksoortige molekulen, en men heeft gemeend van dien arbeid de uitdrukking te vinden in de warmteontwikkeling der reacties. | |
[pagina 120]
| |
Meer dan één scheikundige heeft de natuurkunde voor dit doel bij de studie der chemische werkingen te pas gebracht, maar niemand heeft méér dan Berthelot de studie der warmteontwikkeling beoefend, en niemand méér dan hij getracht het spel der scheikundige energiën daaruit te verklaren. Berthelot mag de man heeten, die de chemie uit den toovercirkel der affiniteit verlost heeft, en het beginsel van den grootsten arbeid was de sleutelGa naar voetnoot1). En dit beginsel heeft zijn plicht gedaan, en... Geheel te verdwijnen behoeft het niet, want de betrekkelijke, de practische waarde is nog zeer belangrijk, en de absolute waarde is door den man van het beginsel zelf opgegeven. Want dit is een voordeel van een lang en werkzaam leven, dat men niet alleen veel schoons vinden kan, doch ook den tijd heeft om zijn ongelijk in te zien en moed te verzamelen en op de meest eervolle wijze zijn ongelijk te bekennen. En Berthelot heeft die weldaad van den ouderdom niet versmaad. Hij heeft gewikt en gewogen, zijn ongelijk ingezien en een eervolle schulderkenning voorbereid. Van Helmholtz en Gibbs maakte hij zijn jury en tegenover hen sprak hij zijn peccavi uit. Doch Helmholtz en Gibbs waren zijn lastigste opponenten niet, zijn hinderlijkste vijanden waren, na Déville, vele scheikundigen der jongere school, en Van 't Hoff, Ostwald, Arrhenius, Duhem, le Chatelier, Potilitizin en vele anderen, zij hadden in de jury moeten zitten. Doch de pil was al bitter genoeg en zij is ten minste geslikt. En ik weet niet of de vele chemici, die zich tegen Berthelot's dogma verhieven, en vaak met grove heftigheid er tegen uitvoeren, - het is mij een genoegen te kunnen melden, dat de zwaarste opponent, Van 't Hoff, nooit de verdienste van Berthelot miskend heeft, nooit met het Duitsche chauvinisme tegen het dogma is medegegaan, - ik weet niet of die chemici erkend hebben, hoe Berthelot's beginsel een overgrooten vooruitgang is in het logisch denken der scheikunde. Want wat het beginsel van den grootsten arbeid ook | |
[pagina 121]
| |
anders moge gedaan hebben, stellig en zeker heeft het de scheikunde uit de tautologie der affiniteits-verklaring bevrijd. | |
II.Wie de voorgaande bladzijden las, wellicht zag hij een logische fout. Mij althans mag dat niet verwonderen, want ik heb ze met opzet begaan. En volgens de oude opmerking: die met opzet een fout begaat, had ze kunnen vermijden, - zoo had zij vermeden kunnen worden. Doch zij werd niet vermeden, en het verzuim ontsproot niet uit de lust om fouten te maken, doch met de fout werd iets goeds gezocht. Eigenlijk dus, per slot van rekening, werd géén fout begaan, indien ik althans het goede bereikte; er werd dus niet gezondigd en dus ook niet met opzet gezondigd. Maar zeker is, dat in het voorgaande het woord affiniteit op eenmaal van beteekenis veranderde: eerst was het een kracht, en plotseling werd het een arbeid. En de goede bedoeling was daarmede, om al vast aan te kondigen, welke logische fout het is, die in de laatste twintig, of liever tien jaar de scheikundige discussie over de affiniteit, of liever over het woord affiniteit, beheerscht. Want de scheikundigen, - ook de besten, ik zal het bewijzen -, zijn nog niet zeker van hun zaak of zij de affiniteit als een kracht of als een arbeid zullen beschouwen. Of liever alweer, aangezien men niet precies weet, wat de affiniteit is, zoolang men het over de bepaling niet eens is geworden, en niemand meer een kracht een arbeid noemt en een arbeid een krachtGa naar voetnoot1), kan men niet vragen of de affiniteit een kracht dan wel een arbeid is, maar of men een zekere kracht dan wel een zekeren arbeid affiniteit zal noemen.Ga naar voetnoot2) De chemie staat dus nog niet geheel met schuldelooze blikken tegenover de logika. Het beginsel van den grootsten arbeid heeft haar uit de omhelzing der tautologie verlost, maar | |
[pagina 122]
| |
van begripsverwarring en benamingsonzekerheid kan men haar nog niet vrij pleiten. Er zijn jaren voorbij gegaan met kritiek en bestrijding van Berthelot's dogma. Jaren, voordat iedereen toegaf dat het dogma niet absoluut was, en niet altijd die reactie geschiedde, waarbij zich de meeste warmte ontwikkelde. En voor hen, voor wie het dogma viel, viel ook de houvast voor de definitie van affiniteit. Als men scheikundige werkingen meet naar hun warmte-effekt, en het grootste warmte-effekt aan de meest intensieve werking toekent, dan verwacht men ook dat het chemisme naar de grootte dier werkingen verloopen zal, dan verwacht men dat het meer intensieve affiniteitsspel het minder intensieve overwinnen zal. Maar de ervaring leerde iets anders. Niet altijd gaat het chemisme volgens de overheersching der grootste warmteontwikkeling, en men kan zich zelfs een toestand denken, waarbij juist de overwinning van de kleinste warmteontwikkeling regel zou zijn. Toen nu de overtuiging op deze punten aldus gevormd was, viel de warmteontwikkeling als maat voor de intensiteit der affiniteitswerkingen: want men kan toch niet aannemen dat een sterke intensiteit door een zwakke overwonnen wordt. Er moest iets anders gezocht worden, en bij dit zoeken, ik zeide het reeds, zijn de scheikundigen, ook de besten, het er nog niet over eens, ook niet met zichzelf, of zij aan een kracht of aan een arbeid den naam affiniteit geven zullen. Doch over de woorden kracht en arbeid behoor ik mij in 't kort te verklaren. In de mechanica en de natuurkunde wordt het begrip kracht gedefinieerd als oorzaak van beweging, en, uitvoeriger, als oorzaak der verandering van den bewegingstoestand van een lichaam. Een lichaam, waarop geen krachten werken, of dat onderworpen is aan krachten, die elkander opheffen, blijft zich bewegen met dezelfde snelheid, of behoudt zijn toestand van rust. Niet terstond wellicht ziet men in, dat deze definitie geldig is voor de meer populaire opvatting van krachten. Populair sprekend, noemt men een kracht datgene wat twee lichamen bijeenhoudt, datgene wat twee lichamen van elkander scheidt; | |
[pagina 123]
| |
datgene wat drukt, datgene wat weerstand biedt, datgene wat weerstand overwint; datgene wat eenigen arbeid kan verrichten. Maar zoo men de eerste definitie toelicht hiermede, dat krachten bestaan, ook als zij den bewegingstoestand nog niet wijzigen, doch slechts streven hem te wijzigen, dan vallen beide bepalingen samen. En de toelichting is noodig, want anders zou men niet kunnen spreken van een evenwicht van krachten. Wijsgeerig sprekend toch zou men kunnen zeggen: bij evenwicht zijn er geen krachten; doch mechanika en natuurkunde raakten door zooveel wijsgeerigheid in de war; zij moeten zich houden aan een evenwicht van bestaande krachten, om te verklaren het intreden van bewegingswijziging in het systeem, zonder aan te nemen, dat op eenmaal oorzaken intreden, vroeger gansch niet bestaand. Op een vallenden steen werkt de zwaartekracht, maar een steen, die op tafel ligt? Ook op dien steen werkt de zwaartekracht, zegt de mechanika: zoo ik steen en tafel samen weeg, weegt de steen mede; zoo ik het blad van de tafel zeer dun maak, zal de steen er doorzakken; is het blad van zacht materiaal, de steen zal een indruk maken; al te gader bewijzen dat de zwaartekracht op den steen blijft werken, ook al is er geen verplaatsing. Nemen wij nu met de mechanika aan, dat de oorzaak bestaat, ook al zien wij haar werking in de beweging niet, dan volgt terstond, dat de kracht, bestaande als streven naar werking, de beteekenis krijgt van druk en weerstand. De tafel weerhoudt de zwaartekracht den steen te doen vallen, dus oefent de steen druk uit en biedt de tafel weerstand. Til ik den steen op, dan is het mijn kracht, die de zwaartekracht overwint, den weerstand namelijk door die kracht uitgeoefend. In dat geval waren steen en tafel vereenigd door de zwaartekracht, doch zoo de steen aan de tafel was gelijmd, dan moest ik grooter moeite doen om hem op te lichten, met geweld moest ik de verbinding breken. De inspanning dan verricht, rekent met twee krachten: vooreerst het losmaken van lijm en steen, ten tweede het tillen van den steen boven de lijmlaag. Is de eerste kracht nu ook een overwinning van een druk, een weerstand, van een latent verzet tegen beweging | |
[pagina 124]
| |
geweest? Zeer zeker, want over den zeer kleinen afstand, waarover de werking van den lijm heerscht, heb ik door wringen en rukken den steen in beweging gezet, en de lijm was dan wel degelijk een verzet tegen de beweging van den steen; is echter die afstand doorloopen, dan leeft alleen de zwaartekracht als belemmering der beweging. Naast het begrip kracht staat het begrip arbeid. Wanneer ik den steen optil, oefen ik een kracht uit, die grooter is dan het gewicht van den steen, en die kracht verandert nagenoeg niet, hetzij de steen één decimeter omhoog gaat, hetzij twee. Toch maakt het meer of minder hoog tillen voor mij een verschil. Volgens het gewone spraakgebruik heb ik in het tweede geval meer kracht moeten aanwenden, meer moeite, meer inspanning, meer arbeid moeten doen. En uit die populaire zegswijzen heeft de mechanika het woord arbeid gekozen om de verrichte moeite uit te drukken. Hij wordt bepaald als het produkt van weg met kracht;Ga naar voetnoot1) van de kracht, die overwonnen werd, met den weg, in de richting der kracht gemeten, waarover overwonnen werd. Gedurende het opheffen van den steen is op ieder oogenblik de kracht even groot, maar de arbeid klimt evenredig aan de hoogte. Wat nu in mijn lichaam heeft dien arbeid verricht? De kracht van mijn arm? Zeker komt die er bij te pas, doch gelijk men ziet, bleef de kracht bij het optillen even groot, en die alleen kan dus geen rekenschap geven van het verschil in arbeid. En om niet te uitvoerig te worden, er zij gezegd, dat de natuurkunde er voordeel in ziet, om iets met den verrichten arbeid correspondeerends en aequivalents in den arm aan te nemen; er was in den arm een latente bron van arbeid, een arbeidsvermogen, een energie. En niet alleen in den arm is energie, in alles wat kracht kan uitoefenen. Een steen op een tafel heeft energie: neem ik de tafel weg en valt de steen tegen de aarde, dan kan ik den val gebruiken om een arbeid te doen, en die arbeid zal blijken gelijk te zijn aan het produkt van het gewicht van | |
[pagina 125]
| |
den steen en zijn hoogte boven de aarde, en even groot was de energie van den steen in rust. Kracht en energie zijn dus in de natuurkunde ongelijksoortige grootheden; zij verhouden zich ongeveer als warmtegraad en warmtehoeveelheid, als temperatuur en caloriën. Men spreekt ook van scheikundige krachten, en bedoelt dan veelal krachten van vereenigen. Zwavel en ijzer komen bij verwarming samen tot zwavelijzer. Of krachten van splitsing: kalk en koolzuur gaan bij bepaalde temperatuur van elkander. Maar deze krachten hebben iets tegen zich; men kan ze niet goed als zoodanig meten, dat is vergelijken met eenige mechanische kracht. Ik kan wel de splitsing van koolzure kalk gebruiken om een weerstand te overwinnen, en evenwicht met een druk te maken, doch heb dan de gansche chemische kracht niet bepaald. Het ontbreekt mij aan een eenvoudig middel om de grootte der krachten direct te meten; ik kan met geen mechanisch middel zwavel en ijzer vaneen scheiden, noch kalk van koolzuur. Maar als zwavel en ijzer eerst gescheiden zijn en zich later vereenigen, dan hebben de scheikundige krachten zóó gewerkt, dat zij elkander over een zekeren afstand verplaatsten. De zwavel is, om zoo te zeggen, naar het ijzer toegevallen, gelijk de steen naar de aarde viel, en gelijk de val van den steen in arbeid kon worden omgezet, zoo kan ik ook mij voorstellen, dat de val van zwavel naar ijzer gebruikt wordt voor het verrichten van arbeid. En deze arbeid verkeert in gunstiger geval dan de kracht. De kracht ken ik niet, maar de arbeid kan gemeten worden op meer dan één wijze, en met dien arbeid correspondeert een even groote energie in zwavel en ijzer ten opzichte van elkander, vóór zij één werden. Het genoemde voorbeeld van zwavel en ijzer is niet het schoonste om tot een praktische energiemeting te komen, maar ook als ik een schoon voorbeeld gekozen had, er zou veel toelichting bij moeten wezen om duidelijk te maken, hoe de energie der reactie bepaald wordt. Ik moet zelfs opmerken, dat tegenwoordig niet eenmaal de gansche energie als kenmerkend voor de scheikundige krachten wordt aangemerkt, | |
[pagina 126]
| |
doch slechts dat deel, dat in uitwendigen arbeid kan worden omgezet - doch genoeg zij al het voorgaande om de begrippen kracht, arbeid en energie te illustreeren, en te toonen dat een scheikundige energie beter kan gemeten worden dan een scheikundige kracht. Hetgeen niet weg neemt, dat er onder de scheikundigen verschil bestaat, ook met zich zelf, of zij de affiniteit als een kracht of als een energie zullen beschouwen, en zij doen alsof zij zeggen, wat de affiniteit is, terwijl zij enkel een zeker begrip affiniteit noemen, en niet eenmaal altijd hetzelfde begrip. En ik heb te beschikken over een schoon documenteel materiaal, waaruit het bewijs van mijn bewering zal voor den dag komen. Een Spaansch scheikundige, de heer Pinerua, professor te Santiago, heeft bij verscheidene beroemde vakgenooten een enquête ingesteld naar hun meening over het wezen der affiniteitGa naar voetnoot1), en zie hier eenige antwoorden. De heer Bartley uit New-York begint met de affiniteit te definieeren als de kracht die de atomen vereenigt. Deze definitie is zeker niet onhoudbaar, en Spring uit Luik sluit er zich bij aan. Magnanini uit Modena daarentegen zegt zeer bepaald: ‘de affiniteit in kwestie is geen kracht, doch een vorm van energie.’ En met Magnanini zijn verscheidenen het eens: Schiff uit Florence, die de affiniteit de resultante eener groep van energiën noemt; Von Than, te Buda-Pest, die de affiniteit als de vrije energie van het systeem bepaalt; Van 't Hoff en Ostwald, die ten slotte doen gelijk Von Than. Maar voor Ramsay te Londen is de affiniteit niet een chemische energie, doch een factor daarvan; voor Petterson, te Stockholm, is de affiniteit wederom een kracht die tusschen de atomen werkt, en heelemaal bovenaan in Upsala zit Arrhenius hoog en droog en lacht allen uit en beweert dat er heelemaal geen affiniteit is. | |
[pagina 127]
| |
En Pinerua zelf, de man van de enquête, het verwondert mij niet zoó hij duizelig is geworden, en hij meent eerst, zoo voorzichtig mogelijk: de affiniteit is de aantrekkingskracht, die de vereeniging veroorzaakt of de chemische energie. Ten slotte evenwel vat hij moed en noemt de affiniteit een energie. De onzekerheid, het meeningsverschil, de tegenspraak, die ik aankondigde, zij blijken duidelijk uit deze enquête, en zij zullen nog duidelijker voor den dag komen, als ik de zaak aan een verder onderzoek onderwerp. Ostwald, dien men met en naast Van 't Hoff hoofd en woordvoerder der moderne school kan noemen, laat zich bij de enquête zoo beslist uit als men maar verlangen kan. Het is een groote dwaling, zegt hij, om te meenen, dat de scheikundige affiniteit een kracht is in mechanischen zin of zoo iets van dien aard. Tegenwoordig moeten wij ze als een vorm van de energie opvatten.... Reacties verloopen altijd zóó, dat de vrije energie afneemt, en in zoover kan de vrije energie voor de definitie der chemische affiniteit gebruikt worden. Zoo laat Ostwald zich uit, en men zou denken, iemand die zoo spreekt, is zeker van zijn zaak. Maar bij nader onderzoek valt het niet mee. Want dezelfde Ostwald, die in 1893 in de affiniteit niets anders dan een vorm van energie wil zien, dacht in 1892, toen hij zijn meening voor vakbroeders en leerlingen uitsprak, geheel anders over de zaakGa naar voetnoot1). In 1892 vertelt Ostwald, dat er een chemische energie is, die men op voetspoor van den Amerikaanschen natuurkundige Gibbs in twee factoren kan splitsen: in een factor van intensiteit en in een factor van capaciteit. Deze factoren verhouden zich ongeveer als temperatuur en warmte-hoeveelheid, de factoren der warmte-energie. De eerste factor heeft betrekking op het intreden en verloopen van reacties, de tweede op de hoeveelheden der stoffen. Gibbs noemt den eersten factor het chemische potentiaal. En ik denk er niet aan al deze geleerde termen te verklaren, maar ook zonder zulk een toelichting kan men zien, dat de eerste factor, betrek- | |
[pagina 128]
| |
king hebbend op het intreden en verloopen van reacties, zoo wat overeenkomt met de oorzaak der scheikundige veranderingen. En Ostwald zegt dan ook: In zoover valt het begrip chemische potentiaal samen met het begrip, dat men op ietwat onbepaalde wijze scheikundige affiniteit of verwantschap genoemd heeft. Meer behoef ik uit Ostwald's hoofdwerk niet aan te halen. In dat werk erkent hij, dat de affiniteit niet is een energie, doch slechts een factor van energie, en bij de enquête van '93 is de affiniteit op eenmaal een energie geworden. Zoo Ostwald. En nu Van 't Hoff, het andere hoofd, de andere woordvoerder der school. In 1884 is Van 't Hoff in zijn Etudes de Dynamique Chimique in vele andere opzichten als baanbreker opgetreden, en niet het minst als theoreticus van de affiniteit. Een gansch hoofdstuk heeft hij aan de theorie dier zaak besteed. En het is merkwaardig om te zien met hoeveel bewustzijn Van 't Hoft in dat hoofdstuk de verwarring van kracht en energieGa naar voetnoot1) ontgaat, met hoeveel scherpte hij de begrippen kracht en arbeid uiteenhoudt. Hij zal afleiden, zegt hij, de groote der affiniteit, zoowel ze beschouwend als krachten, als door den arbeid na te gaan, welke die krachten verrichten kunnen. En verderop: ‘Indien, gelijk men gewoonlijk doet, men in de affiniteit de kracht ziet, die een scheikundige omzetting teweeg brengt....’ En in het geheele hoofdstuk blijft hij zich zelf getrouw. Hij scheidt zorgvuldig de affiniteit als kracht, van den arbeid door die kracht verricht. Hij meet de affiniteit met krachtmaat: druk en gewicht, en den arbeid met arbeidsmaat: kilogrammeters en caloriën. Uit die meting blijkt zelfs, dat hij recht tegen de bewering van Ostwald's leerboek ingaat, en wel degelijk de affiniteit als een kracht in mechanischen zin opvat, en hij wil bewijzen dat men ze zoo opvatten kan. In het genoemde hoofdstuk betoont Van 't Hoff zich als een | |
[pagina 129]
| |
zeer nauwkeurig en zorgvuldig denker, die met het beste besef begrippen uiteen houdt. Ik erken, dat negen jaar een lange tijd is voor de scheikunde, en vooral voor een hoofdstuk, zooals het hoofdstuk der chemische energie, dat juist in die jaren zich zoo merkwaardig ontwikkelde. Toch verbaas ik mij als ik zie, dat Van 't Hoff zoo zeer met den stroom is medegegaan, zoo zeer er naar tracht om kracht door energie te vervangen, en zelfs, als Pinerua het antwoord juist weergeeft, er niet tegen opziet, om kracht met arbeid te verwarren. Zie hier wat Van 't Hoff aan Pinerua schrijft: ‘Volgens de gewone opvatting is de affiniteit die kracht, welke er naar streeft een chemische omzetting tot stand te brengen; haar maat is de arbeid, welke die omzetting verrichten kan.’ Zie hier wat Van 't Hoff schrijft, en zie hier wat de tijdgeest vermag. De affiniteit is een kracht, en wordt gemeten door een arbeid. Het staat er zonder blikken of blozen, alsof men een kracht met een arbeid kon meten, alsof een kilogram een grootheid was gelijksoortig met een kilogrammeter. En verder: ‘- Als wij op het proces een behoorlijken weerstand uitoefenen, en dezen zoo groot maken dat de reactie verhinderd wordt, verkrijgen wij de grenswaarde van den door haar verrichten arbeid.’ Ook dit zit niet goed in elkaar. Een weerstand is geen arbeid, en dus ook niet de grenswaarde van een arbeid. ‘- Den zoo ontstanen arbeid noemt men in de thermodynamica “de vrije energie,” waarmede de genoemde affiniteit identiek is.’ ‘En juist daarom kunnen wij zeggen, dat de affiniteit = de door de reactie voortgebrachte arbeid = de vrije energie...’ Maar een kracht is geen arbeid, en een arbeidsvermogen niet identiek met een arbeid, en dus blijkt, dat Van 't Hoff's respekt voor de logika in den tijd van negen jaren niet grooter is geworden, en hij begrippen dooreenhaalt, die hij te voren met een voortreflijke geestelijke scheikunde van elkander hield. | |
[pagina 130]
| |
III.Niettegenstaande de beschreven onzekerheid is de discussie over de affiniteit aan het begin van haar eind, en het einde zal zeker wezen, dat men de affiniteit als den naam voor een energie gebruikt, wijl de mathematische theorie over chemische verschijnsels bij voorkeur met energie werkt. De vraag is echter of men door het woord zoo te gebruiken, bevrediging geeft aan het vage besef, waarmede men vóór de mathematische theorie van affiniteit sprak. Ik geloof van wel. Terecht beweert Ostwald dat er een begrip op ietwat onbepaalde wijze affiniteit werd genoemd. Oorzaak van reacties, van scheikundige veranderingen, scheikundige krachten - men kan ook een energieverhouding een oorzaak noemen, en langen tijd toen men van scheikundige kracht sprak, dacht men nog niet aan de onderscheiding van kracht en energie.Ga naar voetnoot1) En ik geloof zelfs, als wij nagingen uit welke voorstellingen in ons eigen bewustzijn, uit welke gewaarwording van ons lichaam wij het begrip kracht als begrip van een menschelijk streven meenen af te leiden, ik geloof, dat wij moeten erkennen, niet eigenlijk een kracht doch een energie te concipieeren. Als ik vruchteloos tracht een blok omver te duwen, of een gewicht op te houden, de inspanning dan verricht, zich openbarend in een zekere uitputting, is een verbruik van energie en niet van kracht. Doch hier waag ik mij ver buiten scheikunde en mechanika en kom op zéér glad ijs. Ik keer gauw terug, en herhaal dat men door aan een energie den naam affiniteit te geven, niet tegen het vage besef ingaat en de gewenschte bevrediging niet onthoudt. Maar iets anders is het, of de soort van energie door Van 't Hoff en Ostwald gekozen om affiniteit te heeten, of die zoogenaamde vrije energie samenvalt met wat verlangd werd. Maar ook daarover verder te spreken, is hier de plaats niet. Ik heb enkel willen nagaan, hoe in een belangrijke scheikundige discussie de logika er afkomt. |
|