Joseph Black

Dimitris Stamatios | September 2, 2023

Zusammenfassung

Joseph Black (16. April 1728 – 6. Dezember 1799) war ein schottischer Physiker und Chemiker, bekannt für seine Entdeckungen von Magnesium, latenter Wärme, spezifischer Wärme und Kohlendioxid. Ab 1756 war er 10 Jahre lang Professor für Anatomie und Chemie an der Universität von Glasgow und ab 1766 Professor für Medizin und Chemie an der Universität von Edinburgh, wo er mehr als 30 Jahre lang lehrte und Vorträge hielt.

Sowohl an der Universität Edinburgh als auch an der Universität Glasgow sind die Chemiegebäude nach Black benannt.

Black wurde „an den Ufern der Garonne“ in Bordeaux, Frankreich, als sechstes von 12 Kindern von Margaret Gordon (gest. 1747) und John Black geboren. Seine Mutter stammte aus einer Familie aus Aberdeenshire, die mit dem Weinhandel verbunden war, und sein Vater stammte aus Belfast, Irland, und war als Faktor im Weinhandel tätig. Er wurde bis zu seinem 12. Lebensjahr zu Hause unterrichtet und besuchte danach das Gymnasium in Belfast. Im Jahr 1746, im Alter von 18 Jahren, trat er in die Universität von Glasgow ein und studierte dort vier Jahre lang, bevor er weitere vier Jahre an der Universität von Edinburgh verbrachte, um sein Medizinstudium zu vertiefen. Während seines Studiums schrieb er eine Doktorarbeit über die Behandlung von Nierensteinen mit dem Salz Magnesiumcarbonat.

Chemische Grundlagen

Wie die meisten Experimentalphysiker des 18. Jahrhunderts stützte sich auch Blacks Konzept der Chemie auf fünf „Prinzipien“ der Materie: Wasser, Salz, Erde, Feuer und Metall. Er fügte das Prinzip der „Luft“ hinzu, als seine Experimente das Vorhandensein von Kohlendioxid, das er als „feste Luft“ bezeichnete, eindeutig bestätigten. Black ließ sich bei seinen Forschungen von der Frage leiten, wie sich die „Prinzipien“ in verschiedenen Formen und Mischungen miteinander verbinden. Er verwendete den Begriff „Affinität“, um die Kraft zu beschreiben, die solche Kombinationen zusammenhält. Während seiner gesamten Laufbahn verwendete er eine Vielzahl von Diagrammen und Formeln, um seinen Studenten an der Universität Edinburgh beizubringen, wie man die „Affinität“ durch verschiedene Arten von Experimenten manipulieren kann.

Analytische Waage

Um 1750, noch während seines Studiums, entwickelte Black die analytische Waage, die auf einem leichten Balken basierte, der auf einem keilförmigen Drehpunkt balancierte. Jeder Arm trug eine Schale, auf die die Probe oder die Standardgewichte gelegt wurden. Sie übertraf die Genauigkeit aller anderen Waagen der damaligen Zeit bei weitem und wurde zu einem wichtigen wissenschaftlichen Instrument in den meisten Chemielabors.

Latente Wärme

Im Jahr 1757 wurde Black zum Regius-Professor für die Praxis der Medizin an der Universität Glasgow ernannt.

Im Jahr 1761 stellte er fest, dass die Einwirkung von Wärme auf Eis an seinem Schmelzpunkt keinen Temperaturanstieg des Eises verursacht

Die Theorie der latenten Wärme markiert den Beginn der Thermodynamik. Blacks Theorie der latenten Wärme war einer seiner wichtigsten wissenschaftlichen Beiträge, auf dem sein wissenschaftlicher Ruhm hauptsächlich beruht. Er zeigte auch, dass verschiedene Stoffe unterschiedliche spezifische Wärmewerte haben.

Diese Theorie erwies sich letztlich nicht nur für die Entwicklung der abstrakten Wissenschaft, sondern auch für die Entwicklung der Dampfmaschine als wichtig. Black und James Watt wurden Freunde, nachdem sie sich um 1757 kennengelernt hatten, als beide in Glasgow studierten. Black leistete erhebliche finanzielle und sonstige Unterstützung für Watts frühe Forschungen zur Dampfkraft. Blacks Entdeckung der latenten Wärme von Wasser war für Watt von großem Interesse, da sie seine Versuche, die Effizienz der von Thomas Newcomen erfundenen Dampfmaschine zu verbessern und die Wissenschaft der Thermodynamik zu entwickeln, beeinflusste.

Kohlendioxid

Black untersuchte auch die Eigenschaften eines Gases, das bei verschiedenen Reaktionen entsteht. Er fand heraus, dass Kalkstein (Kalziumkarbonat) erhitzt oder mit Säuren behandelt werden konnte, um ein Gas zu erzeugen, das er „feste Luft“ nannte. Er stellte fest, dass die feste Luft dichter als Luft war und weder Flammen noch tierisches Leben zuließ. Black fand auch heraus, dass sich bei der Durchströmung einer wässrigen Kalklösung (Kalziumhydroxid) Kalziumkarbonat absetzte. Er nutzte dieses Phänomen, um zu veranschaulichen, dass Kohlendioxid durch tierische Atmung und mikrobielle Gärung erzeugt wird.

1766 trat Black in die Fußstapfen seines Freundes und ehemaligen Lehrers an der Universität Glasgow und wurde Nachfolger von William Cullen als Professor für Medizin und Chemie an der Universität Edinburgh (Cullen war 1755 nach Edinburgh gezogen). Seine Stelle an der Universität Glasgow wurde mit Alexander Stevenson besetzt.

Zu diesem Zeitpunkt gab er die Forschung auf und widmete sich ausschließlich der Lehre. Damit hatte er Erfolg, denn die Zahl der Zuhörer bei seinen Vorlesungen nahm über dreißig Jahre lang von Jahr zu Jahr zu. Seine Vorlesungen hatten einen starken Einfluss auf die Popularisierung der Chemie, und der Besuch der Vorlesungen wurde sogar zu einem modischen Vergnügen.

Black war weithin als einer der beliebtesten Dozenten der Universität bekannt. Seine Chemiekurse zogen regelmäßig eine außergewöhnlich hohe Zahl von Studenten an, von denen viele sie zwei- oder dreimal besuchten. Black führte nicht nur regelmäßig innovative Themen ein und wählte sorgfältig visuell beeindruckende Experimente aus, sondern setzte auch eine breite Palette erfolgreicher Lehrmittel ein, die seinen Studenten (von denen viele erst 14 Jahre alt waren) die Chemie näherbrachten. Seine Studenten kamen aus dem gesamten Vereinigten Königreich, seinen Kolonien und Europa, und Hunderte von ihnen hielten seine Vorlesungen in ihren Notizbüchern fest und verbreiteten seine Ideen auch nach ihrem Studium weiter.

Er wurde zu einem der wichtigsten Aushängeschilder der Universität, und seine Vorlesungen wurden über dreißig Jahre lang von einem von Jahr zu Jahr wachsenden Publikum besucht. Es konnte gar nicht anders sein. Sein persönliches Auftreten und seine Umgangsformen waren die eines Gentleman und besonders angenehm. Seine Stimme war tief, aber fein, und seine Artikulation so deutlich, dass er von einem Publikum, das aus mehreren hundert Personen bestand, sehr gut gehört wurde. Sein Vortrag war so klar und deutlich, seine Veranschaulichung durch Experimente so treffend, dass seine Ansichten zu jedem Thema selbst von den meisten Analphabeten nicht missverstanden werden konnten; und seine Anweisungen waren so klar von allen Hypothesen oder Vermutungen, dass der Zuhörer sich auf seine Schlussfolgerungen mit einem Vertrauen verließ, das in Angelegenheiten seiner eigenen Erfahrung kaum übertroffen wurde.

Am 17. November 1783 wurde er zu einem der Gründer der Royal Society of Edinburgh. Von 1788 bis 1790 war er Präsident des Royal College of Physicians of Edinburgh. Er war Mitglied des Revisionsausschusses für die Ausgaben der Pharmacopoeia Edinburgensis des College von 1774, 1783 und 1794. Black wurde zum Leibarzt von König Georg III. in Schottland ernannt.

Blacks Forschungs- und Lehrtätigkeit wurde aufgrund seines schlechten Gesundheitszustands eingeschränkt. Ab 1793 verschlechterte sich sein Gesundheitszustand weiter und er zog sich allmählich von seinen Lehraufgaben zurück. Im Jahr 1795 wurde Charles Hope zu seinem Koadjutor auf seinem Lehrstuhl ernannt, und 1797 hielt er zum letzten Mal Vorlesungen.

Black war Mitglied des Poker Clubs. Er war Cousin ersten Grades, großer Freund und Kollege von Adam Ferguson FRSE, der 1767 seine Nichte Katherine Burnett heiratete, und stand in Verbindung mit David Hume, Adam Smith und den Literaten der schottischen Aufklärung. Er stand auch dem bahnbrechenden Geologen James Hutton nahe.

Im Jahr 1773 ist er als Bewohner von College Wynd auf der Südseite der Altstadt aufgeführt.

Black war nie verheiratet. Er starb 1799 im Alter von 71 Jahren friedlich in seinem Haus in der Nicolson Street 12 im Süden Edinburghs und ist auf dem Greyfriars Kirkyard begraben. Das große Denkmal befindet sich in dem versiegelten Bereich im Südwesten, der als Covenanter’s Prison bekannt ist.

Im Jahr 2011 wurden bei einer archäologischen Ausgrabung an der Universität Edinburgh wissenschaftliche Geräte entdeckt, die Black gehören sollen.

Sein Haus, eine Wohnung in der Nicolson Street 12, ganz in der Nähe des Old College, existiert noch immer, aber es fehlt eine Gedenktafel, die auf seine Anwesenheit hinweist.

Quellen

1. Joseph Black
2. Joseph Black
3. ^ John Gribbin (2002) Science: A History 1543–2001.
4. ^ Guerlac, Henry (1970–1980). „Black, Joseph“. Dictionary of Scientific Biography. Vol. 2. New York: Charles Scribner’s Sons. pp. 173–183. ISBN 978-0-684-10114-9.
5. ^ Lenard, Philipp (1950). Great Men of Science. London: G. Bell and Sons. p. 129. ISBN 0-8369-1614-X. (Translated from the second German edition.)
6. 1,0 1,1 Φιόντορ Πετρούσοφσκι: «Блэк, Иосиф» (Ρωσικά)
7. Mary Weeks: Discovery of the elements. 1956, S. 523.
8. M. P. Crosland: The use of diagrams as chemical ‚equations‘ in the lectures of William Cullen and Joseph Black. In: Annals of Science, Band 15, 1959, S. 75–90.
9. Ausländische Mitglieder der Russischen Akademie der Wissenschaften seit 1724. Joseph Black. Russische Akademie der Wissenschaften, abgerufen am 2. August 2015 (englisch).
10. Biographical Index: Former RSE Fellows 1783–2002. Royal Society of Edinburgh, archiviert vom Original am 25. Oktober 2017; abgerufen am 9. Oktober 2019.
11. (en) Henry Guerlac, Dictionary of Scientific Biography, vol. 2, « Black, Joseph », p. 173–183.
12. Son père était originaire de Belfast, et sa mère était issue d’une famille de vignerons de l’Aberdeenshire, en Écosse.