Robert Wilhelm Bunsen


Robert Wilhelm Bunsen

Robert Wilhelm Bunsen

Robert Wilhelm Eberhard Bunsen (* 30. März 1811 in Göttingen; † 16. August 1899 in Heidelberg) war ein deutscher Chemiker.

Er entwickelte zusammen mit Gustav Robert Kirchhoff die Spektralanalyse, mit deren Hilfe chemische Elemente hochspezifisch nachgewiesen werden können. Er perfektionierte den nach ihm benannten Bunsenbrenner und erfand das Bunsenelement und das Bunsen-Fotometer.

Leben

Robert Bunsen mit Unterschrift (1887)
Robert Bunsen
Grabmal Bunsens auf dem Heidelberger Bergfriedhof
Gedenktafel für Robert Wilhelm Bunsen an seinem Heidelberger Laboratorium
Statue Robert Bunsens von Hermann Volz in Heidelberg

Frühe Jahre

Robert Bunsen wurde als jüngster von vier Söhnen des Göttinger Literatur-Professors und Bibliothekars Christian Bunsen in Göttingen geboren. In der Literatur finden sich unterschiedliche Angaben zu seinem genauen Geburtsdatum: Während Bunsens Taufeintrag sowie ein handschriftlich verfasster Lebenslauf auf den 30. März 1811 verweisen, nennen mehrere Nachschlagewerke den 31. März, an dem Bunsen nach Angaben seines Biographen Georg Lockemann in späteren Jahren auch seinen Geburtstag beging.[1] Sein Großvater war Philipp Christian Bunsen. Nach seiner Schulzeit in Göttingen und dem Abitur auf dem Gymnasium in Holzminden studierte er Naturwissenschaften, insbesondere Chemie und auch Mathematik an der Universität Göttingen. Er fertigte 1830 eine Dissertation Enumeratio ac descriptio hygrometrorum quae inde a Saussurii temporibus proposita sunt über Hygrometer an und wurde 1831 promoviert. Von 1832 bis 1833 reiste er mit einem Stipendium der Landesregierung durch das westliche Europa, um sich weiterzubilden. In dieser Zeit lernte er Friedlieb Ferdinand Runge, Justus Liebig in Gießen und Eilhard Mitscherlich in Berlin kennen. Er und die Söhne seines Patenonkels machten sich beim Frankfurter Wachensturm unbeliebt.

Göttingen

Nach seiner Rückkehr habilitierte sich Bunsen 1834 in Göttingen und begann mit Experimenten zur (Un)Löslichkeit von Metallsalzen der Arsensäure. Auch heute noch wird seine Entdeckung des Eisenoxidhydrats als Gegengift gegen eine Arsenvergiftung benutzt. Nach dem Tod von Friedrich Stromeyer (1835) und vor der Berufung von Friedrich Wöhler (1836) übernahm Bunsen die Vertretung des Lehrstuhls.

Kassel

1836 wurde Bunsen Nachfolger von Friedrich Wöhler an der Höheren Gewerbeschule (Polytechnikum) in Kassel. Hier begann er die Erforschung der Kakodyl-Verbindungen (Tetramethyldiarsan As2(CH3)4 und Abkömmlinge), wobei er sich bereits 1836 durch eine heftige Explosion am rechten Auge verletzte und teilweise erblindete. 1838 unternahm Bunsen grundlegende physikalische und chemische Untersuchungen der im Hochofen ablaufenden Prozesse (z. B. Gichtgas) in der nördlich von Kassel in Veckerhagen gelegenen, damals bedeutenden Eisenhütte.

Marburg

1839 wurde Bunsen an die Universität Marburg versetzt, wo er seine Arbeiten an den Kakodyl-Verbindungen und die Entwicklung von gasanalytischen Methoden fortsetzte. Sein Wirken brachte ihm schnelle und weite Anerkennung. 1841 entwickelte Bunsen eine Zink-Kohle-Batterie (Bunsenelement), die preisgünstig und vielseitig verwendbar war.

Als 1845 der isländische Vulkan Hekla wieder ausgebrochen war, wurde er von der dänischen Regierung zu einer Expedition nach Island eingeladen. Nachdem sein Cousin Robert Louis Karl Bunsen, Leibarzt des Kurfürsten in Kassel, den Kurprinz Friedrich Wilhelm 1846 überzeugen konnte, erhielt er sechs Monate Urlaub. Die Analyse der mitgebrachten Gas- und Gesteinsproben beanspruchte ihn in den folgenden sechs Jahren, und es gelang ihm, die Gasanalyse zu einem exakten Verfahren auszubauen.[2]

Breslau

1850 nahm Bunsen einen Ruf an die Universität Breslau an. Hier baute man ihm ein neues Laboratorium, und hier lernte er auch den Physiker Gustav Robert Kirchhoff kennen. Doch Bunsen wirkte in Breslau nur drei Semester.

Heidelberg

1852 übernahm Bunsen den Lehrstuhl von Leopold Gmelin an der Universität Heidelberg. Auch hier erhielt er ein neues Laboratorium (mit Dienstwohnung). Mit Salpetersäure gelang es ihm, reine Metalle wie Chrom, Magnesium, Aluminium, Mangan, Natrium, Barium, Calcium und Lithium durch Elektrolyse herzustellen. In seiner Zusammenarbeit mit Sir Henry Roscoe von 1852 an wurde die lichtinduzierte Bildung von Chlorwasserstoff aus Wasserstoff und Chlor untersucht.

Nach sieben Jahren brach Bunsen 1859 die Zusammenarbeit mit Roscoe ab und arbeitete zusammen mit Kirchhoff an der Spektralanalyse chemischer Elemente. Mit Hilfe der Spektroskopie konnten bei der Erhitzung chemischer Substanzen in Flammen die charakteristischen Spektrallinien untersucht werden. Zu diesem Zweck perfektionierte Bunsen einen besonderen Gasbrenner, der zuvor durch Michael Faraday erfunden worden war und später den Namen Bunsens erhalten sollte.

Durch die Spektralanalyse des Dürkheimer Mineralwassers entdeckten Bunsen und Kirchhoff 1860/61 die Alkalimetalle Cäsium und Rubidium. Durch ihre Studien wurde es zudem möglich, die Fraunhoferlinien zu erklären und somit eine der wesentlichsten Grundlagen für die moderne Astronomie zu legen.

Ein Manuskript seines Assistenten zur Vorbereitung der Experimente und des Tafelanschriebs zur Vorlesung „Experimentelle Chemie“ tauchte nach 145 Jahren in Kalifornien auf. Frau Prof. Inge König, eine Nachfahrin jenes Assistenten, händigte das Manuskript anlässlich der Jahresfeier der Universität Heidelberg 2004 an die Chemische Fakultät aus (heute im Archiv der Bunsen-Gesellschaft). Interessantes Detail: Das aufgezeichnete Periodensystem umfasste damals 60 Elemente, bevor dann Cäsium und Rubidium mit Bleistift nachgetragen wurden.

Alter

Als Bunsen sich im Alter von 78 Jahren zurückzog, widmete er sich der Geologie, die er bis dahin nur als Hobby betrieben hatte. Am 16. August 1899 starb er im Alter von 88 Jahren in Heidelberg. Sein Grab befindet sich auf dem Heidelberger Bergfriedhof in der Abteilung: ( V neu 25 ). In seinem Nachruf sagte Roscoe:

“As an investigator, he was great. As a teacher, even greater. As a man and friend, he was greatest.”

„Als Forscher war er großartig. Als Lehrer sogar noch großartiger. Als Mensch und Freund war er der Größte.“

Ehrungen

  • 1864: Verleihung des Ordens Pour le Mérite für Wissenschaft und Künste am 17. August 1864 [3]
  • 1875: Ernennung zum auswärtigen Mitglied der Accademia dei Lincei in Rom
  • 1881: Ernennung zum Ehrenmitglied des Nassauischen Vereins für Naturkunde
  • 1908: Bronze-Standbild in Heidelberg, geschaffen von Hermann Volz
  • 1964: Benennung eines Mondkraters in Bunsen (Mondkrater)
  • 2011: Gedenktafel an seinem Heidelberger Laboratorium im Rahmen des Programmes Historische Stätten der Chemie der GDCh.

Wissenschaftliches Werk

In Göttingen führte Bunsen seine ersten Arbeiten über das Dicyan durch.[4]

Im Jahr 1846 erhielt Bunsen von der dänischen Regierung die Einladung, eine Expedition nach Island zu begleiten. Auf Island untersucht er den Geysir. Er findet bei den austretenden Gasen Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid. Für das Auftreten von Wasserstoff findet er die Erklärung der Spaltung von Schwefelwasserstoff in Schwefel und Wasserstoff. Eruptivgesteine und Feldspate aus Island untersuchte Bunsen in Bezug auf deren chemische Zusammensetzung.[5]

In Kassel untersuchte er organische Arsenverbindungen und den Hochofenprozess. Bei seinen ersten Arbeiten über Hochöfen fand Bunsen heraus, dass 75 % des Heizwertes der Kohle nicht genutzt wurde. In England machte Bunsen im Jahr 1847 mit Playfair Untersuchungen an englischen Hochöfen. Er stellte fest, das nur 20 % des Kohlenmonoxid für den Reduktionsprozess genutzt wurden und der Großteil ungenutzt aus dem Hochofen entweicht. Er machte Vorschläge wie die Wärme besser genutzt werden könnte.[6] Seine Untersuchungen führten zu einer Verbesserung der Feuerungstechnik und der Nutzung des Generatorgas beim Hochofenprozess. Zwischen 1837 – 1843 untersuchte er die organische Arsenverbindung (Kakodyl, As2C4H12). Die Verbindung war damals recht bedeutend, da sich durch Gasdichtemessung die molekulare Masse sowie die anorganisch-organische Natur der Verbindung nachweisen ließ.

Er entwickelte die Iodometrie zu einem quantitativen Bestimmungsverfahren.[7]

Bunsen entwickelte den Bunsen-Brenner der zunächst mit Stadtgas und einer Zumischung von Sauerstoff betrieben wurde. In unteren Teil des Flammenkegels konnte er Mineralsalzproben reduzieren (beispielsweise Wismutsalz zu elementaren Wismut), im oberen Teil der Flamme wurde die Probe oxidiert (Wimutsalz zu weißem Wismutoxid).

Weiterhin hat Bunsen für den Laborgebrauch die erste preisgünstige Stromquelle, das Zink-Kohle-Element, entwickelt.[8] Die Erfindung basierte auf Vorarbeiten von Cooper (London) und Schönbein, die erstmals beim Zink-Platin-Element das Platin durch preisgünstige Kohle ersetzten.[9] Bunsen verbesserte das Element durch die Zubereitung der Kohle und die besondere Anordnung. Das Element war bis Entdeckung des elektrodynamische Prinzip nach Werner von Siemens das gebräuchlichste Element zur Stromerzeugung. Mit der elektrolytischen Abscheidung konnte Bunsen und Mitarbeiter die Elemente Magnesium,[10] Lithium,[11] Calcium,[12] Aluminium[13] aus den geschmolzenen Chloriden gewinnen. In seinem Labor wurden von Settenberg die von Bunsen entdeckten Elemente Cäsium und Rubidium durch Schmelzflusselektrolyse isoliert.[14]

Bedeutsam war sein Buch Gasometrische Analysen, Friedrich Vieweg Verlag 1857 (1877). Im Buch wurden beispielsweise Verfahren zur Isolierung von Gasen in Glasgefäßen, Bestimmungen der Inhaltsstoffe von Gasen, Korrektur der Grahamschen Theorie zur Gasdiffusion, Temperaturen von Flammen.

Eine weitere sehr bedeutende Arbeit war die Untersuchung der chemischen Wirkung des Lichtes.[15] Bunsen zerlegte das Licht mit einem Prisma und studierte die Lichtwirkung der zerlegten Strahlung auf chemische Reaktionen, Pflanzenwachstum, machte sich Gedanken zur Lichtenergie zwischen Äquator und Polarkreis.

Schon um 1826 hatte William Henry Fox Talbot Versuche zur Spektralanalyse unternommen.[16] Im Jahr 1860 veröffentlichten Bunsen und Gustav Robert Kirchhoff ihre Arbeit zur Anwendbarkeit der Spektralanalyse.[17] Das Spektroskop bestand aus einem Prisma mit zwei Linsen und einem Okular in einem Holzkasten. Das Prisma zerlegte das einheitliche weiße Licht in ein Spektrum. Brachte man eine Salzprobe in eine Bunsenbrenner-Flamme (eine Kerzenflamme brachte keine guten Resultate), so zeigte das Spektroskop für jedes Element ganz charakteristische Farblinien an bestimmten Stellen des Spektrums. Mit dem Spektroskop konnten Alkali- und Erdalkalisalze, Indium, Thallium, Wasserstoff nachgewiesen werden.

Mit dem Spektralapparat konnten von Bunsen und Kirchhoff zwei neue chemische Elemente gefunden werden: Rubidium und Cäsium. Der Nachweis von Elementen - auch in geringsten Spuren - in einer Substanzprobe war von nun an leicht möglich. Die chemische Zusammensetzung der Sterne konnte aufgrund der Absorptionsspektren durch Arbeiten von Kirchhoff nachgewiesen werden.

Um 1870 entwickelte Bunsen das Eis-Kalorimeter.[18] Mit dem Kalorimeter konnte Bunsen die spezifische Wärmekapazität von Stoffen ermitteln. Die Untersuchungen führten zu einer genaueren Atomgewichtsbestimmung von Indium.

Bedeutende Schüler von Robert Bunsen

In Marburg: Hermann Kolbe, Edward Frankland, Tyndall, Debus.

In Heidelberg: Beilstein, Emil Erlenmeyer, Roscoe, Carius, Lothar Meyer, Landolt, Lieben, Adolf von Baeyer, Carl Graebe, Albert Ladenburg, Carl Hermann Wichelhaus, Richard Meyer, Viktor Meyer, Bunte.

Siehe auch

Literatur

  • Robert Wilhelm Bunsens Korrespondenz vor dem Antritt der Heidelberger Professur (1852): kritische Edition; Christine Stock, [ed.] Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 2007. ISBN 3-8047-2320-9
  • Heinrich Debus : Erinnerungen an Robert Wilhelm Bunsen und seine wissenschaftlichen Leistungen: Für Studirende der Naturwissenschaften insbesondere der Chemie; Th.G. Fisher, 1901
  • Heinrich Debus: Bunsen, Robert. In: Allgemeine Deutsche Biographie (ADB). Band 47. Duncker & Humblot, Leipzig 1903, S. 369–376.
  • Stephanie Brigitte Hoß-Hitze: „Es lebt sich himmlisch in Heidelberg“. Robert Wilhelm Bunsen und seine Korrespondenz [Biographie 1811–1899], Dissertation an der Universität Heidelberg 2003 (ohne ISBN).
  • Georg Lockemann: Robert Wilhelm Bunsen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft m.b.H., Stuttgart 1949
  • Georg Lockemann: Bunsen, Robert Wilhelm. In: Neue Deutsche Biographie (NDB). Band 3, Duncker & Humblot, Berlin 1957, S. 18–20 (Digitalisat).

Weblinks

 Commons: Robert Wilhelm Bunsen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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 Wikisource: Robert Wilhelm Bunsen – Quellen und Volltexte

Einzelnachweise

  1. Martin Quack: Wann wurde Robert Wilhelm Bunsen geboren? In: Bunsen-Magazin. 2/2011, S. 56–57.
  2. http://www.uni-marburg.de/aktuelles/unijournal/2/Bunsen
  3. Der Orden pour le merite für Wissenschaft und Künste, Die Mitglieder Band I, Seite 246, Gebr. Mann-Verlag, Berlin, 1975
  4. Pogg. Ann. 34, 36
  5. Pogg. Ann.83, 197-272
  6. Journ. pr. Chem. 42
  7. Liebigs Ann. 86
  8. Pogg. Ann. 60, 402 (1843)
  9. Pogg. Ann. 54, 417 (1841)
  10. Ann. d. Chem.82, 137 ff.(1852)
  11. Ann. d. Chem. 94, 107 ff. (1855)
  12. Ann. d. Chem. 93, 277 ff. (1855)
  13. Pogg. Ann. 92, 648 ff. (1854)
  14. Ann. d. Chem. 211, 100 ff. (1882)
  15. Pogg. Ann. 100, 101
  16. Jochen Hennig: Der Spektralapparat Kirchhoffs und Bunsens, Deutsches Museum, Verlag für Geschichte der Naturwissenschaften und Technik, 2003
  17. Pogg. Ann.110
  18. Pogg. Ann. 81