Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2001 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.
Af Ole Bostrup
I Sachsen findes et mineral som af Agricola (1490-1555) omtales som lupi-spuma (= Wolf-Rahm = ulvefråde), fordi man mente, at det indeholdt tin, som man ikke kunne udvinde »Det river tinnet til sig og æder det, ganske som ulven æder fåret«.
I Sverige kendte man fra jerngruberne et meget tungt mineral (6,1 g/mL), som man logisk nok kaldte for tungsten. Længe troede man, at det var et tinmineral, men Axel Frederich Cronstedt (1722-1765) viste, at det var forkert. Det var nok et jernmineral med et indhold af en endnu ukendt jordart.
Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) havde fra en jerngrube fået en prøve af tungsten, som han underkastede en række kemiske småforsøg, hvoraf flere vil blive bragt i det følgende.
Scheele startede med at lukke mineralet op ved en alkalismeltning. Ved en sådan blander man pulveriseret mineral grundigt med salpeter [KNO3], soda [Na2CO3] og kaustificeret soda [NaOH] og smelter blandingen i en digel. De fleste af læserne af Dansk Kemi har i studietiden udført en alkalismeltning. Det er en farlig operation, og hører bestemt ikke til i klassen af kemiske småforsøg, så den springes over ved forsøgsanvisningerne.
Scheele udvandt en hidtil ukendt syre af tungstenen, og ved sin opdagelse af denne gjorde han sig fortjent til æren af at have opdaget et nyt grundstof. Opdagelsen blev meddelt Det Kgl. Videnskabernes Selskab i Sverige i 1781, og den tids dominerende svenske kemiker Torbern Bergman eftergjorde Scheeles forsøg og kunne i et tillæg til Scheeles afhandling kvittere. Bergmans hurtige kvittering er nok en undskyldning for smøleriet med Scheeles opdagelse af ildluften [ilt].
Don Juan José Elhuyar (1754-1796) besøgte Bergman og Scheele i Sverige og lærte om den nye syre. Da han kom hjem til Spanien, fremstillede han i 1783 sammen med broderen Don Fausto Elhuyar (1755-1893) metallet af syren og foreslog navnet wolfram.
Münchhausens eventyr – og wolfram
Kemikeren Rudolf Erich Raspe (1737-1794) er kendt i almenheden for at have udgivet skrønerne »Münchhausens eventyr«. Historikere ved også, at det var ham, der påviste, at det var det samme metal, som fandtes i det svenske og det sachsiske mineral. Det var også Raspe, der opdagede, at man får meget hårdt stål [wolframstål], når man sætter det nye element til smeltet jern.
Nomenklaturstriden
I årene efter 1781 blev alle kemikere klar over eksistensen af det nye grundstof. Man blev klar over, at det svenske mineral var CaWO4, og at det sachsiske var (Fe,Mn)WO4. Men hvad skulle metallet hedde? Tungsten eller wolfram?
I dansk kemisk litteratur omtales metallet wolfram i 1790 af Oluf Christian Olufsen (1744-1827). Navnet tungsteen for metallet dukkede op i 1794 i »Begyndelses-Grunde til Naturlæren« af Adam Wilhelm Hauch (1755-1838). Forklaringen på de to danske forfatteres forskellige ord er formentlig den, at Olufsen havde været på studiebesøg i Tyskland (Göttingen), hvor man sagde wolfram, og Hauch havde studeret i Frankrig (Paris), hvor man skrev tunstene eller tungstene.
IUPAC (1990) skriver tungsten (wolfram). Kemisk Forenings Nomenklaturudvalg anbefaler, at grundstoffet kaldes wolfram og skriver, at tungsten er engelsk for wolfram.
Mineraloger anbefaler navnet scheelit for CaWO4. Det sachsiske mineral wolframit er et mellemled i en række, der går fra huebnerit MnWO4 til ferberit FeWO4.
Teori
Ved alkalismeltning af mineraler indeholdende wolfram dannes det hvide stof natriumwolframat, som vi vil beskrive ved formlen
Na2WO4
<BROD1>Dette er stof er opløseligt i vand.
Tilsætter man syre til en natriumwolframatopløsning, vil der udfældes wolframsyre, som vi vil beskrive som vandholdigt wolfram(VI)oxid
WO3×aq
eller
H2WO4×aq
Først udfældes et hvidt bundfald. Ved opvarmning ændres bundfaldets struktur, og det bliver gult.
Bundfaldet er opløseligt i baser under dannelse af noget, vi vil kalde tetraoxowolframat(2-)
WO42-
Sætter man reduktionsmidler som tin(II)chlorid eller metallisk zink til en sur væske, der indeholder wolfram(VI), dannes wolframblåt, som er et wolfram(VI)—wolfram(V)oxid med varierende sammensætning. Den stærke farve vil vi tolke som forårsaget af elektronoverførsler mellem W(VI) og W(V).
Reagenser
Ved forsøgene får vi ud over standardreagenser brug for:
Natriumwolframatopløsning: 0,04 M Na2WO4, der fremstilles ved at opløse 1,2 g natriumwolframat eller 1,3 natriumwolframat—vand (1/2) i så meget vand, at den færdige opløsning fylder 100 mL.
Tin(II)chloridopløsning: 0,5 M SnCl2, der fremstilles ved at opløse 11,3 g tin(II)chlorid—vand (1/2) i så meget 4 M HCl, at den færdige opløsning fylder 100 mL.
Vinsyreopløsning: 2 M HOOCCHOHCHOHCOOH, der fremstilles ved at opløse 30 g vinsyre i så meget vand, at den færdige opløsning fylder 100 mL.
Fremgangsmåde
1) Til 2 mL natriumwolframatopløsning sættes 1 mL 4 M HCl: Hvidt bundfald. Opvarmes til kogning: Bundfaldet bliver gult. Ved tilsætning af 2 M NaOH opløses bundfaldet.
2) Til 0,5 mL natriumwolframatopløsning sættes et par dråber vinsyreopløsning, ca. 2 mL vand og 2 mL 2 M H2SO4. Tilsæt er par små stykker zink og opvarm: Blå farve.
3) I en hvid porcelænsskål hældes 0,5 mL natriumwolframatopløsning, 1 mL koncentreret saltsyre og 1 mL tin(II)chloridopløsning. Der opvarmes i stinkskab til kogning: Blåt bundfald.
Afslutning
Mange lærere udtaler, at de gerne vil undervise i historisk kemi. Men de siger, at de mangler undervisningsmaterialer. Fremstillinger er der nok af, men hvordan finder man levnene?
Historien om Scheeles opdagelse af wolfram er anvendelig. På DNLB, Danmarks Natur- og Lægevidenskabelige Bibliotek kan man få lov til på læsesalen at læse de to afhandlinger fra 1781, og man kan mod beskeden betaling få biblioteket til at fremstille en fotokopi – så fine og gamle værker må man ikke bare smide i en fotokopimaskine.
Herefter kan man sammenligne Scheeles forsøgsbeskrivelse med den her gengivne, og forsøgene kan udføres.
Enklere: Man kan gennemgå nærværende afhandling og vise forsøgene. Det er alt sammen et spørgsmål om den tid, man vil afsætte.
Levn
SCHEELE, C.W. 1781: Tungstens bestånds-delar. Kongliga Svenska Vetenskaps Academiens Nya Handlingar 2: 89-95.
BERGMAN, T. 1781: Tilläggning om Tungsten. Ibidem. 2: 95-98.
OLUFSEN, O.C. 1790: J.C.P. Erxleben: Begyndelsesgrunde til Naturlæren – Oversat (København: Gyldendal).
HAUCH, A.W. 1794: Begyndelses-Grunde til Naturlæren (København: Schultz).
IUPAC 1990: Nomenclature of Inorganic Chemistry (Oxford: Blackwell).
KEMISK FORENINGS NOMENKLATURUDVALG 1996: Kemisk ordbog (København: Ingeniøren|bøger).
Fremstillinger
RANCKE-MADSEN, E. 1948: Analytisk Kemi (København: Gad).
RANCKE-MADSEN, E. 1984: Grundstoffernes Opdagelseshistorie (København: Gad).
BOSTRUP, O. 1996: Dansk kemi 1770-1807. Den kemiske revolution (København: Ingeniøren|bøger).
BOSTRUP, O. 1997: Münchhausens 4. sørejse. Dansk Kemi 9: 16-20.
BOSTRUP, O. 2000: Oxygen – den store misforståelse. Dansk Kemi 11: 38-39.
