Scheikunde - Antoon van Hooft en Wolter Bos (2020)

… veel experimenten en waarnemingen ...

Karakteristiek voor de scheikunde is dat er stofveranderingen optreden. Hierbij ontstaat er iets wat er eerst nog niet was. Regulier wordt het scheikundeproces uitgelegd als een verandering van de rangschikking van al bestaande deeltjes (atomen en moleculen). In de fenomenologie richten we ons juist op het begrijpen van het ontstaan van nieuwe kwaliteiten terwijl andere kwaliteiten verdwijnen. Het komt er dus op aan vertrouwd te raken met kwaliteiten: kleur, smaak, textuur, vorm, gevoeligheid voor warmte, enzovoorts.

Het eigen karakter van de stoffen kun je leren kennen door veel experimenten en waarnemingen te doen. Het is zaak je hierbij niet te laten storen door te denken dat je al weet wat er gebeurt. Deze attitude oefenen we bij de experimenten die tijdens de opleiding uitgevoerd zullen worden.

We volgen globaal de opbouw van het leerplan scheikunde van de vrijeschool. Het leerplan begint met de organische chemie, daarna komt de anorganische chemie aan de orde en in de hoogste klassen worden de chemische elementen behandeld.

Scheikunde: organisch 

We beginnen met de organische chemie uit de 8e klas. Is het mogelijk om zo over de fotosynthese te denken, dat het wonderlijke van dit basale levensproces niet wordt geëlimineerd? Ook komen de kwaliteiten van zetmeel en koolstof aan bod.

Scheikunde: anorganisch 

Uit de periode van klas 10 behandelen we de anorganische scheikunde die leidt tot een systematiek in de stoffenwereld. We zullen experimenten doen met zouten, zuren en basen. Hoe kunnen we de polariteit van zuren en basen karakteriseren?

Scheikunde: elementen 

Uit de hogere klassen nemen we voorbeelden van chemische elementen uit de groep van de metalen en de niet-metalen. Wat is het ‘portret’ van zwavel? Welke polariteit laat koper en ijzer zien?

De vier elementen - Antoon van Hooft (2019)

Voor dit thema beginnen we bij de aarde die omgeven is door zijn atmosfeer, de zon en de maan, de planeten en de sterren. Het zijn sferen die de aarde omhullen. Naar de binnenkant van de aarde valt op dat ook daar sprake is van sferen. Onder de aardkorst is de aardmantel en de kern. De straal van de bol is ca 6000 km, de dikte van de aardkorst is ca 60 km, dus de korst vormt ca 1% van de doorsnede van de aarde. Als we de bol op schaal tekenen en we nemen een straal van 30 cm, dan is de korst hiervan 3 mm dik. 

Als we vervolgens kijken naar waar het leven op aarde zich afspeelt is dat in een nog dunnere schil.  Bodemleven speelt zich af in de eerste 10 meter van het oppervlak en laat ons zeggen, 100 m boven het aardoppervlak. De bergen zie ik dan ook als aardoppervlak. Tegen de grootte van de hele aardbol is de levenssfeer een bijna nietig kleine laag. De levenssfeer past in een hele reeks aan sferen. De atmosfeer is opgebouwd uit de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer.  Rondom de aarde zijn de planetensferen (o.a. maansfeer, zonnesfeer) en ten slotte de sterrensfeer. Midden tussen deze lagen speelt zich het leven af. 

Tot in de Middeleeuwen onderscheidde men 4 elementen (aarde, water, lucht, vuur), 7 planeten en 12 sterrenbeelden. Zoals Aristoteles zag men de mens als een afspiegeling van de kosmos. De drieledigheid van de macrokosmos (aarde, planeten en sterren), zag men gespiegeld terug in lichaam, ziel en geest bij de mens. De drie-gelede mens leeft in de drie-gelede kosmos. Hij leeft dus niet alleen op de vaste aarde, maar ook in de planetensferen en in de sterrensfeer. Ook hier is de wereld gelaagd opgebouwd, en ook de mens als microkosmos is gelaagd opgebouwd.  

Zeker tot de 16e eeuw bepaalde het Aristotelische wereldbeeld de mensen en de alchemisten. Een belangrijk uitgangspunt hierbij was dat de mens een afspiegeling is van de kosmos.

Einde van de alchemie

Na 1600 vonden een aantal ontdekkingen plaats waardoor het idee van de vier Griekse elementen ondergraven werd. Lucht was eerst onweegbaar en geestrijk. In het woord inspirare = inademen zit het woord spirit.  Men ontdekte dat lucht gewicht had en dat een ruimte luchtledig gemaakt kon worden. Gassen zoals zuurstof, stikstof en waterstof werden ontdekt. Vuur werd daarna verklaard als een reactie met zuurstof.

Tot het jaar 1750 kent men 14 chemische elementen. In 1800 zijn dat er 21. Daarna gaat het snel. In 1850 zijn het er 36, in 1900 zijn het er 64, en in 1950 zijn het er 87.

Vier soorten chemie

Al eerder hebben we het er al over gehad dat het belangrijk is onderscheid te maken tussen de anorganische en organische natuur. Bij de scheikunde kunnen we de organische natuur nog verder onderscheiden. De processen in de minerale chemie (de reageerbuis-chemie) worden volledig door de stoffen zelf bepaald. De scheikunde binnen de plant gaat heel andere wegen.

De plant is het organiserend principe en stuurt de processen aan. De plant heeft het bijzondere vermogen om van dode, in zichzelf rustende stoffen, ‘levende’ stoffen te maken. De eerste levende stof die een plant vormt is het koolhydraat glucose (druivensuiker); vanuit deze stof maakt hij alle andere stoffen in zijn plantenlichaam. Een plant is een statisch wezen en is voornamelijk opgebouwd uit koolhydraten (hout-achtig). Dieren hebben een hoger organisatieprincipe. Zij bestaan grotendeel uit eiwitten en hebben hierdoor het vermogen om uit zichzelf te kunnen bewegen en te kunnen voelen. 

De mens tot slot bestaat net als het dier uit eiwitten, maar deze zijn zodanig opgebouwd dat de mens naast een voelend wezen, ook een zelfbewust wezen is. Dit zelfbewuste wezen stuurt de chemische processen anders aan dan het voelende dier. 

Steiner geeft de organiserende principes een naam. Bij de plant noemt hij dat etherlichaam, bij het dier astraallichaam en bij de mens de ik-organisatie. Deze vier lichamen komen overeen met de vier Griekse Elementen.