.
Gerhard Ott, Erziehungskunst jrg. 20 nr.1 1956
.
De affiniteit van stoffen om met elkaar verbindingen aan te gaan
.
Uit de scheikundelessen van de negende klas
.
Cursief van de auteur
Artikelen over scheikundelessen in de zevende en achtste klas* toonden aan hoe noodzakelijk het is – op die leeftijd – om levendige, beeldende begrippen te gebruiken bij het beschrijven van de processen die zich afspelen, en om de aard van de stoffen zelf dicht bij de directe menselijke ervaring te brengen. Het is op deze leeftijd dan ook van groot belang dat processen zoals verbranding, kalkvorming, de werking van water, enzovoort, gepaard gaan met een sterke emotionele betrokkenheid. Men zou kunnen zeggen dat in deze klassen de begripsmatige samenhangen op de achtergrond blijven; de nadruk ligt op rijke, zintuiglijke waarneming – op het emotioneel doorgronden van de verschijnselen en het van binnenuit diepgaand beleven ervan.
In de negende klas echter – na het intreden van de puberteit – ontstaat als een fundamenteel nieuw element het vermogen van het kind tot zelfstandig denken. De jongere probeert nu, vanuit deze nieuwe vorm van levend denken, datgene te herkennen wat voorheen vooral via beelden werd ervaren en met emotionele betrokkenheid werd waargenomen. Voor deze leeftijdsgroep is niet zozeer nieuwe leerstof van belang, maar veeleer een nieuwe wijze van doorgronden van wat reeds bekend was – waarbij gebruik wordt gemaakt van die nieuw verworven zielskracht: het denkvermogen.
Maar zelfs in dit stadium, waarin de dingen van de materiële wereld zich verder beginnen te verwijderen van directe emotionele empathie en beleving, is het van belang begrippen te ontwikkelen waarbij de jongere toch een innerlijke verbondenheid voelt.
Dit kan worden bereikt door chemische stoffen nu sterker te beschrijven in termen van hun posities, maar ze toch te zien als entiteiten die begiftigd zijn met bijzondere eigenschappen, neigingen en vermogens, en uit wier activiteit hun “chemische lotsbestemming” voortkomt wanneer ze andere materiële wezens ontmoeten. En inderdaad: als een weerspiegeling van wat zich in deze periode ook in de psyche van de jongere afspeelt – driften en verlangens, neigingen en afkeer, verwantschap en vervreemding – werkt alles wat nu in het gedrag van chemische wezens waarneembaar is, door op een dieper niveau.
Goethe verwoordde deze merkwaardige relatie tussen de wetten van de chemische wereld en de wereld van de ziel op schitterende wijze in het vierde hoofdstuk van *De Wahlverwandtschaften* (De keuze-verwantschappen). “
In dit loslaten en grijpen, in dit vluchten en zoeken,” zo zegt hij daar, “meent men werkelijk een hoger doel te zien; men schrijft dergelijke wezens een soort wil en keuze toe en beschouwt de kunstmatige term ‘keuze-verwantschappen’ als volkomen gerechtvaardigd.”
Juist deze werkzaamheid van stoffen, die zo dicht bij de eigen psychische sfeer ligt, zorgt ervoor dat de jongere een bijzondere verwantschap voelt met de gebeurtenissen in de chemische processen.
Hierin schuilt het buitengewoon vruchtbare pedagogische potentieel van deze presentatiewijze; de menselijke resonantie ervan kan het begrip bevorderen, zelfs bij het doorgronden van de meest complexe chemische processen. Door een dergelijke presentatie ervaart het kind chemische reacties als het zich voltrekken van een ‘drama’, waarin de elementaire stoffen optreden als de personages. Hun inherente eigenschappen bepalen het verloop van het drama. Als leerkracht kan men waarnemen hoe deze benadering – die nauw aansluit bij het gevoelsleven en de wil van de jongere – zelfs minder theoretisch ingestelde kinderen in staat stelt een werkelijk levendig begrip van chemische processen te ontwikkelen.
Laten we, om dit te verduidelijken, enkele specifieke chemische processen vanuit dit perspectief bekijken.
Wanneer we bijvoorbeeld waterstof vanuit een waterstofcilinder door een aangesloten slang en glazen tuit laten stromen en er een brandende lucifer bij houden, brandt het gas aanvankelijk kleurloos, maar vervolgens – door de invloed van het glas – met een gelige vlam. (1)
We gaan zien dat waterstof een vurig element is: het wil voortdurend branden. Het confronteert ons met deze specifieke eigenschap – als het fundamentele tegenbeeld van zuurstof, dat, zoals we weten, zelf niet brandt, maar juist de verbranding van andere stoffen mogelijk maakt.
Aan deze eigenschap van waterstof – de licht ontvlambare aard – wordt direct een tweede toegevoegd: het is een zo licht gas dat het altijd naar boven toe ontsnapt. Het drijft simpelweg weg uit een rechtopstaande, open cilinder waarin het wordt geleid; omgekeerd kan het van onderaf in een omgekeerde cilinder worden gebracht. In zekere zin keert de aard ervan de wetten om die voor aardse materie gelden: het vertoont lichtheid, geen zwaarte! Een vluchtigheid die van de aarde wegstreeft en een extreme ontvlambaarheid vormen de essentie ervan. Daartegenover staat de aard-affiniteit – de op de aarde gerichte aard – van zuurstof en de uitgesproken onbrandbaarheid ervan. In deze twee stoffen worden we geconfronteerd met oeroude tegenstellingen.
Maar hoe reageren ze op elkaar? Om daarachter te komen, gieten we de waterstof terug in een omgekeerde cilinder en plaatsen we vervolgens snel een brandende kaars bij de onderste rand. Er klinkt een zacht plofje en als we goed kijken, zien we dat de waterstof onder in de cilinder brandt met een vrijwel kleurloze vlam. (3) Maar als we de kaars dieper in de met waterstof gevulde cilinder brengen, dooft de vlam. (4) Als we de kaars er weer uithalen, ontbrandt hij opnieuw aan de onderkant van de cilinder. Dit kan meerdere keren worden herhaald. En omdat de brandende waterstof van een afstand nauwelijks zichtbaar is, lijkt het voor de kinderen aanvankelijk op magie, totdat ze de werkelijke oorzaak van het proces doorzien: namelijk dat waterstof – hoe graag het ook wil branden – alleen kan verbranden als er zuurstof beschikbaar is, maar dat het op zichzelf daartoe volstrekt niet in staat is. Daarom dooft de brandende kaars bij gebrek aan zuurstof, zelfs in een omgeving van uiterst brandbaar waterstofgas. Niets typeert de bijzondere eigenschappen van de twee stoffen treffender. Dergelijke tot nadenken stemmende experimenten, waarbij het zintuiglijk waarneembare proces alleen kan worden verklaard door de afzonderlijke processen met elkaar in verband te brengen, zijn van het grootste belang. Dit zijn bij uitstek ontwakingsprocessen voor de kinderlijke denkvermogens die zich moeizaam een weg naar buiten banen.
Maar wat gebeurde er tijdens de verbranding van de “vuurgeest”? Wat was de “as” van het lichte waterstofgas na de verbranding? We kunnen dit waarnemen als we beter kijken: de cilinder is beslagen; er hebben zich waterdruppels gevormd.
Water is de as van waterstof!
Voor de kinderen is dit een diepgaand inzicht: water verschijnt als de as van het vuurwezen waterstof, wanneer dit door zuurstof wordt gegrepen, verbrand en vanuit zijn staat van aardse vluchtigheid naar aardse zwaarte wordt getrokken. Zuurstof trekt waterstof het aardse rijk in en transformeert het door hun verbinding tot water. Het brandbare vuurwezen zelf wordt geconfronteerd met de krachtige geest van de branddrang, en het in evenwicht brengen van deze oer-tegenstellingen leidt tot de vorming van water.
De vlam – het vuurelement zelf – is echter de kracht die de aanzet geeft tot deze meest intieme van alle verbindingen. Om dit verschijnsel duidelijker voor ogen te krijgen, kan men waterstof en zuurstof achtereenvolgens uit twee cilinders in een kleine open cilinder laten stromen en het gasmengsel met de kaars aansteken, net als voorheen. (5) Nu stormen de twee partners met plotseling geweld op elkaar af: het mengsel van waterstof en zuurstof – knalgas – explodeert!
De verbinding komt tot stand met elementaire kracht. Met een luide knal stroomt de lucht de ruimte in die door de gassen is vrijgekomen, terwijl de wand van de cilinder opnieuw beslaat door waterdamp. (Hetzelfde proces is – zij het minder heftig – waar te nemen wanneer men een kleine hoeveelheid waterstof uit een lange, rechtopstaande cilinder laat ontsnappen en er vervolgens een brandende lucifer in laat vallen: dit levert slechts een geluid op – een fluitend geluid dat wordt veroorzaakt doordat de lucht het lichte vacuüm instroomt.)
Nu kunnen we de kinderen echter ook laten zien dat deze vreemde, tegengestelde entiteiten – waterstof en zuurstof – pas ontstaan wanneer we water zelf door middel van een elektrische stroom ontleden. De kracht van elektriciteit verbreekt de hogere eenheid van de stof water en drijft deze uiteen in de polariteiten van waterstof en zuurstof. Daardoor dragen deze elementen een voortdurend streven naar hereniging in zich; ze zoeken elkaar voortdurend op, en juist door dit inherente streven – deze keuzeaffiniteit – brengen ze een veelheid aan chemische processen teweeg.
Deze bespreking wordt afgesloten met een experiment dat deze feiten op bijzonder indrukwekkende wijze demonstreert. Tegelijkertijd vormt het een tegenhanger van het experiment dat in een eerder essay werd beschreven.**
We hebben dezelfde proefopstelling nodig als voorheen: een glazen buis met een bolvormig middendeel, maar ditmaal met daarin een “verbrande” stof – een as – in de vorm van een zwart poeder: koperas, oftewel koperoxide. En de cilinder die gas in deze buis voert, bevat nu brandbare waterstof. Er gebeurt iets opmerkelijks wanneer ik een brander onder de glazen buis houd, precies op de plek waar de as ligt: de waterstofvlam aan het andere uiteinde van de buis krimpt, terwijl de zwarte koperas roodachtig begint te gloeien (en blijft gloeien, zelfs nadat ik de brander heb weggehaald), en aan het uiteinde van de schuin gehouden buis vormt zich een duidelijk zichtbare hoeveelheid water! (6)
Opnieuw krijgen de kinderen een reeks gebeurtenissen te zien die alleen als geheel te doorgronden is door een manier van denken die – dankzij eerdere experimenten – al inzicht heeft verworven in de wezenlijke kenmerken van de betrokken stoffen. Het is voor de kinderen een heerlijk gevoel om – via het pas ontwaakte geestelijke denkvermogen – de verschijnselen die ze met hun alerte zintuigen waarnemen te kunnen begrijpen en ordenen, en daarmee het noodzakelijke verloop van dit proces te kunnen doorgronden.
Want wat leert deze gedachtegang ons? Dit: met behulp van warmte kon de waterstof de zuurstof grijpen die verborgen – of ‘latent’ – aanwezig was in de koperas (zoals in alle asachtige stoffen); de waterstof kon deze zuurstof bevrijden uit haar gebonden staat in dat asmateriaal en zich ermee verbinden. De sterke affiniteit tussen waterstof en zuurstof maakte dit proces mogelijk; zo vond er in de verhitte buis een stille verbranding plaats – een verbinding van de twee tot water. Daardoor nam de vlam aan het uiteinde van de buis onvermijdelijk af, aangezien een aanzienlijk deel van de waterstof al was verbruikt. Maar wat gebeurde er met de zwarte koperas waaruit de zuurstof was onttrokken? Deze veranderde in rood koper – of werd ‘gereduceerd‘, zoals de term luidt. De stof kon terugkeren naar de staat waarin ze verkeerde voordat de zuurstof zich met het koper had verbonden en het tot zwarte as had verbrand.
Hier zien we opnieuw een opgang en neergang van elementaire stoffen: het waterstofgas ‘daalt af’ en verbrandt tot water door de zuurstof die uit de koperas vrijkomt, terwijl de koperas ‘opstijgt’ tot de stralende staat van koper naarmate ze van de zuurstof wordt bevrijd. Waterstof wordt geoxideerd; koperas wordt gereduceerd. Waterstof moet tot as worden, opdat koperas stralend koper kan worden. De ene stof moet zich ‘opofferen’ opdat de andere verheven kan worden! En ook hierin ligt een diepgaand principe besloten dat zijn weerga vindt in de sfeer van de ziel.
Zo worden materiële processen tot beelden die een nauwe en vruchtbare relatie aangaan met de ziel van het kind. Door deze gedachten te denken, vormt zij zichzelf. Tegelijkertijd voelt zij zich – vooral in deze moeilijke leeftijd van aardse rijping – geestelijk geborgen in de wetenschap dat ook het rijk van de materie door wetten wordt beheerst; wetten die in een hogere staat van volmaaktheid en vorm terug te vinden zijn in het rijk van haar eigen ziel.
*Zie scheikunde 7e klas onder nr. 3
**Niet op deze blog
9e klas: alle artikelen
Scheikunde: alle artikelen
Algemene menskunde: alle artikelen
Vrijeschool in beeld: alle beelden
.
3590-3383
.
.
.
.
VRIJESCHOOL 