Carl Wilhelm Scheele had geen chique laboratorium. Hij had geen team van assistenten of een overheidssubsidie. Hij was apotheker in het 18e-eeuwse Zweden en werkte met geleend glaswerk en geïmproviseerd gereedschap. Toch wordt hij algemeen beschouwd als de meest productieve experimentele scheikundige van zijn tijd. Hij ontdekte onafhankelijk zuurstof, chloor en mangaan. Hij vond ook wijnsteenzuur en fluorwaterstofzuur. En hij stierf jong, waarschijnlijk gedood door de chemicaliën die hij bestudeerde.
Scheele werd geboren in Stralsund, destijds onderdeel van Zweeds-Pommeren, en groeide op in een wereld van handel en geneeskunde. Zijn vader was koopman. In 1757 ging de tiener in de leer bij een apotheker in Göteborg. Het was daar, omringd door potten met vreemde poeders en vloeistoffen, dat zijn obsessie begon. Hij las alles wat hij kon vinden. Hij testte alles wat hij te pakken kon krijgen.
In 1765 had hij zijn opleiding afgerond. Hij verhuisde naar Malmö om in een apotheek te werken. Die stap veranderde alles. Hij kwam in contact met Anders Jahan Retzius, een anatoom aan de Universiteit van Lund. Via Retzius raakte Scheele voor het eerst de academische wereld. Het was een brug die hij niet alleen zou oversteken, maar die wel de deur opende.
De Uppsala-verbinding
Scheele bleef in beweging. Stockholm. Dan Uppsala. In Uppsala vond hij zijn intellectuele thuis. Hij ontmoette twee reuzen van de Zweedse chemie: Johan Gottlieb Gahn en Torbern Bergman.
De vriendschap met Bergman was doorslaggevend. Bergman was de theoreticus. Scheele was de praktische experimentator. Bergman had iemand nodig om zijn hypothesen te testen. Scheele had begeleiding nodig om zijn chaotische aantekeningen te ordenen. Ze passen bij elkaar. Bergman zorgde voor het theoretische raamwerk; Scheele verstrekte de gegevens.
Vijf jaar lang werkte Scheele in Uppsala. Daarna verhuisde hij naar Köping. Hij opende zijn eigen apotheek. Hij ging zitten. Hij slaagde voor zijn examens. Hij werd in 1775 lid van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen. De Academie gaf hem een jaarlijks pensioen. Dit was cruciaal. Het stelde hem in staat te stoppen met malen voor geld en te beginnen met het malen van chemicaliën voor kennis.
Hij had geen goede oven. Zijn instrumenten waren restjes. Maar zijn analytisch vermogen was ongeëvenaard. Hij bouwde ingenieuze apparaten voor het bestuderen van gassen. Hij gebruikte eenvoudige buizen. Hij gebruikte weerleggingen. Hij gebruikte een ossenblaas om luchtmonsters op te slaan. Het was primitief. Het was briljant.
De ontdekking van zuurstof en vuurlucht
Scheele is vooral bekend vanwege het isoleren van zuurstof. Maar hij noemde het geen zuurstof. Hij noemde het vuurlucht.
In 1777 publiceerde hij Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer. Daarin beschreef hij hoe bij het verwarmen van stoffen zoals kwikoxide een gas vrijkwam dat kaarsen helderder deed branden. Hij mat de hoeveelheid van dit gas in normale lucht. Hij ontdekte dat het ongeveer een vierde van het totale volume was.
Hij was niet de enige. Joseph Priestley, een Engelse predikant en wetenschapper, deed rond dezelfde tijd zelfstandig dezelfde ontdekking. Ze werkten allebei volgens de flogistontheorie. Dit dominante 18e-eeuwse idee beweerde dat bij het verbranden van materialen een hypothetische substantie vrijkwam, genaamd flogiston. Wanneer een materiaal al zijn flogiston verloor, stopte het met branden.
Scheele interpreteerde zijn bevindingen door deze lens. Hij geloofde dat vuurlucht de lucht was die flogiston efficiënt absorbeerde. De theorie verklaarde de verbranding. Het verklaarde waarom lucht werd “gedeflogiseerd” (opgebruikt) nadat een kaars was uitgegaan. Scheele was niet van plan de phlogistontheorie omver te werpen. Hij ging experimenteren. Zijn resultaten bewezen feitelijk de werking van de theorie, ook al was de theorie zelf verkeerd.
Een leven vol zuur en opstijging
De prestaties van Scheele waren verbluffend. Zijn cryptische laboratoriumaantekeningen bevatten vermoedelijk details van 15.000 tot 20.000 experimenten. Er zijn er zeer weinig gepubliceerd. Hij schreef niet voor roem. Hij schreef om het te begrijpen.
Hij werkte op elk gebied van de chemie dat op dat moment beschikbaar was.
- Minerale zuren: Hij bestudeerde arseenzuur, molybdeenzuur en wolfraamzuur.
- Gassen: Hij identificeerde chloor in 1774. Hij behandelde zwart magnesiumoxide (pyrolusiet) met zoutzuur (zoutzuur). Er verscheen een vreemd groenachtig gas. Hij noemde het gedeflogiseerd zoutzuur. We noemen het nu chloor. Hij vermoedde dat het mineraal een nieuw element bevatte, mangaan, maar kon het niet alleen isoleren.
- Organische chemie: Als apotheker concentreerde hij zich op organische zuren. Hij isoleerde wijnsteenzuur, oxaalzuur, melkzuur, citroenzuur en appelzuur. Hij noemde appelzuur zelfs het ‘zuur van appels’.
- Licht en zilver: Hij ontdekte dat licht zilverzouten donkerder maakt. Dit werd later de basis van de fotografie.
- Fluor: Hij bepaalde de eigenschappen van fluorwaterstofzuur.
Hij identificeerde ook bariet (bariumoxide). Hij maakte onderscheid tussen molybdeniet en grafiet. Hij bestudeerde fosfor. Hij isoleerde caseïne en glycerol.
De kosten van nieuwsgierigheid
Scheele hield in zijn jeugd de records niet goed bij. Hij maakte geen regelmatige laboratoriumaantekeningen totdat Retzius het hem leerde. Bergman hielp zijn werk samenhangend te maken. Voordien waren zijn experimenten vaag en gevaarlijk.
Hij behandelde cyanide. Hij handelde met arsenicum. Hij werkte zonder goede ventilatie. De tol van zijn gezondheid was onvermijdelijk.
In 1786, op 43-jarige leeftijd, stierf Scheele in Köping. De oorzaak was waarschijnlijk chronische vergiftiging door zijn experimenten. Op zijn sterfbed trouwde hij met de weduwe van de voormalige apotheek van de stad. Ze was gebleven als zijn huishoudster. Door het huwelijk werden zijn apotheek en bezittingen aan haar overgedragen. Een laatste pragmatische zet.
Hij liet de theorie van de scheikunde aan anderen over. Bergman nam de theoretische mantel op zich. Lavoisier zou de phlogistontheorie spoedig volledig ontmantelen en de moderne chemie bouwen op basis van de gegevens van Scheele.
Scheele bleef tot het einde apotheker. Hij stierf met potten op zijn planken en onafgemaakte experimenten in zijn hoofd. De wereld kende zijn naam niet zo algemeen als die van Priestley of Lavoisier decennialang. Maar zonder zijn praktische aanpak zou de tijdlijn van chemische ontdekkingen wellicht zijn verschoven. Hij bewees dat je geen universiteitsleerstoel nodig hebt om de wetenschap te veranderen. Je hebt gewoon nieuwsgierigheid nodig. En het vermogen om de dampen te verdragen.
