Gewinner im "großen Spiel": Alfred Nobel und das Dynamit

Vortrag von Steffen Eller im Rahmen der "Übungen im Vortragen mit Demonstrationen - Organische Chemie", SS 2002

Gliederung:

1. Woher kommt der Nobelpreis?

All diese Naturwissenschaftler haben gemeinsam, dass sie mindestens einen Nobelpreis verliehen bekommen haben. Hierfür haben alle bei der Preisverleihung einen Vortrag über ihr Fachgebiet gehalten und aus der Hand des schwedischen Königs den Nobelpreis und einen Geldpreis in der Höhe von circa 800000 € erhalten.

Doch woher kommt eigentlich dieses Geld und was hat Alfred Nobel veranlasst, diesen Preis zu stiften?

Um diese Fragen zu beantworten wird im folgenden auf das Leben des schwedischen Erfinders eingegangen, seine wichtigsten Erfindungen Dynamit, Initialzündung, Sprenggelatine und Ballistit erläutert und gezeigt, wie das Leben des Schweden durch das "große Spiel" seiner Zeit geprägt worden ist.

2. Das Leben des Alfred Nobel

Alfred Nobel wurde am 21.10.1833 in Stockholm geboren. Sein Vater Immanuel Nobel besaß dort eine Gummifabrik, die allerdings zu dieser Zeit bankrott ging. Deshalb floh der Vater vor seinen Gläubigern nach St. Petersburg, wo er mit Hilfe der russischen Militärbehörde und den durch ihn entwickelten Seeminen eine Rüstungsfabrik aufbaute.

1842 gelangte der Vater durch seine Fabrik wiederum zu Reichtum und ließ seine Familie aus Schweden nach St. Petersburg nachkommen. Alfred Nobel, der in Schweden nur ein Jahr die Schule besuchen konnte, wurde hier durch Privatlehrer in Literatur, in Sprachen und in den Naturwissenschaften unterrichtet.

Der junge Alfred Nobel interessierte sich vorerst gegen den Willen seines Vaters mehr für die Literatur und verfasste selbst Gedichte. Aus diesem Grund wurde der 17jährige Alfred Nobel von seinem Vater auf Reisen in die USA, nach Deutschland, Schweden und Frankreich geschickt.

In Paris arbeitete er als Laborgehilfe bei Professor Pelouze. Hier sammelte er erste Erfahrungen mit der angewandten Chemie und lernte den Turiner Arzt Ascanio Sobrero kennen, der 1847 das Nitroglycerin erfunden hatte.

An diesem Sprengstoff, der anfangs wegen seiner gefäßerweiternden und somit blutdrucksenkenden Eigenschaften als Herzmedikament verwendet wurde, fand Alfred Nobel großes Interesse.

1853 kehrte er nach St. Petersburg zurück. Hier florierte aufgrund des Krimkrieges die Rüstungsfabrik seines Vaters. Diese ging allerdings mit dem Ende des Krieges und der Niederlage Russlands wiederum bankrott.

Deshalb zogen die Nobels zurück nach Stockholm, wo sie ein kleines Labor errichteten, sich der Erforschung der Sprengstoffchemie widmeten und 1862 zum ersten Mal selbst Nitroglycerin herstellten. Ein Jahr später entwickelte Alfred Nobel bei Sprengversuchen die Initialzündung.

1864 zeigte sich erneut die Unkontrollierbarkeit des Nitroglycerins. Bei einem Experiment wurden 150 kg dieses Sprengstoffes ungewollt zur Explosion gebracht. Bei diesem Unfall kamen fünf Menschen ums Leben und das Labor wurde völlig zerstört. Daraufhin beschloss die schwedische Regierung ein Verbot für die Produktion und die Erforschung von Sprengstoffen in bewohnten Gebieten. Ein Jahr später baute Alfred Nobel erneut eine Firma außerhalb Stockholms auf, mit der der finanzielle Aufstieg des Schweden begann.

1867 gelang es Alfred Nobel, das bisher unkontrollierbare Nitroglycerin sicher handhabbar zu machen, indem er es in Kieselgur aufsaugte. So erhielt Alfred Nobel das Dynamit. Durch die nun sicher gewordene Anwendbarkeit des Nitroglycerins vervielfachte sich das Vermögen des schwedischen Erfinders und es kam zu Firmengründungen auf der gesamten Welt, wie zum Beispiel in Krümmel bei Hamburg. Hier lernte Alfred Nobel auch die Pazifistin Bertha von Suttner kennen, die zu dieser Zeit für den Schweden als Sekretärin und Haushälterin arbeitete.

Die Autorin des Antikriegsbusches "Die Waffen nieder" beeinflusste Nobel so stark, dass er allmählich einsah, dass seine Erfindungen Tod und Zerstörung bringen und dass er zur Meinung gelangte, dass alle Waffen verboten werden sollen.

Dennoch entwickelte Alfred  Nobel - wahrscheinlich im Dienste der Wissenschaft - zehn Jahre später seinen nächsten Sprengstoff: die Sprenggelatine.

Durch Veränderung der Zusammensetzung der Sprenggelatine erhielt er später ein rauchschwaches Pulver: das Ballistit. Bei der Entwicklung dieses Pulvers vertraute sich Alfred Nobel den beiden englischen Professoren Frederic Abel und James Dewar an. Diese missbrauchten das Vertrauen und entwickelten ihr Cordit. Cordit ist ebenfalls ein rauchschwaches Pulver mit ähnlicher Zusammensetzung wie das Ballistit. Hierdurch kam es zum Patent-Prozess, den Alfred Nobel in allen Instanzen verlor, da er in seinem Patent die Nitrocellulose unscharf definiert hatte. Dennoch hat Alfred Nobel bis zum Ende seines Lebens 355 Patente angemeldet, die zur Erlangung seines riesigen Reichtums beitrugen.

Am Ende seines Lebens erkannte der schwedische Erfinder, dass die Wissenschaft nur den Fortschritt im Sinne der jeweiligen Zielvorstellung kennt. Dabei gehen aber der militärische und der zivile Fortschritt ohne Gewissensschranken ineinander über. Aus diesem Grund verdiente Alfred  Nobel den größten Teil seines Vermögens durch die Rüstung im Krimkrieg, im Sezessionskrieg in den USA, durch die Kriege zur Einigung des deutschen Kaiserreichs und durch das Wettrüsten in Europa vor dem ersten Weltkrieg.

Zusätzlich wurden seine Sprengstoffe, die sich problemlos in jeder Küche selbst herstellen lassen, immer öfters für terroristische Zwecke verwendet. Hierdurch stellt sich die Frage nach der moralischen Verantwortung des Erfinders gegenüber der Öffentlichkeit, die sich auch in der Literatur bemerkbar machte:

Hierdurch entwickelte Alfred Nobel starke Gewissensbisse. Er zog sich am Ende seines Lebens in seine Villa nach San Remo zurück, wo er am 10.12.1896 vereinsamt und ohne Erben gestorben ist. Sein Kapital betrug zu diesem Zeitpunkt in etwa 31 Mio. schwedische Kronen.

Am 02.01.1897 wurde sein Testament mit dem entscheidenden Satz veröffentlicht:

"Das Kapital, vom Testamentvollstrecker in sicheren Wertpapieren realisiert, soll einen Fond bilden, dessen jährliche Zinsen als Preise denen zuerteilt werden, die im verflossenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen gebracht haben."

So gehen die Zinsen seines Vermögens für die Nobelpreise in die 1900 gegründete Nobelstiftung ein. Weiter legte Alfred Nobel fest, dass es den Nobelpreis für folgende Gebiete geben soll:

3. Das Nitroglycerin

3.1 Eigenschaften des Nitroglycerins

Das Nitroglycerin - früher auch Sprengöl genannt - ist ein als Reinstoff farbloses, ansonsten gelbliches Öl. In kleinen Mengen brennt es gefahrlos ab, während es in größeren Mengen bei plötzlicher Erhitzung, Schlag oder Stoß explodiert.

3.2 Herstellung des Nitroglycerins

Zur Herstellung wird Glycerin unter ständiger Kühlung in die Nitriersäure (Schwefelsäure und Salpetersäure) getropft:

Anhand der Reaktionsgleichung lässt sich erkennen, dass es sich beim Nitroglycerin nicht um eine Nitroverbindung, bei der der Stickstoff direkt am Kohlenstoffgerüst gebunden ist, sondern um den Ester aus Glycerin und Salpetersäure handelt. Der gebräuchliche Name des Sprengstoffes beruht auf der Herstellung mit der Nitriersäure. Eigentlich müsste die Verbindung Propantrioltrinitrat heißen.

3.3 Sprengwirkung

Die große Sprengwirkung beruht auf der Bildung ausschließlich gasförmiger Zersetzungsprodukte beim Zerfall des Nitroglycerins und der damit verbundenen Volumenzuname:

4 C₃H₅(ONO₂)₃ (l) → 12 CO₂ (g) + 10 H₂O (g) + 5 N₂ (g) + 2 NO

Dabei ist kein weitere Sauerstoff zur Oxidation der Nitroglycerinbestandteile notwendig, da dieser bereits im Nitroglycerinmolekül enthalten ist.

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4. Das Dynamit und die Initialzündung

Alfred Nobel stabilisierte das Nitroglycerin durch Absorption in Kieselgur. Hierbei handelt es sich um  natürliche Ablagerungen der Kieselsäuregerüste von Kieselalgen mit großen Poren und hohem Aufsaugvermögen.

Elektronenmikroskopaufnahme von Diatomeenerde

Zusammensetzung des Dynamits:

Das Dynamit wurde früher sowohl militärisch wie auch für zivile Zwecke, wie Tunnel-, Eisenbahn- und Bergbau verwendet und ist heutzutage aus Sicherheitsgründen durch andere Sprengstoffe verdrängt worden.

Durch die Stabilisierung des Nitroglycerins wurde nun die Initialzündung zum kontrollierten zur Explosion bringen notwendig. Durch die Zersetzung des Initialzünders nach thermischer oder mechanischer Anregung entsteht ein Detonationsdruck, der den eigentlichen Sprengstoff zur Explosion bringt.

Dies wurde früher durch die so genannte Nitroglycerinpatrone von Alfred Nobel erreicht:

Heute verwendet man Zündhütchen mit Knallquecksilber (Quecksilberfulminat) oder Bleiazid:

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5. Die Erfindung der Sprenggelatine

1887 schnitt sich Alfred Nobel in seinem Labor in den Finger. Um die Blutung zu stillen trug er mit Hilfe eines Pinsels Kollodium auf die Wunde auf. Kollodium ist in Ethanol und Ether gelöste Nitrocellulose. Das Lösungsmittel verdampft nach dem Auftragen und es bleibt auf der Wunde eine gelartige Nitrocelluloseschicht zurück, die diese verschließt.

Nitrocellulose ist eine weiße, faserige Masse. Sie verbrennt nach Entzündung und ist in Alkohol/Ether gut löslich. Man erhält Nitrocellulose, indem man Baumwolle (Cellulose) in Nitriersäure gibt:

Auch hier hat sich ein falscher Name eingebürgert. Es handelt sich eigentlich hierbei um das Cellulosetrinitrat mit einem Stickstoffmassenanteil von 14.4%. Daneben entsteht noch das Cellulosedinit mit einem Stickstoffmassenanteil von 9.6%.

Durch die Schnittverletzung kam Alfred  Nobel die Idee, das Nitroglycerin mit Hilfe der Nitrocellulose aufzusaugen und er erhielt somit die so genannte Sprenggelatine.

Zusammensetzung der Sprenggelatine:

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6. Das Ballistit und der Cordit-Prozess

Durch Veränderung der Zusammensetzung der Sprenggelatine entwickelte Alfred Nobel das ausschließlich für militärische Zwecke verwendete rauchschwache Pulver Ballistit.

Zusammensetzung des Ballistits:

Das Ballistit hat langsam abbrennende Eigenschaften, die benötigt werden, um einem Geschoss den wirksamen Antrieb zu verleihen, ohne dass im Gewehr ein zu hoher Druck entsteht.

Nach dem Vertrauensmissbrauch entwickelten die beiden englischen Professoren Frederic Abel und James Dewar ihr Cordit, ein ebenfalls rauchschwaches Pulver.

Zusammensetzung des Cordits:

Hierdurch kam es zum Patentstreit (Cordit-Prozess), in dem Alfred Nobel in allen Instanzen unterlag, da er in seinem Patent die Nitrocellulose unscharf definiert hatte.

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7. Literatur:

8. Bildnachweis:

E-Mail: Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de