Je leest:

De alleskunner

De alleskunner

Van Krevelen: recordhouder chemische vernoemingen

Auteurs: en | 1 oktober 2001

Dirk Willem van Krevelen, jarenlang directeur Research bij de Staatsmijnen (DSM) en AKU (Akzo Nobel) was een chemisch alleskunner. Op vijf gebieden wist hij – letterlijk – naam te maken.

Dirk Willem van Krevelen werd geboren in 1914. Na het Marnixgymnasium te Rotterdam volgde een scheikundestudie te Leiden en een snelle promotie. In 1940 ging Van Krevelen werken bij de Staatsmijnen in Limburg (nu DSM) waar hij opklom tot directeur Research. In 1959 stapte hij over naar AKU in de functie Hoofd Research en Ontwikkeling. AKU fuseerde met KZO tot AKZO er werd na het samengaan met Nobel het huidige Akzo Nobel.

Kenmerkend voor Van Krevelen is dat hij ondanks zijn management-functies kans zag zich direct met research bezig te houden. Zijn organisatievermogen moet enorm geweest zijn, want behalve talrijke publicaties schreef hij enkele standaardwerken: Coal Science (1957), Coal (1961) en Properties of Polymers (1972). Sinds 1952 was hij ook nog eens deeltijd hoogleraar in de chemische technologie te Delft en fungeerde 22 keer als promotor. Van Krevelens naam is aan vijf gebieden verbonden.

Figuur 1. Van Krevelen.

Gasabsorptie

Aangekomen bij de Staatsmijnen kreeg Van Krevelen de opdracht om aan gasabsorptie te rekenen. Hij publiceerde een ‘sleuteldiagram, waaruit de versnelling van de absorptie door een simultaan optredende reactie kan worden afgelezen. Het is een handig diagram waar vaak naar gerefereerd is, het ’Van Krevelen (soms het Van Krevelen-Hoftijzer) diagram voor chemische gas-absorptie’.

Kolenwetenschap

Een wellicht nog bekender diagram publiceerde Van Krevelen op het gebied van de kolenwetenschap. Toen hij begon, was de structuur van steenkool nauwelijks bekend. Er leek weinig orde in de verscheidenheid van steenkolen. Van Krevelen verzamelde een logische set steenkoolmonsters, herkende logische verbanden in de samenstelling en bracht deze in kaart met een diagram. Dit schept orde in de steenkool-chaos. Het is bijvoorbeeld direct te zien dat bij het ontstaan van steenkool eerst water, dan kooldioxide en tenslotte methaan wordt afgesplitst. Over zijn steenkoolonderzoek heeft Van Krevelen in 1961 een boek geschreven ( Coal-Physics-Chemistry-Constitution) dat nog steeds het beste handboek is op het gebied van kolenwetenschap.

Figuur 2. Bron: Archief Natuur & Techniek

Thermodynamica

De systematische en praktische aanpak van Van Krevelen blijkt ook uit zijn bijdrage aan de thermodynamica. Hij is de geestelijke vader van het Van Krevelen- Chermin System for Estimation of the Free Energy of Formation of Organic Compounds. Deze methode om van onbekende verbindingen de essentiële thermodynamische grootheden te schatten, wordt algemeen gebruikt in de wereld. De methode berust op tellen van de groepsbijdragen en aanbrengen van verfijningen. Vanuit de structuurformule van organische stoffen kan de thermodynamica geschat worden zonder een experiment te doen.

Oxidatie van aromaten

In 1954 presenteerden P. Mars (later hoogleraar Universiteit Twente) en Van Krevelen op een internationale conferentie hun inzichten over de oxidatie van aromaten, zoals benzeen en tolueen. Voor DSM is de oxidatie van tolueen naar benzaldehyde nog altijd een belangrijk proces: de eerste stap op weg naar penicilline. Mars en Van Krevelen gebruikten vanadiumpentaoxide (V2O5) als katalysator en poneerden een reactiemechanisme waarbij de katalysator afwisselend in twee samenstellingen voorkomt, namelijk V2O5 en V2O5-x (figuur 3). De katalysator splitst zuurstof moleculen in atomen en gedraagt zich als een reservoir dat deze atomen op kan nemen en weer afstaan aan moleculen zoals weergegeven is in figuur 3. Zoals te zien is reageert tolueen met zuurstofatomen van de katalysator tot benzaldehyde en water. Hierdoor wordt de katalysator gereduceerd (tot V2O5-x). Zuurstof reageert met de gereduceerde katalysator en het reservoir wordt weer gevuld waardoor de katalysator in de geoxideerde vorm (V2O5) wordt teruggebracht. Dit mechanisme werd als het Mars-Van Krevelen mechanisme internationaal geaccepteerd. Het laat mooi zien hoe een katalysator zowel echtscheidingsadvocaat als huwelijksmakelaar kan zijn. De kleur van de katalysator verraadt de toestand van het oppervlak. Geoxideerd is geel-bruin, gereduceerd is groen-blauw.

Figuur 3. Mars-Van Krevelen (Redox) mechanisme.

Polymeren

Genoemd werd al Van Krevelens boek over polymeren. De volledige titel is: Properties of Polymers: Their Correlation with their Chemical Structure and their Estimation (and Prediction) from Additive Molar Group Contributions. Van Krevelen correleerde – in de geest van Van ’t Hoff – de chemische structuur van een polymeer met zijn eigenschappen. De methode werd internationaal bekend als Van Krevelen Method for Computational Modeling of Polymers.

Literatuur

D.W. van Krevelen, Selected Papers On Chemical Engineering Science, Elsevier, Amsterdam (1976). D.W. van Krevelen, P.J. Hoftijzer, Kinetics of gasliquid reactions part I & II, Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas 67 (1948), p. 563, p. 587. D.W. van Krevelen, H.A.G. Chermin, Estimation of the free enthalpy (Gibbs free energy) of formation of organic compounds from group contributions, Chemical Engineering Science 1 (1951), p. 66, p. 238.

Dijken
KNAW

Dit artikel is afkomstig uit het boek Chemie achter de dijken, een gezamenlijke uitgave van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) en de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging (KNCV). Het werd in 2001 uitgegeven ter herdenking van het feit dat de Nederlander Jacobus Henricus Van ‘t Hoff honderd jaar eerder in 1901 de allereerste Nobelprijs voor de scheikunde won. Chemie achter de dijken belicht Nederlandse uitvindingen en ontdekkingen op chemisch gebied sinds 1901. In zo’n zeventig bijdragen (voor het overgrote deel opgenomen in Kennislink) wordt de betekenis van de Nederlandse chemie duidelijk voor ontwikkelingen op het gebied van de gezondheidszorg (bijvoorbeeld de kunstnier), de voedingsmiddelenindustrie (onder andere zoetstoffen), de kledingindustrie (bijvoorbeeld ademende regenkleding) of de elektronica (zoals herschrijfbare CD’s).

Dit artikel is een publicatie van KNAW/KNCV.
© KNAW/KNCV, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 oktober 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.