Halverwege de vorige eeuw was J.A.A. Ketelaar hoogleraar algemene en anorganische chemie en elektrochemie aan de Universiteit van Amsterdam. Hij benadrukte dat experiment en theorie samen moeten gaan.
Het was wetenschappelijk een interessante periode. De thermodynamica (warmteleer) was, mede door Van ’t Hoff, een hecht en bruikbaar theoretisch bouwsel geworden. Na 1930 hadden de fysici de kwantummechanica bovendien zover afgerond dat deze voor scheikundigen een basis kon vormen voor de theorie van de chemische binding. Ook kwam allerlei meetapparatuur commercieel beschikbaar en konden dus steeds nauwkeuriger experimenten uitgevoerd worden.
Prof. Dr. J.A.A. Ketelaar in 1988 Bron: Beeldarchief KNCV, Leidschendam
Interesses
Ketelaars interesse ging aanvankelijk uit naar röntgenverstrooiing aan kristallen. Daarmee is een precieze plaatsbepaling mogelijk van atoomkernen en elektronen. Aldus groeide zijn begrip over het verband tussen de samenstelling van een stof en diens eigenschappen zoals hardheid, elasticiteit en elektrisch gedrag. In 1946 behoorde hij tot de oprichters van de International Union of Crystallography. Later ging Ketelaar zich ook voor spectroscopie interesseren. Niet zozeer voor analytisch gebruik maar om de interactie te begrijpen tussen moleculen die geen chemische binding hebben maar wel wisselwerking op elkaar uitoefenen. Daarnaast behield hij interesse voor elektrochemie. Zijn aandacht richtte zich vooral op reacties in gesmolten zouten, naast onderzoek naar verbetering van elektroden waaraan de oxidatie van waterstof of koolwaterstoffen kan plaats hebben.
Computersimulaties
Aan het eind van zijn carrière kwam er de mogelijkheid bij om met de computer simulaties te doen van het gedrag van moleculen. In dit verband is het nuttig om te beseffen dat er in een druppel vloeistof evenveel moleculen zitten als druppels water in alle zeeën en oceanen. En zoals men uit het gedrag van regendruppels ook niet zonder meer het bestaan van golven en getijden kan afleiden, is het ook moeilijk om uit de eigenschappen van losse moleculen het collectief gedrag van moleculen in een vloeistof of vaste stof te begrijpen. In de tijd van Van ’t Hoff bestonden hier wel ideeën over maar die konden pas getoetst worden toen er grote computers kwamen. In 1975 waren de mogelijkheden nog beperkt, maar ook nu kunnen de krachtigste computers de oceanen niet bevatten.
Relevante resultaten
Het onderzoek van Ketelaar heeft tot een reeks maatschappelijk relevante resultaten geleid. Zo ontstond er begrip over het verband tussen de chemische structuur van fosfaatverbindingen en hun toepassing als insecticide. Een ander voorbeeld is inzicht in de elektrische eigenschappen van gesmolten zouten, toe te passen in batterijen voor elektrische auto’s. Uit de kennis van elektrodeprocessen kwam een prototype van een brandstofcel voort. Dit leidde tot een praktische toepassing: zo reed er in het laboratorium een speelgoedtreintje op een brandstofcel.
Ketelaar bij zijn oratie in de aula van de Universiteit van Amsterdam in het Oudemanhuiscomplex, voor academische plechtigheden in gebruik van 1891 tot 1964. Bron: J.A.A. Ketelaar, Lochem
Misschien wel de belangrijkste opbrengst van dit toch vooral door wetenschappelijke nieuwsgierigheid gemotiveerde onderzoek bestaat uit goed opgeleide afgestudeerden die op de meest uiteenlopende posities in de maatschappij zijn terechtgekomen. Van de grote toestroom van studenten uit binnen- en buitenland zijn er 79 gepromoveerd; allen droegen zij bij aan het onderzoek dat in die jaren werd verricht. In dit opzicht is de situatie sinds Van ’t Hoff dus nogal veranderd. Het is frappant hoe oudleerlingen van Ketelaar altijd met groot respect spraken en spreken over hun leermeester, als men bedenkt dat in de praktijk soms het contact toch nogal beperkt moet zijn geweest. Er heeft zich daar kennelijk een voor Nederland vrij unieke schoolvorming voorgedaan, in een traditie die teruggaat tot Van ’t Hoff.
Literatuur
J.A.A. Ketelaar, De Chemische Binding, inleiding tot de theoretische chemie; Elsevier, Amsterdam (1952).
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).