Hoe komt het dat heel oude foto's zo'n grote belichtingstijd hadden, wat is de scheikundige reden hiervoor?

Dit komt omdat men in het begin de film niet zo gevoelig kon maken. De techniek zijn over de jaren verbetert zodat de gevoeligheid omhoog kon.

Door een combinatie van redenen, waarvan zonder twijfel de meest belangrijke is de lichtgevoeligheid van de film.
Even alles op een rijtje:

De "film" (in het begin was dat een koperen- of glazenplaatje, maar even voor het gemak heb ik het verder over "film") die men in het begin gebruikte waren van lichtgevoelige materialen die zeer traag reageerden onder invloed van licht. De eerst bekende fotografie door Nièpce maakte gebruik van een asfalt-achtig materiaal (bitumen), en de belichtingstijd bedroeg maar liefst 8 uur. Dat kwam simpelweg omdat de chemische reactie die onder invloed van licht op gang kwam buitengewoon traag was. In het geval van de bitumen, werd er dunne laag van dit materiaal op een plaatje gesmeerd, en door blootstelling van bitumen aan licht in een camera obscura, werd de bitumen onoplosbaar. Met name deze reactie was erg traag, waardoor de belichtingstijd dus ook erg lang was. Door de 'film' te wassen verdwenen de niet gefixeerde delen, en zo ontstond een beeld.
In de loop van tijd werden steeds betere technieken ontwikkeld, en met "betere" bedoel ik nieuwe materialen gebruikt die gevoeliger waren voor licht, of die althans sneller reageerden, waardoor de chemische reactie steeds sneller werd, en de belichtingstijden steeds korter werden. Met name door de ontwikkeling van zilver componenten, werden de films steeds gevoeliger.
Tot halverwege de jaren 70 bleef fotografie een chemisch proces, en pas in de jaren 90 werd digitale fotografie beschikbaar voor de grote markt.

Naast de gevoeligheid van de films, ook de kwaliteit van de lenzen heeft invloed op de belichtingstijd, maar dat weegt bijna niet tegenover de invloed van de gevoeligheid van de film, zeker in de beginjaren van de fotografie.