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Die Nachweisreaktionen der Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße sind mehr oder weniger spezifische Nachweisreaktionen der Stoffklassen. Anders als bei anorganischen Fällungs- oder Farbreaktionen sind die Reaktionsgleichungen oft sehr kompliziert und daher nur schwer darzustellen.
Die Vielfalt der makromolekularen Naturstoffe ist viel zu groß, als das man für jeden einzelnen Stoff einen spezifischen Nachweis entwickeln könnte. Deshalb nutzt man zur eindeutigen Identifizierung der Einzelstoffe heutzutage moderne instrumentelle Methoden wie die Röntgenstrukturanalyse oder elektrophoretische Verfahren. Stehen diese nicht zur Verfügung, muss man physikalische Eigenschaften wie Schmelzpunkte oder optische Drehwerte für eine eindeutige Identifizierung heranziehen.

Stickstoff ist ein Element der V. Hauptgruppe und mit einem Anteil von 78,1 Vol-% Hauptbestandteil der Luft. Stickstoffverbindungen sind technisch von besonderer Bedeutung. Nitrate werden hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft, aber auch für die Herstellung von Sprengstoffen, Kunststoffen und Farbstoffen eingesetzt.
Ausgangsstoff für die meisten industriell genutzten Stickstoffverbindungen ist Ammoniak. Damit stellt die Ammoniaksynthese nach dem HABER-BOSCH-Verfahren eines der wichtigsten chemischen Verfahren dar.

Die Oxide des Stickstoffs sind in vielen Abgasen enthalten und tragen zur Entstehung des sauren Regens bei. Auch die in den Düngemitteln enthaltenen Nitrate haben bei unkontrollierter Anwendung ein Umwelt schädigendes Potenzial.
Wichtige organische Stickstoffverbindungen sind Eiweiße und die organischen Amine, die zur Herstellung von Farbstoffen und Kunststoffen verwendet werden.

Enzyme sind hochmolekulare Eiweißkörper, die als Biokatalysatoren bei sehr vielen Stoffwechselreaktionen in tierischen sowie pflanzlichen Organismen beteiligt sind. Die an der Reaktion beteiligten Substanzen (Substrate) werden dort angelagert, in der Reaktion umgesetzt und nach Ablauf der Reaktion als Produkt abgelöst. Ein Enzym kann aber nur eine der für das Substrat möglichen Reaktionen katalysieren (Wirkungsspezifität). Außerdem sind Enzyme substratspezifisch, d. h. an jedes Enzym passen nur die Substanzen, die eine bestimmte, zum Enzym passende Struktur besitzen (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Es gibt aber auch Enzyme, die ähnlich gebaute Substanzen umsetzen. In diesem Fall spricht man von Gruppenspezifität.

Genau wie die Polyaddition und die Polymerisation ist die Polykondensation eine wichtige Reaktionsart, die zur Herstellung von Kunststoffen dient. Daneben hat diese Reaktion in der Natur große Bedeutung.

Eiweiße (Proteine) sind kompliziert gebaute makromolekulare Verbindungen, die vorwiegend oder ausschließlich aus Aminosäuren aufgebaut sind. Würde man diese Makromoleküle durch chemische Reaktionen in ihre Bausteine zerlegen, kommt man zu einem erstaunlichen Resultat. Nur 22 verschiedene Aminosäuren sind am Aufbau der Biopolymere beteiligt. Trotzdem ist ihre Vielfalt gewaltig. Im menschlichen Organismus findet man mehr als 100 000 verschiedene Eiweiße, die alle spezifische Funktionen erfüllen. Nach ihrer Funktion unterteilt man die Proteine in verscheidene Gruppen.

Wasserstoffbrückenbindungen und verschiedene Arten von VAN-DER-WAALS-Wechselwirkungen fasst man unter dem Begriff zwischenmolekulare Wechselwirkungen zusammen. Insbesondere Wasserstoffbrückenbindungen spielen eine bedeutende Rolle in der Natur. So ist die für die Entwicklung des Lebens auf der Erde wichtige Anomalie des Wassers maßgeblich auf Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen zurückzuführen. Auch die Struktur von Proteinen und die sichere Speicherung der Erbinformation hängen von dieser besonderen Wechselwirkung zwischen Teilchen ab.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Chemie - Naturstoffe".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Im Kohlenstoffkreislauf wird der Weg des Elements Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid auf der gesamten Erde betrachtet.

Stickstoff ist eines der Elemente, das alle Lebewesen der Erde für körpereigene Eiweiße benötigen.

Der mit den Lebewesen verknüpfte Kreislauf des Stickstoffs lässt sich in vier Abschnitte unterteilen: Fixierung des Luftstickstoffs, Assimilation von Stickstoff in Pflanzen, Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen und Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen in anorganische.

Die Verknüpfung von Aminosäuren führt zu Peptiden. Diese unterteilt man nach der Anzahl der Aminosäurereste in der Peptidkette in Oligopeptide (2 bis 9), Polypeptide (10 bis 100) und die makromolekularen Proteine bzw. Eiweiße (mehr als 100). Da die Gesamtstruktur von Peptiden sehr komplex ist, unterteilt man sie zur vereinfachten Betrachtung modellhaft in vier Ebenen, die Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur. Eiweiße nehmen wir mit der Nahrung auf. Im Körper werden die Eiweiße abgebaut und in die einzelnen Bauteile, die Aminosöuren zerlegt. Aus diesen Bausteinen bauen dann die Köperzellen ihre jeweiligen eigenen Proteine auf.