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Der fotografische Prozess umfasst eine Reihe physikalischer und chemischer Prozesse, ohne deren Beherrschung beliebte Freizeitbeschäftigungen wie Kino und Fernsehen nicht möglich wären. Die fotochemische Umwandlung von weißen Silberhalogeniden in schwarzes metallisches Silber bildet die Grundlage für die Entwicklung sowohl von Schwarz-Weiß- als auch von Farbfilmen. Auch wenn der Farbfilm komplexer aufgebaut ist als der heute nur noch selten benutzte Schwarz-Weiß-Film, basieren die Entwicklung der Negative und die Herstellung von Abzügen auf ähnlichen Redox- und Komplexierungsreaktionen.
Die moderne digitale Fotografie dagegen speichert die Bilder nicht auf Filmen, sondern auf einem Computerchip.

Menschliche Augen können den Teil des elektromagnetischen Lichts wahrnehmen, der als sichtbares Licht oder VIS-Bereich bezeichnet wird und Wellenlängen zwischen 400 und 800 nm aufweist.
Chemische Verbindungen erscheinen farbig, wenn sie eine bestimmte Wellenlänge aus diesem Bereich absorbieren, sie zeigen dann die Komplementärfarbe der absorbierten Wellenlänge.
Weshalb es zur Absorption von Licht bestimmter Wellenlängen kommt, lässt sich mithilfe der Molekülorbital-Theorie erklären.

Zu den natürlichen Farbstoffen gehören beispielsweise Pflanzenfarbstoffe wie Chlorophyll, Indigo und Alizarin, und außerdem Farbstoffe tierischen Ursprungs wie der Blutfarbstoff Hämoglobin, Cochenille, das aus Läusen gewonnen wird, oder Purpur, der von der Purpurschnecke stammt.

Als synthetische Farbstoffe werden die Farbstoffe bezeichnet, die industriell hergestellt werden. Der allergrößte Teil der synthetischen Farbstoffe ist von der chemischen Industrie neu entwickelt worden, aber auch die natürlichen Farbstoffe Indigo und Alizarin werden aus Kostengründen mittlerweile industriell hergestellt.
Chemisch betrachtet lassen sich die synthetischen Farbstoffe in mehrere Gruppen unterteilen. Drei wichtige Gruppen sind die Azofarbstoffe, die Triphenylmethanfarbstoffe und die Anthrachinonfarbstoffe.

Als Feinstaub (PM10) bezeichnet man feste und flüssige Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 10 µm in der Luft. Hauptquellen für den Feinstaub in Ballungsgebieten sind menschliche Aktivitäten. So werden die Staubbelastungen in den Großstädten hauptsächlich durch die Industrie, den Straßenverkehr, und Hausfeuerungsanlagen verursacht.
Auch auf natürliche Weise werden große Mengen an Staub erzeugt. Obwohl die Belastung seit 1990 auf ein Zehntel des damaligen Wertes gefallen ist, geistert das „Feinstaubgespenst“ durch die Medien, weil eine seit Anfang 2005 gültige EU-Richtlinie in deutschen Großstädten nicht eingehalten wird. Die gesundheitlichen und klimatischen Folgen der Feinstaubbelastung sowie der Sinn möglicher Gegenmaßnahmen werden in diesem Beitrag erläutert.

Zu den Ergänzungsstoffen zählen Vitamine, Mineralstoffe, Ballaststoffe und Wasser. Zusätzlich benötigt der Körper besondere Stoffe in relativ geringen Mengen, sogenannte Spurenelemente.

Die Essigsäure ist eine der wichtigsten Säuren in unserem Leben. Sie ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil in unserem Stoffwechsel, sondern auch ein Genuss- und Würzmittel, außerdem ein Rohstoff in der Industrie. Sie entsteht auf natürlichem Wege durch Essigsäuregärung. So kann man sie gezielt gewinnen, besonders zum Einsatz als Speiseessig.

Vom Ausgangsstoff und von der Verarbeitung hängt es ab, welche Sorte entsteht.

Die seit über 7000 Jahren bekannte Säure kann auch auf verschiedenen technischen Wegen hergestellt werden.

„Alkohol“ – die Volksdroge Nummer 1, ist chemisch betrachtet „Ethanol“, also ein einfacher aliphatischer gesättigter Alkohol. Seine Eigenschaften ähneln stark dem des Methanols. Typische Reaktionen sind die Veresterung mit Carbonsäuren und die Oxidation zu Acetaldehyd (Ethanal), Essigsäure und Kohlenstoffdioxid. Obwohl er für Lebewesen in höheren Dosen äußerst giftig ist, kommt er in der Natur relativ häufig vor. Bei Gärprozessen, z. B. bei Fallobst, zersetzen Hefepilze zucker- oder stärkehaltige Substanzen zu Ethanol.

Die Wirkungen auf den Menschen sind bei geringen Dosen nicht gefährlich, zumindest bei Erwachsenen und Nichtschwangeren. Zu chronischen Alkoholvergiftungen und damit schweren Organschäden kommt es, wenn der tägliche Alkoholkonsum zu groß wird.
Ethanol dient in der Industrie vor allem als Lösungsmittel, Brennstoff und Ausgangsstoff zur Herstellung weiterer Chemikalien. Zunehmend wird er auch als Treibstoff verwendet.

Die in der Natur recht weit verbreiteten Ether stellen eine Stoffklasse dar, die sich durch die chemische Struktur einer $R_1-O-R_2$Bindung auszeichnet. Ether verdunsten sehr schnell und bilden an der Luft explosive Gemische. Sprichwörtlich sagt man, wenn man Ether entzündet, „dann brennt die Luft“. Besonders bekannt ist Diethylether. Er gehörte mit zu den ersten Inhalationsnarkosemitteln. Heute wird er nicht mehr zur Narkose verwendet, da die Nachwirkungen recht unangenehm sind.

Fett ist nicht gleich Fett. Das stellt jeder sofort fest, der sich über gesunde Ernährung informiert. Diese Tatsache hängt mit dem Bau der Fette zusammen. Fette sind die Ester langkettiger Carbonsäuren. Diese Carbonsäuren sind mit Glycerol (Propan-1,2,3-triol, Glycerin), einem mehrwertigen Alkohol, verestert. Jede der drei Hydroxylgruppen des Glycerols kann mit einer anderen Carbonsäure reagieren, sodass ganz unterschiedliche Fette entstehen und existieren.

* 09.10.1852 in Euskirchen
† 15.07.1919 in Berlin

EMIL FISCHER studierte ab 1871 Chemie an der Universität Bonn. Er erforschte den Aufbau der Kohlenhydrate, Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Enzyme, Purine und Gerbstoffe und gilt als Mitbegründer der Biochemie. Die FISCHER-Projektionsformeln zur Darstellung von organischen Verbindungen mit asymmetrischen Kohlenstoffatomen werden auch heute noch verwendet. 1902 erhielt EMIL FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

* 27.07.1881 in Höchst (heute zu Frankfurt/ Main gehörend)
† 31.03.1945 in München

HANS FISCHER war ein deutscher Chemiker. Er untersuchte Farbstoffe auf Pyrrol-Basis, z. B. Porphyrine. Es gelang ihm, den Gallenfarbstoff Bilirubin zu synthetisieren, er klärte die Struktur des Hämins, eines Bestandteils des roten Blutfarbstoffes, auf und die Struktur von Chlorophyll.
1930 erhielt HANS FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

Fotophosphorylierung beschreibt die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) durch die Anlagerung einer Phosphatgruppe an Adenosindiphosphat (ADP) unter dem Einfluss von Lichtenergie. Der ablaufende Mechanismus der ATP-Bildung im Chloroplast und die ATP-Bildung im Mitochondrium während der Endoxidation bei der Zellatmung sind grundlegend gleich und werden als Chemiosmose bezeichnet. Es entsteht im Laufe der Lichtreaktionen ein Konzentrationsunterschied an Protonen zwischen Thylakoidinnenraum und Stroma, in dessen Endergebnis durch den angestrebten Konzentrationsausgleich enzymatisch ATP gebildet wird. Je nach Weg der Elektronen bei den lichtabhängigen Reaktionen unterscheidet man zwischen nichtzyklischer und zyklischer Fotophosphorylierung.

Die Fotosynthese ist eine Form der autotrophen Assimilation, durch die Pflanzen und Algen Nahrung für sich selbst sowie für alle anderen Lebewesen produzieren. Dabei wird Kohlenstoffdioxid absorbiert und Sauerstoff freigesetzt. Durch Transfer von Wasserstoffatomen aus dem Wasser auf das absorbierte Kohlenstoffdioxid entsteht Glucose. Dieser Prozess geht einher mit einer Oxidation des Wassers bzw. einer Reduktion des Kohlenstoffdioxids. Da Glucose eine energiereiche Verbindung ist, wird Energie für den Ablauf der Reaktion benötigt. Chloroplasten sind in der Lage, Lichtenergie zu sammeln und über eine Elektronentransportkette in chemische Energie (ATP) umzuwandeln (Lichtreaktion). Das gebildete ATP wird in einem Folgeschritt zusammen mit Wasserstoffatomen genutzt, um Glucose zu reduzieren (Dunkelreaktion).

Fotosynthesepigmente sind Pigmente, die Licht absorbieren und mithilfe der Lichtenergie von einem energiearmen Grundzustand in einen energiereichen, angeregten Zustand übergehen. Beim Zurücksprung in den Grundzustand - der angeregte Zustand ist zwar energievoll aber instabil - wird die Energie in Form von Photonen an ein bestimmtes Chlorophyll-a-Molekül, ebenfalls ein Fotosynthesepigment, abgegeben, dass sich in einem Reaktionszentrum befindet. Mithilfe dieser Energie findet dann die erste lichtbetriebene, chemische Reaktion statt, eine Redoxreaktion.Diejenigen Pigmente, die das Licht absorbieren und dessen Energie bis zu den Pigmenten im Reaktionszentrum weiterleiten, heißen Antennenpigmente. Antennenpigmente sind verschiedene Chlorophyll-Protein-Komplexe, Carotinoide und Phycobiline. Jedes fotosynthetische Reaktionszentrumschlorophyll ist von etwa 300 verschiedenen, lichtsammelnden Antennenpigmenten umgeben.
Die gesamte Struktur, Antennenpigmente und Reaktionszentrum, wird Fotosystem genannt.

Der deutsche Botaniker THEODOR WILHELM ENGELMANN (1843 – 1909) konnte 1883 mit seinen Versuchen mit einer fadenförmigen Alge die Fotosyntheseaktivität in den verschiedenen Bereichen des sichtbaren Lichtes nachweisen. Diese entspricht im Wesentlichen den Absorptionsmaxima der Fotosynthesepigmente bzw. dem Zusammenwirken der Farbstoffe im Fotosystem. Chlorophylle stellen die Hauptpigmente in allen fotoautotrophen Organismen dar. Carotinoide und Chlorophylle sind vorwiegend als Antennenpigmente zur optimalen Lichtabsorption im Rahmen des Antennenkomplexes im Fotosystem vertreten.

Die FRIEDEL-CRAFTS-Reaktionen tragen ihren Namen nach den Chemiker CHARLES FRIEDEL und JAMES MASON CRAFTS. Die FRIEDEL-CRAFTS-Reaktionen beinhalten die Umsetzung von Aromaten mit Halogenalkanen und mit Carbonsäurehalogeniden (Carbonsäurederivate) in Gegenwart von Aluminiumtrichlorid oder Aluminiumtribromid als Katalysator.

Viele Organische Moleküle enthalten neben den Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff auch noch andere Elemente. Am häufigsten sind dies Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel sowie Halogene. Diese Elemente bestimmen maßgeblich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der organischen Stoffe. Man bezeichnet sie als funktionelle Gruppen. Nach solchen strukturellen Merkmalen fasst man Stoffe zu Stoffgruppen zusammen.

Unter Gärung versteht man den aeroben oder anaeroben biologischen Abbbau von organische Materie mittels Mikroorganismen oder Enzymen.
Die alkoholische Gärung verläuft unter anaeroben Bedingungen in Hefezellen und wird seit alters her durch den Menschen zur Herstellung alkoholischer Getränke und zum Brot backen genutzt. Dabei wird die D-Glucose durch Enzyme in den Hefezellen zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid abgebaut.
Bei der Milchsäuregärung wird das in der Glycolyse gebildete Pyruvat unter anaeroben Bedingungen zu Lactat und CO₂ reduziert. Die Milchsäuregärung läuft bei hohem Energiebedarf (z. B. beim Sport treiben) in Muskelzellen ab, und zwar dann, wenn Pyruvat in der Glycolyse schneller produziert wird, als es im Citronensäurezyklus oxidiert werden kann.

Glykolyse wurde von den griechischen Wörtern glycos = süß und lysis = Auflösung abgeleitet. Damit ist die Zuckerspaltung gemeint. Sie findet im Cytoplasma der Zellen statt. Bei der aeroben Glykolyse (Sauerstoffanwesenheit) wird ein Glucosemolekül mit 6 C-Atomen unter Energiegewinn in Form von ATP in zwei Pyruvat-Ionen mit 3 C-Atomen gespalten. Pyruvate sind die Anionen der Brenztraubensäure, welche im Citronensäurezyklus weiter verwertet werden. Unter anaeroben Bedingungen (Sauerstoffabwesenheit) ist das Endprodukt der Glykolyse Lactat (Milchsäure) oder Ethanol. Dieser Weg der anaeroben Verwertung von Glucose ist der älteste biochemische Mechanismus zur Energiegewinnung, welcher auch die Entwicklung von lebenden Organismen in sauerstofffreier Atmosphäre ermöglichte.

* 06.05.1871 in Cherbourg
† 13.12.1935 in Lyon

Victor François Auguste Grignard war ein französischer Chemiker. Er untersuchte Halogenalkane und –arene und beschäftigte sich mit metallorganischen Verbindungen, insbesondere mit organischen Magnesiumverbindungen, die nach ihm als „Grignard-Verbindungen“ benannt sind.
1912 erhielt er gemeinsam mit Paul Sabatier den Nobelpreis für Chemie.

Halogenkohlenwasserstoffe sind eine große Stoffklasse, die sich aus den Halogenalkanen, den halogenierten Aromaten und anderen Kohlenwasserstoffen mit einem oder mehreren Halogenatomen (F, Cl, Br, I) im Molekül zusammensetzt. Die Verbindungen unterscheiden sich aufgrund der polaren Halogen-Kohlenstoff-Bindung deutlich von den nicht halogenierten Kohlenwasserstoffen und wurden bis Ende der 70er-Jahre des 20. Jahrhunderts noch vielfach verwendet.
Inzwischen weiß man aber, dass ein großer Teil der Halogenkohlenwasserstoffe giftig und/ oder kanzerogen ist. Außerdem ist die Ozon abbauende Wirkung der Fluorchlorkohlenwasserstoffe belegt, sodass die Anwendung dieser Verbindungen in der Praxis rückläufig ist. Ausnahmen stellen Fluorkohlenwasserstoffe und der Kunststoff PVC dar, die nur schwer gleichwertig ersetzt werden können.

Eiweiße und Nucleinsäuren enthalten Stickstoff in Form von Aminogruppen (${\text{NH}}_{\text{2}}{}^{-}$). Beim Abbau dieser Moleküle im Stoffwechsel entsteht giftiges Ammoniak ${\text{NH}}_{\text{3}}$, das gelöst in Form von Ammoniumionen ${\text{NH}}_{\text{4}}{}^{\text{+}}$ vorliegt. Durch die Bildung von Harnstoff unter Bindung von ${\text{NH}}_{\text{4}}{}^{\text{+}}$ in den Leberzellen in zyklischen Reaktionen erfolgt ein Unschädlichmachen des Ammoniaks (Entgiftung) und ein Abführen aus dem Körper. Einer der dabei entstehenden Stoffe, Fumarat, stellt die Verbindung zum Citratzyklus her. Über Fumarat kann der Harnstoffzyklus auch zur Gluconeogenese sowie zur Bildung von Citrat und Oxalat dienen.

Heteroaromaten sind cyclische Verbindungen, die aromatisch sind und im Ring neben Kohlenstoffatomen mindestens ein Heteroatom, wie Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel tragen. Es gibt Heteroaromaten mit sechs aber auch mit fünf Ringgliedern. Alle Heterocyclen haben zugelassene Trivialnamen. Die Heteroaromaten sind wichtige Bestandteile des menschlichen Stoffwechsels und unverzichtbar für die Kodierung der Erbinformation in der DNA.

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der uns ständig begegnet. Es gibt verschiedene Holzarten, die unterschiedlich zusammengesetzt sind und somit verschiedene Eigenschaften aufweisen. Holz lässt sich nicht nur zu Möbeln verarbeiten. Aus Holz kann man Papier, Alkohol und sogar Fasern für die Textilindustrie gewinnen.

Es ist erstaunlich, dass der kleinste Baum der Erde (die Zwergweide) nur 2 cm, die größten/höchsten Bäume (Küstenmammutbäume) dagegen bis 120 m hoch sind.

Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe werden u. a. Schwefel- und Stickstoffoxide an die Atmosphäre abgegeben. Diese Gase sind als Smogbestandteile einerseits selbst schädlich für die Natur. Zum anderen bilden sie durch chemische Reaktionen in der Atmosphäre Säuren, die zu einer deutlichen Absenkung des pH-Werts des Regens führen.
Der saure Regen führt zu einer Versauerung der Gewässer und der Böden und schädigt langfristig die Vegetation. Auch Bauwerke unterliegen einer verstärkten Korrosion, da Metalle, Kalk und Beton durch die Säuren angegriffen werden.
Durch verschiedene Maßnahmen zur Verringerung der Emission stieg der pH-Wert des Regens in Deutschland seit 1990 wieder langsam an. Weltweit ist der Eintrag saurer Gase in die Atmosphäre jedoch nach wie vor extrem hoch.