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Abgasreinigung, Doppelkatalyse, Gegenstromprinzip, Gleichgewichtsreaktion, Kontaktverfahren, Oleum, sauren Regens, Schwefelsäure, Schwefeltrioxid
Schwefelsäure ist mit einer Menge von etwa 150 Millionen Tonnen pro Jahr die am meisten produzierte Chemikalie der Welt. Die Herstellung von Schwefelsäure im sogenannten Kontaktverfahren erfolgt im kontinuierlichen Prozess und umfasst drei Teilschritte: Zuerst wird z. B. durch Verbrennung von Schwefel mit Luft Schwefeldioxid gewonnen, das dann katalytisch zu Schwefeltrioxid oxidiert wird. Letzteres wird schließlich mit Wasser zu Schwefelsäure umgesetzt.

Zur Herstellung von Schwefelsäure wird Schwefeldioxid benötigt, das aus verschiedenen Rohstoffen gewonnen werden kann. Der wichtigste Rohstoff ist elementarer Schwefel, der im sogenannten FRASCH-Verfahren abgebaut wird oder bei der Entschwefelung von Erdöldestillaten erhalten wird. Weitere Ausgangsstoffe zur Gewinnung von Schwefeldioxid sind Erdgas, das Schwefelwasserstoff enthält, sulfidische Erze oder Calciumsulfat. In zunehmendem Maße wird auch verunreinigte Schwefelsäure, sogenannte Dünnsäure, recycelt und dient somit als Ausgangsstoff für die Schwefelsäureherstellung.

Schwefelsäure ist mit einer Weltjahresproduktion von über 150 Mio. Tonnen eine der wichtigsten industriell hergestellten Chemikalien. Die Hauptmenge dient zur Produktion von Düngemitteln und zur Herstellung von Pigmenten. Außerdem ist Schwefelsäure für unzählige organisch-technische Synthesen als Reaktionspartner, Katalysator oder Reaktionshilfsmittel von großer Bedeutung. Moderne Waschmittel, Arzneistoffe, Farbstoffe für Textilien und einige Chemiefasern könnten ohne das „Blut der Chemie“ nicht oder nur mit viel größerem Aufwand hergestellt werden.

Seifen sind Natrium- oder Kaliumsalze von Fettsäuren. Sie sind die ältesten synthetisch hergestellten Tenside und Vorläufer unserer modernen Wasch- und Reinigungsmittel. Ihre Herstellung ist schon seit Jahrtausenden bekannt. Als grenzflächen- und waschaktive Verbindungen haben sie eine große Rolle bei der Körperpflege und der Entwicklung von Waschmitteln gespielt. Durch ihre Nachteile wurden sie allerdings weitgehend durch andere Tenside verdrängt.

Silicate bilden den Hauptanteil der Erdkruste. Formal kann man sie aus Quarz ${\text{(SiO}}_{\text{2}}\text{)}$ ableiten, indem man Siliciumatome durch andere Metalle ersetzt. Sie sind als bedeutende Baustoffe im Beton oder Ziegelstein, haben aber auch große Bedeutung als Katalysatoren, oder Waschmittelzusatz (Zeolithe), wo sie als Ionenaustauscher fungieren.

Silicone sind siliciumorganische Kunststoffe, in denen die Siliciumatome noch organische Reste tragen. Sie ähneln in ihrer Struktur organisch modifiziertem Quarz, weisen eine ähnliche Beständigkeit auf und besitzen aber die Flexibilität von Kunststoffen. Durch Variation der Synthesebedingungen kann die Struktur und damit die Eigenschaften der Silicone gezielt beeinflusst werden, sodass das Anwendungsspektrum nahezu unbegrenzt ist.
Silicone werden auch als Polysiloxane bezeichnet. Dabei steht „sil“ für Silicium, „ox“ für Sauerstoff und „an“ für die gesättigte Struktur der Verbindung.

Silicone sind chemische Verbindungen, die uns täglich begegnen. Wir finden sie in allen Bereichen der industriellen Produktion aber auch im Alltag sind sie allgegenwärtig. Beispiele finden sich im Bereich der Bauindustrie bzw. des Bautenschutzes. Nicht nur die Dehnungsfugen im Haushaltsbereich basieren auf Siliconen. In der dritten Welt ermöglichen silicongetränkte und damit wasserabweisende Faserzementplatten den Einsatz eines preiswerten Baustoffs, der sonst bei den vorherrschenden feuchten Klimabedingungen undenkbar wäre. In der chemischen Industrie, der Elektro- und Elektronikindustrie, dem Verkehrs- und Medizinwesen finden sich viele Anwendungen. Sogar im Haarshampoo oder beim Abziehbild finden wir sie wieder.

Der Begriff Smog steht für Luftverschmutzung. Während man früher damit nur die Mischung von Rauch (englisch: smoke) und Nebel (englisch: fog) meinte, wird der Begriff heute auch für andere Arten von „Luftverschmutzung“ genutzt. Beim Sommersmog geht es um eine erhöhte Ozonkonzentration, bei Elektrosmog um elektrische und magnetische Felder.

Glas ist seit etwa 4000 Jahren bekannt und besteht in der Regel hauptsächlich aus Siliciumdioxid und verschiedenen Metalloxiden als Zusätzen. Die Struktur und damit die Eigenschaften von Glas können durch die Zusammensetzung und die Herstellungsbedingungen gezielt beeinflusst werden. Neben dem Normalglas, unserem Fensterglas, gibt es verschiedene andere Glassorten mit vielfältigen Anwendungen. Diese Spezialgläser werden in der als chemische Glasgeräte, optische Gläser, Schmuckgläser oder als Lichtleiter eingesetzt.

* 23.03.1881 in Worms
† 08.09.1965 in Freiburg (Breisgau)

HERMANN STAUDINGER war ein deutscher Chemiker.
Er erforschte organische Verbindungen, z. B. die Ketene, organische Kolloide, Cellulose, Stärke, Glykogen und Kautschuk. Der Begriff „Makromolekül“ stammt von ihm. STAUDINGER wies nach, dass sich kleinere Moleküle, sogenannte Monomere, zu größeren Molekülen, sogenannten Polymeren, verbinden können. Damit schuf er die Grundlagen der Kunststoffchemie.
1953 erhielt der Wissenschaftler den Nobelpreis für Chemie.

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 mehrere Abschnitte unterteilen: Fixierung des Luftstickstoffs, Assimilation von Stickstoff in Pflanzen, Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen und Umwandlung von organischen Stickstoffverbindungen in anorganische.

Natürliche Kreisläufe sind Stoffkreisläufe, die durch Energieumwandlungen aufrechterhalten werden. Die Stoffe in den Kreisläufen unterliegen in unterschiedlichem Maße verschiedenen physikalischen, chemischen oder biogeochemischen Zustandsveränderungen. In den Kreisläufen der Stoffe werden entweder nur der Weg eines chemischen Elementes und seiner anorganischen und organischen Verbindungen, oder der Weg einer einzigen Verbindung eines Elementes betrachtet.

Die Farbigkeit einer organischen Verbindung hängt davon ab, wie viele $\pi –Elektronen$ delokalisiert sind. Je höher der Grad der Delokalisierung ist, desto farbiger erscheint uns eine Verbindung.
Wesentlichen Einfluss auf die Farbigkeit hat also die Struktur der Verbindung, d. h. die Zahl und Lage der Mehrfachbindungen und das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen. Weil das mesomere System durch den pH-Wert beeinflusst werden kann, hat auch dieser Einfluss auf die Farbigkeit. Außerdem kann das Lösemittel, in dem die Verbindung gelöst wird, mesomere Systeme stabilisieren bzw. destabilisieren und zeigt somit ebenfalls Einfluss auf die Farbe, die eine Verbindung hat.

Für die Ammoniaksynthese benötigt man Stickstoff und Wasserstoff im Verhältnis 1 : 3. Dieses Gasgemisch kann auf unterschiedliche Arten erhalten werden. Von den verschiedenen Möglichkeiten, Stickstoff und Wasserstoff zu gewinnen, hat sich besonders das sogenannte Steamreforming durchgesetzt, weil es relativ preiswert ist. Hierbei wird das Synthesegas aus Erdgas (Methan), Wasserdampf und Luft hergestellt.

Seitdem in den 90er-Jahren auch der breiten Öffentlichkeit bewusst geworden ist, dass wir in Müllbergen zu ersticken drohen, gewinnt die Wiederverwertung von Wertstoffen immer mehr an Bedeutung. Hinter dem so populären Symbol des „Grünen Punkts“ verbirgt sich ein komplexes System aus Abfallmanagement, Logistik und der technischen Aufbereitung verschiedenster, bunt gemischter Stoffe.

Tenside sind ein wesentlicher Bestandteil aller Waschmittel. Neben einem möglichst hohen Waschvermögen werden aber auch weitere Anforderungen aus verschiedenen Bereichen an Tenside zur Verwendung in Waschmitteln gestellt. Um alle Anforderungen erfüllen zu können, werden optimierte Gemische aus anionischen und nichtionischen Tensiden verwendet, um Schmutz abzulösen und in Lösung zu halten.
Moderne Tenside sind biologisch abbaubar, wenig toxisch und preisgünstig synthetisch herzustellen oder sogar mit wenigen Syntheseschritten aus nachwachsenden Rohstoffen zugänglich.

Gasmoleküle mit mehr als zwei Atomen wie Kohlenstoffdioxid, Methan, Wasserdampf u. a. absorbieren infrarote Strahlung und speichern auf diese Weise Wärme in der Erdatmosphäre. Die daraus resultierende Erwärmung der Atmosphäre bezeichnet man als Treibhauseffekt und die verursachenden Spurengase als Treibhausgase.
Ohne die natürlichen Treibhausgase in der Atmosphäre würde die mittlere Oberflächentemperatur der Erde nur -18 °C statt der tatsächlichen +15 °C betragen. Dieser natürliche Treibhauseffekt wird durch menschliche Aktivitäten, insbesondere die Verbrennung fossiler Energieträger, verstärkt. Dabei entstehen riesige Mengen an Kohlenstoffdioxid, das zwar das am meisten beachtete aber keineswegs einzige Treibhausgas ist.

Wasser kommt in der Umwelt in allen drei Aggregatzuständen vor. In der Atmosphäre findet sich vor allem gasförmiges Wasser (Wasserdampf). Auf der Erdoberfläche gibt es flüssiges Wasser und festes Wasser (Eis).
Durch verschiedene miteinander verbundene Prozesse wird das Wasser zwischen der Erdoberfläche, dem Grundwasser und der Atmosphäre immer wieder ausgetauscht. Diese Prozesse bilden den Wasserkreislauf und sorgen für den Erhalt des kostbaren Süßwasserbestands der Erde.

Zahlreiche makromolekulare Werkstoffe verfügen als reine Stoffe über ungünstige Verarbeitungseigenschaften. Zusätze wie Weichmacher sollen u. a. die Elastizität verbessern und die Härte verringern. Sie werden daher Kunststoffen, Lacken, Dichtungsmassen und Gummiartikeln zugesetzt.
Chemisch gesehen handelt es sich bei den Weichmacher oft um Ester aus langkettigen Alkoholen (z. B. Octanol) mit mehrwertigen Säuren, wie Phthalsäure. Diese stehen jedoch im Verdacht zwar nicht akut, jedoch chronisch toxisch zu sein und ein allergenes Potenzial zu besitzen. Aus diesem Grund erfolgt die Verwendung von Weichmachern in der EU nach strengen Richtlinien.

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 – Farbstoffe und Tenside“.

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Kunststoffe“.

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Chemisch-technische Prozesse“.

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Stoffkreisläufe und Umweltchemie“.

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* 26.11.1898 in Helsa (Hessen)
† 11.08.1973 in Mülheim a. d. Ruhr

Karl Waldemar Ziegler war ein deutscher Chemiker. Er erforschte freie organische Radikale, Fettalkohole und metallorganische Verbindungen, z. B. Tetraethylblei. Die von ihm entdeckten metallorganischen Mischkatalysatoren auf Titanbasis wurden und werden zur industriellen Herstellung von Plasten, z. B. Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) verwendet. Für seine Erkenntnisse zur Chemie der Polymere erhielt Ziegler 1963 gemeinsam mit Giulio Natta den Nobelpreis für Chemie.

* 01.04.1865 in Wien
† 24.09.1929 in Göttingen

RICHARD ADOLF ZSIGMONDY war ein Chemiker aus Österreich. Er erfand 1903 das Ultramikroskop, verschiedene Membranfilter und erforschte kolloidale Lösungen. Für seine Erkenntnisse und arbeiten auf dem Gebiet der Kolloidchemie erhielt Zsigmondy 1925 den Nobelpreis für Chemie.