1168 Suchergebnisse

Salzsäure hat als Magensäure in diesem Verdauungsorgan wichtige Funktionen. Chemisch gesehen handelt es sich bei der Salzsäure um eine sehr starke Säure. Sie ist ätzend und reagiert mit vielen Stoffen, beispielsweise mit unedlen Metallen. Aber auch organische Substanz werden angegriffen. Ein Schluck aus einer Salzsäureflasche hätte gefährlichen Folgen für den Betroffenen! Wie gelangt so eine ätzende Substanz in unseren Magen und warum wird er nicht zerstört?

Magnetische Erscheinungen faszinieren die Menschen schon seit vielen Jahrhunderten. Aber was steckt dahinter, wenn sich eine Kompassnadel zum Magnetfeld der Erde ausrichtet?
Erstaunlicherweise haben nicht nur Metalle magnetische Eigenschaften. Die unterschiedlichen Arten des Magnetismus, ihre Ursachen und einige Anwendungen werden in diesem Beitrag erläutert.

* 18.09.1907 in Redondo Beach (Kalifornien)
† 07.09.1991 in El Cerrito (Kalifornien)

Edwin Mattison McMillan war ein amerikanischer Physikochemiker. Er befasste sich mit Kernreaktionen und war gemeinsam mit P. H. Abelson und G. T. Seaborg der Entdecker der ersten Transurane, dem Neptunium und dem Plutonium.
Gemeinsam mit G. T. Seaborg erhielt McMillan 1951 den Nobelpreis für Chemie.

Die Metallbindung ist eine Art der chemischen Bindung, die durch Anziehungskräfte zwischen Metall-Ionen und freien Elektronen verursacht wird. Die meisten Metalle der Hauptgruppen besitzen nur wenige Außenelektronen, die leicht vom Metallatom abgegeben werden, da die Atomkerne auf die Außenelektronen nur geringfügige Anziehungskräfte ausüben. Dadurch entstehen positiv geladene Metall-Ionen und nahezu frei bewegliche Elektronen, die auch als Elektronengas bezeichnet werden.

Metalle sind Elemente, die elektrisch leitfähig sind, eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen und einen metallischen Glanz aufweisen. Metalle sind meist gut verformbar und wegen ihrer mechanischen und elektrischen Eigenschafen weit verbreitete Werkstoffe, z. B. im Fahrzeugbau, in der Elektrotechnik und in der Bauindustrie.
Mehr als 75% der chemische Elemente sind Metalle. Die typischen Metalleigenschaften ergeben sich aus dem Bau der Metalle, d. h. der Art der Teilchen und den zwischen den Teilchen wirkenden Kräften. Man bezeichnet diese Form der Bindung als Metallbindung.

Moleküle sind nach außen elektrisch neutrale Teilchen, die aus mindestens zwei Atomen aufgebaut sind.
Die Atome sind untereinander durch Elektronenpaarbindung (Atombindung) verknüpft.

Je nach Anzahl der Atome unterscheidet man zwischen zweiatomigen Molekülen, mehratomigen (n > 2 Atome) und Makromolekülen, die oft aus mehr als 1000 Atomen aufgebaut sind.

Natronlauge, die wässrige Lösung von Natriumhydroxid, wird als sehr preiswerte und außerordentlich wichtige Grundchemikalie in fast allen Bereichen der chemischen Industrie vielseitig eingesetzt. So können wir uns den Alltag ohne Produkte wie Papier, Zellstoff, Seife oder Aluminiumfolie nicht vorstellen. All dies sind Dinge, die es ohne Natronlauge nicht geben würde.

Die Nebengruppenelemente einer Periode des PSE unterscheiden sich in ihrer Elektronenkonfiguration nur durch die Besetzung der d-Niveaus. Sie werden deshalb als d-Block-Elemente bezeichnet und ähneln sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften weitaus stärker als Hauptgruppenelemente:

1. Alle Nebengruppenelemente sind Metalle.
2. Sie bilden vielfach farbige, stabile Komplexverbindungen, in denen sie als Elektronenpaarakzeptoren wirken.
3. Die Elemente der mittleren Gruppen können in vielen verschiedenen Oxidationsstufen auftreten.
4. Besonders stabil sind Atome oder Ionen, die über halb besetzte oder vollständig besetzte d-Niveaus verfügen.
    

Die Salze der Salpetersäure heißen Nitrate. Sie sind gekennzeichnet durch das Säurerest-Ion $N{O}_3{}^{-},\begin{array}{c}\\ \end{array}N{O}_3{}^{-}-Ionen$(Nitrat-Ionen) werden durch die „Ringprobe“ nachgewiesen.

Die Nitrate finden hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft und als Oxidationsmittel, z. B. in der Feuerwerkerei oder in chemischen Synthesen Verwendung.

Atomkerne lassen sich durch die Anzahl der Kernbausteine (Nukleonen) Proton und Neutron charakterisieren. Die Protonenzahl ist identisch mit der Ordnungszahl im Periodensystem der Elemente. Die Massenzahl ergibt sich aus Protonenzahl und Neutronenzahl. Zur übersichtlichen Kennzeichnung eines Atomkerns verwendet man die Symbolschreibweise.

Oxidationszahlen sind formale Größen zur Beschreibung von Redoxreaktionen. Sie werden in römischen Ziffern über die Elementsymbole geschrieben. Die Änderung der Oxidationszahlen ist das charakteristische Merkmal von Redoxreaktionen.
Für die Bestimmung der Oxidationszahlen gibt es einfache Regeln. Bei komplexeren Verbindungen oder Teilchen ermittelt man die Oxidationszahlen der Atome anhand der Lewis-Formel, indem man formal eine heterolytische Bindungsspaltung durchführt.

Der pH-Wert ist ein Maß für die Konzentration von Protonen in einer Lösung. Der Zahlenwert gibt die Konzentration als negativen dekadischen Logarithmus an. Je weniger freie Protonen in einer Lösung vorhanden sind, desto größer ist der pH-Wert. Ist die Protonenkonzentration in einer Lösung hoch, d.h. der pH-Wert niedrig, spricht man von einer sauren Lösung, ist der Protonenkonzentration niedrig, d.h. der pH-Wert hoch, spricht man von einer basischen Lösung. Als neutral wird ein pH-Wert von 7 angenommen. In Analogie zum pH-Wert wird auch ein pOH-Wert definiert, der die Konzentration an OH${}^{-}$ -Ionen angibt.

Radioaktive Strahlung entsteht beim Umwandeln von instabilen Atomkernen (Radionukliden). Dabei können freigesetzt werden:

• Alphastrahlung (doppelt positiv geladene Heliumkerne),
• Betastrahlung (Elektronen oder Positronen),
• Gammastrahlung (energiereiche elektromagnetische Wellen kleiner Wellenlänge)

Redoxgleichungen müssen wie alle Reaktionsgleichungen die Gesetze der Erhaltung der Masse und der Ladung erfüllen. Die herkömmliche Verfahrenweise zum Aufstellen von Reaktionsgleichungen ist jedoch bei komplexen Redoxreaktionen sehr zeitraubend und führt häufig zu Fehlern. Deshalb geht man beim Einrichten von Redoxgleichungen nach folgendem Schema vor:

1. Aufstellen der Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion,

2. Ausgleich der Elektronenanzahl und Addition der Teilreaktionen,

3. Kürzen der Bruttoreaktionsgleichung,

4. Kontrolle, ob Erhaltung der Masse und der Ladung erfüllt sind.

* 30.08.1871 Nelson/Neuseeland
† 09.10.1937 Cambridge

RUTHERFORD war ein britischer Physiker, Professor in Montreal, Manchester und Cambridge. Er schuf die heute noch gültige Theorie des radioaktiven Zerfalls und entwickelte ein Atommodell, das wir heute als rutherfordsches Atommodell bezeichnen. 1919 realisierte er die erste künstliche Kernumwandlung.

Mit der wachsenden Bedeutung des Gelds bildete sich die Alchemie als eigenständiges Gebiet der Naturwissenschaften zuerst in China, später auch in Arabien und Europa heraus. Das Hauptziel der Alchemie war die Umwandlung unedler Stoffe in Gold oder andere Edelmetalle und die Erfindung einer Universalmedizin für ewige Jugend und Gesundheit.

Ihre theoretischen Wurzeln hat die Alchemie in der Elementelehre chinesischer und griechischer Naturphilosophen, die sie jedoch nur unwesentlich weiter entwickelten. Die Kunst des Goldmachens wurde stattdessen mit phantastisch-mystischen Formulierungen umschrieben und streng geheim gehalten. Anders als die Naturphilosophen experimentierten die Alchemisten jedoch selbst und entwickelten dazu eine Reihe spezieller chemischer Geräte und Arbeitstechniken. Mehr oder weniger zufällig entdeckte man beim Experimentieren z. B. die Mineralsäuren und das Schießpulver.

Aufgrund der vielen kriegerischen Auseinandersetzungen im ersten Jahrtausend und der Konflikte der Naturwissenschaften mit den herrschenden Religionen (Christentum, Islam) konnte sich die Alchemie nur langsam entwickeln. Besonderen Aufschwung erfuhr die „schwarze Kunst“ in Arabien im 8. bis 10. Jahrhundert und – trotz der Inquisition – im mittelalterlichen Europa nach der Gründung der ersten Universitäten. Erst in dieser Zeit wurde der Begriff „Alchemie“ (vermutlich aus dem arabischen Wort al-kimiya) geprägt. Einige „Philosophen“ vertraten alchemistische Theorien noch im 19. Jahrhundert, obwohl diese in der Neuzeit schnell wissenschaftlich widerlegt werden konnten.

* 287 vor Christus, in Syrakus (Sizilien)
† 212 vor Christus in Syrakus

Er war ein Grieche, der als Mathematiker, Ingenieur und technischer Berater der Könige tätig war. ARCHIMEDES entwickelte allgemeine Methoden zur Bestimmung der Flächeninhalte (krummliniger) ebener Figuren und des Rauminhalts von Körpern, die durch gekrümmte Flächen begrenzt sind. Er fand ein Verfahren zur Berechnung von $\pi$ und entwickelte Näherungswerte für Quadratwurzeln. Ein Zahlensystem, mit dem man mit beliebig großen Zahlen rechnen konnte, stammt auch von ihm.
Während des zweiten punischen Krieges erfand ARCHIMEDES mehrere Kriegsmaschinen, z. B. Hohlspiegel und Riesenkatapulte. Auch eine Förderschnecke zum Wassertransport, um Felder zu bewässern, wurde von ARCHIMEDES erfunden. Die Hebelgesetze und die Erklärung des Auftriebs von Körpern in Wasser gründen sich auf ARCHIMEDES.

Um Körper, Stoffe, Vorgänge oder Zusammenhänge beschreiben, vergleichen und charakterisieren zu können, nutzt man chemische Begriffe. Allgemein versteht man unter einem Begriff eine gedankliche Widerspiegelung einer Klasse von Objekten (Körper, Stoffe, Vorgänge usw.) aufgrund ihrer gemeinsamen Merkmale.

Damit jeder unter einem Begriff ein- und dasselbe versteht, werden Begriffe in der Chemie eindeutig definiert. Dadurch unterscheidet sich die Fachsprache auch von der Umgangssprache.

Begründen ist eine Tätigkeit, bei der ein Nachweis geführt wird, dass eine Aussage richtig ist. Dazu müssen Argumente, z. B. Beobachtungen, Gesetze, Eigenschaften von Körpern und Stoffen, angeführt werden.

Beobachten ist eine Erkenntnistätigkeit.
Beim Beobachten werden Erscheinungen in der Natur mit Sinnesorganen oder Hilfsmitteln wahrgenommen, um deren Eigenschaften, Merkmale, räumliche Beziehungen oder zeitlichen Abfolgen sowie Veränderungen in den Erscheinungen zu erkennen. Als Hilfsmittel werden z. B. technische Geräte wie Fernrohre, Mikroskope, Lupen für die Beobachtung genutzt.

Beschreiben ist meist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Beschreiben wird mit sprachlichen Mitteln zusammenhängend und geordnet dargestellt, wie ein Gegenstand oder eine Erscheinung in der Natur beschaffen ist, z. B. welche Eigenschaften ein Körper besitzt, wie ein Vorgang abläuft, wie ein technisches Gerät aufgebaut ist. Dabei werden in der Regel äußerlich wahrnehmbare Eigenschaften der Erscheinung oder des Gegenstandes dargestellt. Die Beschreibung kann durch Skizzen anschaulich gemacht werden.

Das Beschreiben ist eine für die Chemie charakteristische Tätigkeit.
Dabei wird eine zusammenhängende und geordnete Darstellung von Erscheinungen mit sprachlichen Mitteln gegeben.
Äußerlich wahrnehmbare Eigenschaften der einer Erscheinung, z. B. die Eigenschaften eines Stoffes oder der Ablauf von Reaktionen werden wiedergegeben.

Nach dem zweiten Weltkrieg wurden eine Vielzahl von Entdeckungen im Grenzgebiet zwischen Biologie und Chemie gemacht. Dazu zählt die weitgehende Aufklärung der Reaktionen bei der Fotosynthese und die Klärung der Struktur der DNA als Überträger der Erbinformation. Mit der Molekularbiologie und der Gentechnologie bildeten sich neue Spezialgebiete der Naturwissenschaft heraus.
Mithilfe der Röntgenstrukturanalyse ließen sich auch die Strukturen komplizierter Moleküle beschreiben und damit wurde die Grundlage für deren Synthese geschaffen. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von neuen Arzneistoffen, Schädlingsbekämpfungsmitteln oder Waschmittelzusätzen entwickelt. Dabei kam es nicht nur auf die Wirkung der Stoffe sondern zunehmend auch auf deren Umweltverträglichkeit an. Die Eutrophierung der Gewässer und der beginnende Abbau der Ozonschicht wiesen darauf hin, dass die Natur nicht unbegrenzt mit den Abprodukten der menschlichen Zivilisation belastet werden kann.
Außerdem arbeiteten Physiker und Chemiker an der Erschließung neuer Energiequellen. Dabei stand noch die Kernenergie im Zentrum des Interesses, auch wenn die alte Idee der umweltverträglichen Brennstoffzellen bereits wieder aufgegriffen wurde. Der hohe Entwicklungsstand der Werkstoffchemie und der Astrophysik ermöglichte in den 60er-Jahren die bemannte Raumfahrt.

Die Biologie ist eine Naturwissenschaft. Sie untersucht Erscheinungen des Lebens von Pflanzen, Tieren und Menschen, seiner Entstehung, seinen Gesetzmäßigkeiten, Erscheinungsformen und Entwicklungen.

Das Wort „Biologie“ ist von den griechischen Wörtern „bios“ = Leben und „logos“ = Lehre abgeleitet und bedeutet Lehre von Leben.

Die Biologie untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z.B. mit solchen Tätigkeiten, wie dem Beobachten, Vergleichen, Beschreiben, Mikroskopieren oder Experimentieren, verbunden sind.

Traditionell wird die Biologie in eine Reihe von Teilgebiete eingeteilt. Solche Teilgebiete der Biologie sind die Systematik (Taxonomie), die Morphologie, die Anatomie, die Physiologie, die Genetik (Vererbungslehre), die Evolution, die Zellenlehre (Zytologie), die Verhaltensbiologie, die Ökologie, die Anthropologie (Menschenkunde), die Botanik (Pflanzenkunde) und die Zoologie (Tierkunde).

* 04.01.1682 Schleiz       
† 13.03.1719 Dresden

JOHANN GOTTFRIED BÖTTGER widmete sich nach seiner Apothekerlehre besonders der Transmutation von Metallen. Vom sächsischen König wurde er beauftragt, Porzellan herzustellen. Dies gelang ihm zunächst 1706 mit der Herstellung des Böttgersteinzeugs, auch Jaspisporzellan genannt. Zwei Jahre später entstand das erste europäische Porzellan, dessen Entdeckungstag mit dem 28. März 1709 angegeben wird.