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* 25.01.1627 Lismore (Irland)
† 30.12.1691 London

Er war ein britischer Naturforscher, der sich mit chemischen und physikalischen Problemen beschäftigte. Boyle ist einer der Mitbegründer der wissenschaftlichen Chemie, untersuchte das Verhalten von Gasen und den Luftdruck, befasste sich mit Farbenlehre und Thermometern. Er leistete einen wesentlichen Beitrag zu einer neuen Definition des Begriffes „chemisches Element“.

Zum Löschen eines Feuers sind folgende Maßnahmen notwendig:

• Entfernen des brennbaren Stoffes oder
• Unterbinden der Luftzufuhr oder
• Herabsetzen der Temperatur unter die Entzündungstemperatur des Stoffes.
  
  Ist das Feuer einmal ausgebrochen, wird es oft mit Wasser gelöscht. Durch Wasser wird die Luftzufuhr unterbrochen und die herrschende Temperatur unter die Entzündungstemperatur des brennbaren Stoffes herabgesetzt.
  Eine Reihe von Bränden darf niemals mit Wasser gelöscht werden:
  • Brände von Flüssigkeiten, die nicht mit Wasser mischbar und leichter als Wasser sind, z. B. Benzin, Petroleum, Dieselöl,
  • Brände an elektrischen Leitungen,
  • Brände von Leichtmetallen wie Aluminium und Magnesium.
    

* 31.5.1811 Göttingen
† 16.8.1899 Heidelberg

ROBERT WILHELM BUNSEN war einer der hervorragenden Chemiker des 19. Jahrhunderts. Bekannt wurde er vor allem durch die Entwicklung der Spektralanalyse gemeinsam mit dem Physiker GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF.

Mit Beginn seines Auftretens in der Natur strebte der Mensch nach einer Verbesserung seiner Lebensbedingungen und nutzte dabei von Beginn an unbewusst chemische Prozesse. Begonnen hat diese Entwicklung mit der Entdeckung des Feuers durch Umwandlung von mechanischer Arbeit in Wärme. Die Beherrschung des Feuers erlaubte die Gewinnung von Metallen sowie keramischen Baumaterialien und trug somit wesentlich zur Sesshaftwerdung der Menschen bei.

Natürlich vorkommende Stoffe wurden schon in frühester Zeit als Arzneistoffe, Farbpigmente, Kosmetika oder wie das Papyrus in Ägypten als Schreibunterlage genutzt. Durch Beeinflussung natürlicher, freiwillig ablaufender Reaktionen gelang den Menschen im Altertum die Herstellung von Wein, Bier oder Essig. Auch natürliche Farbstoffe wurden schon vor Beginn der Zeitrechnung durch „chemische Handwerker“ aufgrund ihrer praktischen Erfahrungen gewonnen.

Die Frage nach dem wissenschaftlichen Hintergrund der Prozesse und dem Aufbau der Stoffe stellten sich griechische und chinesische Naturphilosophen erst kurz vor der Zeitenwende und legten damit den Grundstein für die Herausbildung der Alchemie als Vorläufer der Chemie im Mittelalter.

Der Siegeszug der Computertechnologie, speziell die Entwicklung von Personalcomputern, eröffnet auch der chemischen Forschung neue, bisher ungeahnte Möglichkeiten. Die Leistungsfähigkeit vieler Analyseverfahren wird erheblich verbessert, sodass u. a. in der Dopinganalytik und in der Kriminaltechnik (genetischer Fingerabdruck) beachtliche Erfolge erzielt werden. In Zusammenarbeit von Chemikern, Biologen und Informatikern gelang es 2004 sogar, das menschliche Genom vollständig zu entschlüsseln.
Mit der Biotechnologie entwickelt sich ein neuer innovativer Industriezweig, in dem hoch wirksame Arzneistoffe und neue Werkstoffe mit biochemischem Methoden hergestellt werden. Große Hoffnungen setzt man auch in neue anorganische Werkstoffe, z. B. in die Nanotechnologie und die Hochtemperatursupraleiter, die den Strom bei der Siedetemperatur von flüssigem Stickstoff praktisch verlustfrei leiten.
Überdeutlich wird gegen Ende des 20. Jahrhunderts die Notwendigkeit einer nachhaltigen, umweltverträglichen Entwicklung der Menschheit. Die Ursachen des anthropogen verursachten Ozonlochs und des Treibhauseffekts wurden erkannt und auf Internationalen Umweltkonferenzen wird versucht, die Entwicklung zu stoppen. Neu entwickelte Kunststoffe und Tenside müssen biologisch vollständig abbaubar sein. Die Vermeidung von Abfällen und die mögliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht schon bei der Konzeption von Industrieanlagen im Vordergrund. Eine Reihe von neu gegründeten Umweltorganisationen schärft das Bewusstsein der Öffentlichkeit für eine effizientere Nutzung der Ressourcen. Der Super-GAU von Tschernobyl 1986 läutete das Ende der Kernenergie in Westeuropa ein und es wird verstärkt an der Nutzung alternativer Energiequellen (Wind, Wasser, Wasserstoff, Sonnenenergie) gearbeitet.

* 06.09.1766 in Eaglesfield,  
† 27.07.1844 in Manchester

JOHN DALTON arbeitete als Privatlehrer in Großbritannien. Er widmete sich verschiedenen Forschungsarbeiten in den Bereichen Geografie, Meteorologie, Physik, Astronomie und Botanik. Während seiner Forschungen erkannte er das Gesetz der multiplen Proportionen, erarbeitete eine Atommassentabelle mit sechs Elementen und 13 Verbindungen und beschrieb das Wärmeausdehnungsgesetz bei Gasen. Daneben begründete er eine neue Atomtheorie.

Definieren ist eine Tätigkeit, die eng mit chemischen Begriffen, speziell mit Größen, verbunden ist. Beim Definieren wird eine kurze Fassung eines Begriffsinhaltes formuliert. Oft gibt man zuerst den übergeordneten Begriff (einen Oberbegriff) an.

Denk- und Arbeitsweisen der Chemie sind all jene für die Chemie und die Tätigkeit des Chemikers charakteristischen Herangehensweisen, die das Wesen dieser Naturwissenschaft ausmachen.

Dazu gehören das Definieren von Begriffen und Größen mit ihren Einheiten einschließlich Festlegungen zu einem einheitlichen Einheitensystem, das Erkennen und Anwenden von Naturgesetze, das Lösen von Aufgaben und Problemen sowie solche charakteristischen Tätigkeiten, wie das Beobachten, Beschreiben, Vergleichen, Messen, Experimentieren, Interpretieren, Erklären und Voraussagen.

Zur Veranschaulichung von Zusammenhängen, zur Untersuchung von Verläufen oder zur Darstellung von Abhängigkeiten werden in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik Diagramme genutzt. Wichtige Arten von Diagrammen sind Kreisdiagramme, Säulendiagramme (Balkendiagramme) und Liniendiagramme. Eine spezielle Form sind Energieflussdiagramme. Aus Diagrammen lassen sich wichtige Aussagen ableiten.

Jede Größe in den Naturwissenschaften wird in einer bestimmten Einheit gemessen, z. B. die Stoffmenge in Mol oder die Zeit in Sekunden oder Minuten. Die Einheit für eine Größe ergibt sich zumeist aus der Definition dieser Größe.

Messen einer Größe bedeutet Vergleichen mit der betreffenden Einheit. Wenn das Volumen eines Körpers gemessen werden soll, so wird es mit der Einheit 1 l verglichen und z. B. festgestellt, dass es 7 l beträgt.

Das bedeutet
V = $7\cdot 1$ l oder wie man kürzer schreibt: V = 7 l.

Eine Einheit ist demzufolge eine Vergleichsgröße mit dem Zahlenwert 1.

* 14.03.1879 Ulm
† 18.04.1955 Princeton (USA)

Er war einer der bedeutendsten Physiker der Geschichte und der Begründer der Relativitätstheorie, die zu einer völligen Veränderung des physikalischen Weltbildes führte. Darüber hinaus erbrachte er grundlegende Arbeiten auf vielen Gebieten der Physik. Insbesondere deutete er den lichtelektrischen Effekt und war damit einer der Mitbegründer der Quantentheorie. In seiner Doktorarbeit erklärte er theoretisch die brownsche Molekularbewegung von Teilchen und trug somit zur Durchsetzung der Atomtheorie in der Chemie bei. Hervorzuheben ist sein Eintreten für Humanität und eine verantwortungsbewusste Nutzung physikalischer Erkenntnisse.

Erklären ist eine Tätigkeit, die eng mit Gesetzen und Modellen verbunden ist. Beim Erklären wird die Ursache einer Erscheinung dargelegt. Dabei wird die Erscheinung auf das Wirken von Gesetzen zurückgeführt. Auch Modelle können zum Erklären herangezogen werden.

Beim Erläutern wird ein naturwissenschaftlicher Sachverhalt, z. B. ein Begriff, ein Modell oder ein Gesetz verständlich und anschaulich, oft anhand von Beispielen, die den Sachverhalt illustrieren, dargelegt.

Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die viele Einzeltätigkeiten umfasst. Experimente werden mit dem Ziel durchgeführt Zusammenhänge und naturwissenschaftliche Gesetze zu erkennen bzw. theoretische Überlegungen und Voraussagen unter ausgewählten, kontrollierten, wiederholbaren und veränderbaren Bedingungen zu überprüfen.

Das Ziel eines Experiments besteht darin, eine Frage an die Natur zu beantworten.

Bricht ein Brand aus, verhindert schnelles Handeln oft größere Schäden und eine Ausbreitung des Brandes. Daher sind in öffentlichen Einrichtungen und auch in der Schule Feuerlöscher an leicht zugänglichen Stellen aufzustellen und durch gut sichtbare Hinweisschilder zu kennzeichnen. Auch wenn diese Geräte mit einer einfachen Bedienungsanleitung versehen sind, ist es günstig, sich schon vorbeugend mit der Funktionsweise und Handhabung zu beschäftigen.

Ein wichtiges Gerät für die Durchführung von chemischen Experimenten ist der Gasbrenner. Er dient als Wärmequelle. Je nachdem, ob man die Luftzufuhr am Brenner offen oder geschlossen hat, erhält man unterschiedliche Flammen mit unterschiedlichen Temperaturen.

Auch die Zonen innerhalb einer Flamme haben unterschiedliche Temperaturen.

In Erscheinungen der Natur kann man durch Beobachtungen und Experimente Zusammenhänge zwischen einzelnen Eigenschaften von Körpern, Stoffen oder Vorgängen erkennen. Wenn sich diese Zusammenhänge in der Natur unter bestimmten Bedingungen immer wieder einstellen und für eine ganze Gruppe von Objekten gelten, dann spricht man von gesetzmäßigen Zusammenhängen, Gesetzmäßigkeiten oder Gesetzen.

Gesetze in den Naturwissenschaften sind allgemeine und wesentliche Zusammenhänge in der Natur, die unter bestimmten Bedingungen stets wirken.

Gesetze bestehen in der Regel aus Bedingungs- und Gesetzesaussagen.

Glas ist ein fester, durchsichtiger Werkstoff, der hauptsächlich aus Siliciumdioxid besteht. Durch Optimierung der Zusammensetzung und der Bedingungen der Herstellung können die Eigenschaften von Silicatgläsern so beeinflusst werden, dass der Werkstoff für vielseitig einsetzbar ist.
Deshalb nutzt man Glas als Baustoff, als Verpackungsmaterial, als Laborglas oder auch als Material für Glasfasern und für viele andere Zwecke.

Größen sind spezielle Fachbegriffe. Sie unterscheiden sich von anderen Fachbegriffen dadurch, dass es Begriffe zur Beschreibung messbarer Eigenschaften von Objekten sind. Neben der Bedeutung der Größe, die wie bei anderen Begriffen definiert wird, kann für ein konkretes Objekt auch der Wert der Größe angegeben werden. Dazu ist die Festlegung einer Einheit erforderlich. Außerdem ist für jede Größe ein Formelzeichen als Abkürzung festgelegt. Darüber hinaus gehört zur vollständigen Charakterisierung einer Größe die Angabe eines Messgerätes oder eines Messverfahrens zur Bestimmung des Wertes der Größe.

Mit Beginn der Neuzeit gewann die Suche nach der Universalmedizin wieder zunehmend an Bedeutung. Der Arzt PARACELSUS wurde der Begründer der Iatrochemie (griech. iatros = Arzt), indem er neue chemische Verbindungen zur Behandlung von Krankheiten einsetzte und die Elementelehre erweiterte.

Durch die Verbreitung der Papierherstellung und des Buchdrucks wurden die naturwissenschaftlichen Erkenntnisse von vielen Gelehrten zugänglich und trotz der Geißel der Inquisition weiterentwickelt. In Europa erfolgte im 17. Jahrhundert die Bildung von Akademien, die anders als die eher geisteswissenschaftlich ausgerichteten Universitäten der naturwissenschaftlichen Forschung dienten. Als Begründer der Chemie als empirischer Wissenschaft gilt der Engländer ROBERT BOYLE, der die Notwendigkeit der experimentellen Methode in der wissenschaftlichen Untersuchung – ganz im Sinne des Physikers GALILEI – betonte. BOYLE definierte den Begriff Element neu und begründete die klassische chemische Analyse. Er legte mit seinen Arbeiten die Grundlagen für die rasante Entwicklung der Chemie im darauffolgenden 18. Jahrhundert.

Im Internationalen Einheitensystem (SI) sind Basiseinheiten für sieben physikalische Größen festgelegt. Die meisten anderen Einheiten lassen sich aus diesen sieben Einheiten ableiten. Die Festlegungen über Einheiten sind international vereinbart und werden von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) getroffen. Als verbindliche Basiseinheiten wurden auf der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahre 1960 folgende sieben Einheiten festgelegt:

• das Meter (1 m) als die Einheit der Länge bzw. des Weges,
• das Kilogramm (1 kg) als Einheit der Masse,
• die Sekunde (1 s) als Einheit für die Zeit,
• das Ampere (1 A) als Einheit für die Stromstärke,
• das Kelvin (1 K) als Einheit für die Temperatur,
• das Mol (1 mol) als Einheit für die Stoffmenge,
• die Candela (1 cd) als Einheit für die Lichtstärke

Interpretieren ist eine Tätigkeit, eine verbale Aussage, die eng mit dem Experimentieren sowie mit Gleichungen und Diagrammen verbunden ist.

Beim Interpretieren von Reaktionsgleichungen wird den Zeichen und Symbolen sowie den dargestellten Sachverhalten eine inhaltliche Bedeutung zugeordnet.

Klassifizieren ist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Klassifizieren werden verschiedene Objekte aufgrund gemeinsamer und unterscheidender Merkmale in Klassen eingeteilt. Alle Objekte, die gemeinsame Merkmale besitzen, werden zu einer Klasse zusammengefasst. Stoffe kann man z. B bezüglich ihrer Härte, ihrer Dichte, ihrer Wärmeleitfähigkeit oder ihrer elektrischen Leitfähigkeit klassifizieren.

Die Masse gibt an, wie leicht oder schwer und wie träge eine Stoffprobe oder Stoffportion ist.

• Formelzeichen: m
• Einheit: ein Kilogramm (1 kg); ein Gramm (1g)

Die Masse einer Stoffprobe ist im Unterschied zur Gewichtskraft an jedem beliebigen Ort gleich groß. Die Einheit der Masse ist eine Basiseinheit des Internationalen Einheitensystems (SI).

Messen ist eine Tätigkeit, die eng mit dem Experimentieren verbunden ist. Beim Messen wird der Wert einer Größe, d. h. der Ausprägungsgrad einer Eigenschaft, mithilfe eines Messgerätes dadurch bestimmt, dass die zu messende Größe mit einer festgelegten Einheit verglichen wird. Dazu wird in der Regel eine Messvorschrift festgelegt.