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Die Keto-Enol-Tautomerie ist eine spezielle Form der Isomerie. Die Isomerisierung ist eine Gleichgewichtsreaktion, bei der ein Proton vom $\alpha$-Kohlenstoffatom des Keton zum Sauerstoffatom der Keto-Gruppe wandert. Die C=O-Doppelbindung wird aufgelöst und dafür eine C=C-Doppelbindung zwischen dem $\alpha$-Kohlenstoffatom und dem Kohlenstoffatom der Keto-Gruppe gebildet. Keton und Enol sind Konstitutionsisomere.

Kohlenhydrate gehören zu den Naturstoffen und sind organische Moleküle, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Wasserstoff und Sauerstoff sind meist in Form von Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) an die Kohlenstoffatome gebunden, sodass man die Kohlenhydrate auch als Polyalkohole betrachten kann. Sie verfügen jedoch oft über weitere funktionelle Gruppen, die die Eigenschaften der Kohlenhydrate maßgeblich mitbestimmen.
Die Klasse der Kohlenhydrate stellt die Energiequelle des Lebens dar, weil durch ihren Abbau – unabhängig von Mensch, Tier oder Pflanze – Energie freigesetzt wird. Damit werden entweder Lebensvorgänge aufrechterhalten oder lebensnotwendige Substanzen innerhalb des Körpers gebildet. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Glucose (Traubenzucker), die u. a. bei der Fotosynthese durch $C{O}_2$-Assimilation entsteht.

Unzählige Verbindungen setzen sich allein aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff zusammen. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl der beteiligten Atome und der Struktur.

Daraus ergibt sich eine Vielfalt an Stoffen mit unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Aufgrund ihrer Strukturmerkmale lassen sich die Kohlenwasserstoffe in Gruppen einteilen.

Konservierungsmittel werden heute oft in die Schmuddelecke gestellt und für viele unschöne Dinge, wie z. B. Allergien verantwortlich gemacht, für die sie zum Teil nicht allein verantwortlich sind. Ohne sie wäre jedoch die Industrialisierung der vergangenen Jahrhunderte gescheitert, als die Bevölkerung in die Städte zog, um fernab jeder landwirtschaftlichen Produktion zu arbeiten und zu leben. Unsere heutigen Konservierungsmittel sind zum Glück bekömmlicher als die Stoffe aus den Anfängen der Chemie.

Zu den Kunststoffen gehören Plaste, Synthesefasern, Elaste, synthetische Lacke und Klebstoffe.

Die bekanntesten Kunststoffe sind die unterschiedlichen Plastsorten, weil sie vielfältig verwendet werden.
Nach ihrem Verhalten beim Erwärmen unterscheidet man zwei große Gruppen – Thermoplaste und Duroplaste.

Bei den Elastomeren handelt es sich um organische Polymere mit gummielastischen Eigenschaften bei Raumtemperaturen.
Fasern sind meist thermoplastische Polymere, die sich z. B. aus der Schmelze durch eine Düse zu einem Faden ziehen lassen.

Es gibt eine Vielzahl verschiedenartiger technischer Kunststoffe. Die wichtigsten werden hier tabellarisch aufgelistet und nach Zugehörigkeit zu den Polymerisaten, Polykondensaten bzw. Polyaddukten geordnet. Neben Strukturformeln der Monomeren werden auch Strukturausschnitte der Polymere aufgeführt. Gleichzeitig sind die wichtigsten Eigenschaften und Verwendungszwecke, die Werkstoffbezeichnungen und einige Handelsnamen angegeben.

2009 wurden in Deutschland 17 Mio. t Kunststoffe produziert. Fehlender Deponieraum aber auch ökologische und ökonomische Vernunft gebieten die Verwertung und wenn möglich auch die Vermeidung von Abfällen.
Prinzipiell werden drei Verfahren unterschieden, die werkstoffliche, die rohstoffliche und die energetische Verwertung.

* 03.03.1709 in Berlin, 07.08.1782
† in Berlin

ANDREAS SIGISMUND MARGGRAF war einer der bedeutendsten deutschen Chemiker der 18. Jahrhunderts. Als Anhänger der Phlogistontheorie führte er viele Experimente in der Hoffnung durch, das sagenhafte Phlogiston zu entdecken. Stattdessen fand er bei der Untersuchung von Naturstoffen heraus, dass Rüben Rohrzucker (Saccharose) enthalten. Damit legte er den Grundstein für die Ablösung des importierten Rohrzuckers durch einheimischen Zucker, die jedoch erst nach MARGGRAFs Tod zu Beginn des 19. Jahrhunderts erfolgte.

Methan ist die organische Verbindung mit der einfachsten Struktur. Die Moleküle sind aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen aufgebaut. Methan ist das erste Glied der homologen Reihe der Alkane.
Das Gas ist Hauptbestandteil des Erdgases und wird hauptsächlich als Energieträger verwendet. Außerdem nutzt man es als Ausgangsstoff zur Herstellung von Ammoniak, Methanol und Halogenalkanen.

Methan ist immer für eine Überraschung gut, ob es als Sumpfgas für Legenden von Irrlichtern sorgte, als schlagende Wetter den Schrecken von Bergbauarbeitern bildet oder als Methanhydrat einerseits Euphorie, andererseits Befürchtungen um unser Klima auslöst.

Methanal (Formaldehyd) ist der einfachste Aldehyd. Es besteht nur aus der die Eigenschaften wesentlich bestimmenden Aldehyd-Gruppe, an die ein Wasserstoffatom gebunden ist.
Die gasförmige Verbindung ist giftig und wirkt zerstörerisch auf Eiweiße. Trotz seiner Eigenschaften und der Wirkung auf Organismen ist Formaldehyd eine Substanz, die uns täglich begleitet. Mittlerweile ist der Einsatz der Substanz allerdings in die Diskussion geraten.

Methanol ist der einfachste organische Alkohol. Er ist flüssig, brennbar und verdunstet leicht. Dieser im Gegensatz zu seinem nahen Verwandten Ethanol äußerst giftige Stoff löst sich leicht in Wasser und Ether, schlecht hingegen lösen sich Fette und Öle in ihm. In der Natur kommt Methanol in wenigen Pflanzen, und dann auch nur in sehr kleinen Mengen vor.

Die Wirkungen auf den Menschen sind vielfältig und bereits in kleinen Dosen gefährlich. Methanol findet größtenteils als Syntheserohstoff in der Chemischen Industrie Anwendung. Ein geringerer Anteil wird auch als Energieträger verwendet.

Die Methansäure wird aufgrund ihres Vorkommens in den Giftsekreten der Ameisen auch Ameisensäure genannt.

1670 wurde diese Säure in Waldameisen entdeckt. Ihre Summenformel lautet HCOOH. Sie zählt zur Gruppe der Carbonsäuren und stellt deren stärksten sauren Vertreter dar. Da sie auch als Aldehyd reagieren kann, nimmt sie eine Sonderstellung in der Gruppe der Carbonsäuren ein.

* 26.02.1903 in Imperia (Italien)
† 02.05.1979 in Bergamo (Italien)

Giulio Natta war ein italienischer Chemiker. Er synthetisierte viele organische Verbindungen, z. B. Methanol und Methanal oder Synthesekautschuk. Gemeinsam mit K. W. Ziegler erforschte er die Wirkung bestimmter (stereospezifischer) Katalysatoren, die nach den Wissenschaftlern als „Ziegler-Natta-Katalysatoren“ benannt wurden. 1963 erhielt er gemeinsam mit Ziegler dafür den Nobelpreis für Chemie.

Schwefel bildet als Element der VI. Hauptgruppe (Chalcogene) mehrere, ineinander überführbare Modifikationen, die oft aus S₈-Ringen (Cyclooctaschwefel) aufgebaut sind. Schwefel ist bei höheren Temperaturen reaktiv und bildet Verbindungen in den Oxidationsstufen -II, +IV und +VI. Aus zahlreichen sulfidischen (z. B. Zinksulfid, Bleisulfid) und sulfatischen (z. B. Calciumsulfat) Lagerstätten oder aus -haltigen Abgasen kann Schwefel gewonnen werden, der dann überwiegend in Schwefelsäure überführt wird.

Am absoluten Nullpunkt der Temperaturskala kommt jegliche thermische Bewegung zur Ruhe. An diesem Punkt ordnen sich theoretisch alle Teilchen in wohldefinierten Positionen zu einer regelmäßigen Struktur an, einem perfekten Kristall. Für einen solchen Kristall wird die Entopie, als „Maß der Unordnung“ gleich Null gesetzt.
Diese Erkenntnis ist im 3. Hauptsatz der Thermodynamik zusammengefasst. Er ermöglicht so die Bestimmung absoluter Entropien für jede Substanz. Außerdem besagt er, dass es praktisch unmöglich ist, experimentell den absoluten Nullpunkt der Temperatur zu erreichen.

* 26.06.1824 in Belfast (Irland)
† 17.12.1907 in Nethergall (Schottland)

Thomson war ein britischer Physiker, der sich mit Naturphilosophie und Physik befasste. Er begründete die klassische Thermodynamik und definierte den Begriff der absoluten Temperatur. Die KELVIN- Temperaturskala stammt von ihm. In der Chemie forschte er auf dem Gebiet der Galvanik und schuf einen Vorläufer des Atommodells von RUTHERFORD und BOHR.

Die Standardredoxpotenziale beschreiben die thermodynamischen Gegebenheiten einer Elektrolysereaktion. Wie alle chemischen Reaktionen haben aber auch elektrochemische Reaktionen eine Aktivierungsenergie und damit einen kinetischen Aspekt. Die Aktivierungsenergie macht sich im Auftreten einer sogenannten Überspannung bemerkbar, die über das Standardredoxpotenzial hinaus angelegt werden muss, damit die Elektrodenreaktion tatsächlich ablaufen kann.

* 30.08.1852 in Rotterdam,
† 01.03.1911 in Berlin

J. H. VAN'T HOFF war ein niederländischer Physiker und Chemiker. Er lehrte als Professor Chemie, Mineralogie und Geologie in Amsterdam. VAN'T HOFF war einer der Mitbegründer der physikalischen Chemie. Er begründete die Stereochemie. Am bekanntesten wurde VAN'T HOFF jedoch durch die Beschreibungen chemischer Gleichgewichte und die Entwicklung des Massenwirkungsgesetzes. Die bekannte RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel) stammt von ihm. Für die Entdeckung der Gesetze der Reaktionskinetik sowie des osmotischen Drucks in Lösungen erhielt VAN'T HOFF 1901 den Nobelpreis für Chemie. Er war damit der Erste, der den Nobelpreis für Chemie bekam.

* 18.02.1745 in Como
† 05.03.1827 in Como

Er war ein bedeutender italienischer Physiker, der als Gymnasiallehrer in Como und als Professor in Pavia tätig war. VOLTA erfand einen Vorläufer der Influenzmaschine und ein empfindliches Elektroskop. Am bedeutendsten ist aber seine Entdeckung elektrochemischer Strom- bzw. Spannungsquellen. Nach ihm ist die Einheit der Spannung benannt.

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 – Elektrochemie“.

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Chemische Kinetik“.

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Chemische Thermodynamik“.

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Größen kann man danach unterscheiden, ob sie den Zustand eines Körpers oder Systems bzw. ob sie einen Vorgang oder Prozess kennzeichnen. Solche Größen, die den Zustand eines Körpers oder eines Systems kennzeichnen, bezeichnet man als Zustandsgrößen. Beispiele für Zustandsgrößen sind die Energie E eines Körpers, die Temperatur T in einem Raum oder der Druck p im Zylinder eines Verbrennungsmotors.

Solche Größen, die einen Vorgang oder einen Prozess kennzeichnen, nennt man Prozessgrößen. Beispiele für solche Prozessgrößen sind die Wärme Q oder die Arbeit W. Die Wärme beschreibt den Vorgang der Energieübertragung zwischen Körpern.

Ammoniak ist eine der wichtigsten Chemikalien in der chemischen Industrie und dient als Ausgangsstoff für viele Synthesen.

Das technische Verfahren zur Ammoniaksynthese wird nach seinen Entwicklern Haber-Bosch-Verfahren genannt. Hierbei werden Wasserstoff und Stickstoff mithilfe eines Katalysators bei hoher Temperatur und hohem Druck zu Ammoniak umgesetzt. Die ablaufende Reaktion stellt ein Musterbeispiel für eine Gleichgewichtsreaktion dar.

Eine grundlegende Eigenschaft chemischer Reaktionen ist ihre Umkehrbarkeit. Wird ein stöchiometrisches Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff gezündet, so setzen sich die Ausgangsstoffe vollständig zu Wasser um.
Es ist aber auch möglich, durch Zufuhr elektrischer Arbeit Wasser wieder in die Elemente zu zerlegen. Chemisch lässt sich Wasser nur bei extrem hohen Temperaturen und niedrigen Drücken in die Elemente zerlegen. Viele andere Reaktionen sind jedoch auch unter normalen Bedingungen reversibel, d. h. die Hin- und die Rückreaktion laufen gleichzeitig und ungehemmt ab.