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Baustoffe sind alle Materialien, aus denen Bauwerke entstehen. Das können Metalle und deren Legierungen, Steine, Stoffgemische wie Zement und Beton, Glas oder auch pflanzliche Materialien wie Holz sein. Jeder Baustoff bringt, durch seine Eigenschaften bedingt, für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke Vor- und Nachteile mit sich.

Der Boden ist ein komplexes Gemisch aus anorganischen Bestandteilen, abgestorbenem organischen Material (Humus), Bodenluft und Bodenwasser mit gelösten anorganischen und organischen Substanzen.
Die anorganischen Anteile sind hauptsächlich Silicate, große Bedeutung haben Tonmineralien als Speicher für Pflanzennährstoffe. Abgestorbenes organisches Material wird von Bodenorganismen in Huminstoffe umgewandelt, die dann weiter abgebaut werden. Sie sind die wichtigste natürliche Quelle für Stickstoffdünger, außerdem besitzen sie viele funktionelle Gruppen, die Kationen binden können.

* 27.08.1874 in Köln
† 26.04.1940 in Heidelberg

CARL BOSCH studierte Chemie und promovierte 1896 an der Universität Leipzig. 1899 erhielt er Anstellung bei der BASF, wo er sein ganzes Arbeitsleben blieb. Zu seinen besonderen Leistungen gehört die Entwicklung der Ammoniaksynthese zur Großtechnik sowie die Herstellung von Stickstoffdüngesalzen. Für seine Arbeiten erhielt BOSCH 1931 den Nobelpreis.

* 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.

Textilien schützen uns vor Witterungseinflüssen. Unsere Ansprüche an die Kleidung gehen aber viel weiter. Heute steht uns für die Fertigung von Kleidung eine große Vielfalt an Textilfasern zur Verfügung. Bis ins 20. Jahrhundert wurden ausschließlich Naturfasern auf Basis von Cellulose (Baumwolle) oder Eiweißen (Wolle) verwendet. Mit der Entwicklung der Kunststoffchemie in den 30er-Jahren ergaben sich jedoch völlig neue Möglichkeiten, synthetische makromolekulare Stoffe zu Fasern zu verarbeiten. Diese Kunstfasern bzw. synthetischen Fasern sind aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die klassische Chemie vollendet. Den Anorganikern gelang die Systematisierung der Elemente im Periodensystem. In der organischen Chemie erkannte man die Vierwertigkeit des Kohlenstoffs und die daraus resultierende tetraedrische Konfiguration des Kohlenstoffatoms. Die verschiedenen Formen der Isomerie und ihre Bedeutung wurden nachgewiesen und richtig interpretiert, darunter auch das Schlüssel-Schloss-Prinzip enzymatischer Reaktionen. Die Physikochemiker formulierten die Hauptsätze der Thermodynamik und begründeten die chemische Kinetik.
Die fundamentalen naturwissenschaftlichen Entdeckungen führten auch dazu, dass großtechnische Prozesse immer besser beherrscht wurden und riesige Gewinne abwarfen. Die Verfahren zur Herstellung von Stahl und Schwefelsäure wurden revolutioniert. Eine besondere Entwicklung nahm die organische Synthesechemie durch die erfolgreiche technische Realisierung der Synthesen von Farbstoffen wie Indigo oder Arzneistoffen wie Aspirin. Dadurch bedingt erfolgte die Gründung vieler großer Chemieunternehmen wie der BASF und der BAYER AG, die heute noch führende Unternehmen in ihrer Branche sind.

Bei der industriellen Herstellung chemischer Produkte spielen wirtschaftliche und ökologische Aspekte eine weitaus größere Rolle als bei Synthesen im Labor.
Deshalb müssen großtechnische Verfahren einen möglichst vollständigen Stoffumsatz bei minimalem Energieverbrauch realisieren. Die Industrie hat zur Lösung der sich daraus ergebenden Probleme spezielle technische Syntheseprinzipien und Anlagen entwickelt, die weit über den Umfang eines einfachen Synthesereaktors hinausgehen.

Natronlauge und Chlor werden als Grundprodukte der chemischen Industrie heute nahezu ausschließlich elektrolytisch hergestellt. Für die technische Durchführung dieser Elektrolyse werden drei Verfahren angewendet: das Amalgam-, das Diaphragma- und das Membranverfahren. Im Wesentlichen unterscheiden sich die Verfahren im Energieverbrauch und der Art der Trennung zwischen Anoden- und Katodenraum. Obwohl das Membranverfahren das wirtschaftlichste und ökologisch nachhaltigste Verfahren ist, arbeiten noch ca. 50 % der Anlagen in Deutschland nach dem Amalgam-Verfahren.

Chlor und Natronlauge entstehen als Koppelprodukte bei der Chloralkali-Elektrolyse. Sie stellen wichtige Produkte für die chemische Industrie dar. Chlor wird insbesondere in der organisch-chemischen Industrie zur Herstellung verschiedenster, auch chlorfreier Produkte verwendet. Natronlauge ist als Neutralisationsmittel und bei der Aluminiumherstellung von großer Bedeutung.

Bei der Rohöldestillation erhält man – je nach Zusammensetzung des eingesetzten Erdöls – oft nur ca. 20 % Benzine und einen relativ hohen Anteil an hoch siedenden Schwerölen. Der Bedarf an Benzinen und Dieselöl ist aber höher. Beim Cracken werden daher die langkettigen, hoch siedenden Kohlenwasserstoffe gespalten, um größere Mengen an den kurzkettigen, niedriger siedenden Fraktionen zu erhalten.
Dazu nutzt man verschiedene technische Crackverfahren:

1. thermisch ohne Katalysator
2. mithilfe von Katalysatoren
3. unter Zusatz von Wasserstoff (Hydrocracken)

Pflanzenwachstum entzieht dem Boden nach und nach die für die Bildung von Biomasse erforderlichen Mineralsalzionen. In einem natürlichen Biotop werden sie durch die Stoffkreisläufe der darin befindlichen Lebewesen immer wieder ergänzt; anders auf den vom Menschen genutzten Feldern und Wiesen. Durch Wachstum und Ernte werden dem Boden ständig Mineralsalze entzogen, werden aber nicht auf natürlichen Weg wieder zurückgeführt. Der Boden würde ohne entsprechende Düngung verarmen.

Erdöl ist in den Industrieländern ein äußerst wichtiger und vielfach eingesetzter Stoff. Der größte Teil der Mineralölprodukte wird zur Energiegewinnung genutzt. Nur 5-10 % des Rohöls dienen der Erzeugung von Rohstoffen für die chemische Industrie, in der BRD beträgt der Anteil ca. 8 %.
Erdöl ist ein komplexes Stoffgemisch, das hauptsächlich aus unterschiedlichen organischen Verbindungen besteht, die zum Teil Schwefel, Stickstoff oder Sauerstoff enthalten. Je nach Herkunft unterscheidet es sich stark in seiner Zusammensetzung.

Ein Eintrag von Düngemitteln aus der Landwirtschaft, privaten Haushalten und der Industrie in Seen und Flüsse, aber auch in Binnenmeeren führt zu einem höheren Nährstoffangebot für Algen und Uferpflanzen.
Nach zunächst starkem Pflanzenwachstum mit Sauerstoffanreicherung kommt es durch Abbau der erhöhten Masse an toten Organismus zu einer negativen Sauerstoffbilanz. Faulschlammbildung führt zu stinkenden Gewässern, es tritt eine massive Störung des Ökosystems ein. Durch verantwortliche, kontrollierte Nährstoffeinleitung und Investitionen in vermehrte Abwassereinigung kann dieser fatale Prozess aufgehalten werden.

Zum Färben von Garnen und Stoffen gibt es verschiedene Färbeverfahren. Ihre Anwendung hängt von der Art der Fasern und den Eigenschaften des verwendeten Farbstoffs ab. Es lassen sich drei Gruppen von Färbeverfahren unterscheiden: Die Direktfärbung, bei der der unbehandelte Stoff in eine Lösung des Farbstoffs getaucht wird, die Entwicklungsfärbung, bei der der Farbstoff erst auf der Faser entsteht, und die Dispersionsfärbung, bei der der Farbstoff in der Faser gelöst wird.

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.

Die relative Molekülmasse ist die Summe der relativen Atommassen aller Atome, die in dem Molekül enthalten sind.

Formelzeichen: M r
Einheit: 1 (Verhältniszahl)

Die Stöchiometrie ist die Lehre von der Berechnung der Zusammensetzung chemischer Verbindungen und Stoffgemische sowie der Massen-, Volumen- und Ladungsverhältnisse bei chemischen Reaktionen. Energetische Veränderungen werden dabei nicht betrachtet. Bei stöchiometrischen Berechnungen werden bekannte chemische und auch physikalische Gesetze genutzt.

Die Stoffmenge gibt an, wie viele Teilchen eines Stoffes in einer Stoffprobe oder Stoffportion vorliegen.

• Formelzeichen: n
• Einheit: Mol hoch -1 (1/mol)

Die Einheit der Stoffmenge ist seit 1971 eine Basiseinheit des Internationalen Einheitensystems (SI).

Eine Stoffprobe beinhaltet eine bestimmte Anzahl von Teilchen.

Die Teilchenanzahl gibt an, wie viele Teilchen in einer Stoffprobe oder Stoffportion vorhanden sind.

Formelzeichen: N

Da jedes Teilchen eines Stoffes eine ganz bestimmte Masse hat, sind um so mehr Teilchen in einer Stoffportion vorhanden, je größer die Masse ist. Es gilt der Zusammenhang:

N ~ m