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Kuchen und anderes Gebäck schmecken besonders gut, wenn der Teig locker ist. Um dies zu erreichen, müssen beim Backen nicht nur die berühmten „sieben Sachen“, sondern auch Treibmittel zum Teig gegeben werden. Treibmittel sind hauptsächlich anorganische Carbonate, durch deren Zersetzung gasförmiges Kohlenstoffdioxid entsteht. Dieses Gas und das beim Backen verdampfende Wasser sorgen für einen lockeren und leckeren Kuchen.
Ein anderes Treibmittel ist die allseits bekannte Hefe. Hefe enthält Enzyme, welche die Umsetzung von Zucker zu Alkohol und Kohlenstoffdioxid katalysieren und auf diese Weise für die nötige Lockerheit des Gebäcks sorgen.

Als Verbrennung bezeichnet man die Reaktion von Stoffen mit Oxidationsmitteln wie Sauerstoff unter Lichterscheinungen und Wärmeabgabe. Für die Entstehung eines Feuers müssen drei Bedingungen erfüllt sein:

• Vorhandensein eines brennbaren Stoffs,
• Zufuhr von Luft,
• Erreichen der Entzündungstemperatur des brennbaren Stoffs.

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 – Redoxreaktionen“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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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 – Säure-Base-Reaktionen“.

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Heute ist es für uns sehr einfach, eine Kerze zu entzünden oder ein Feuer im Grill oder im Kamin zu entfachen. Uns stehen Feuerzeuge, Streichhölzer und flüssige oder feste Anzündehilfen zur Verfügung. Diese Alltagsgegenstände haben eine lange Geschichte und besonders in Streichhölzern steckt mehr Chemie als man auf den ersten Blick glaubt.

Ammoniumsalze sind ionische Ammoniakverbindungen, die verschiedene Anionen enthalten können. Besondere Bedeutung haben sie als Stickstofflieferant in Düngemitteln. Bei näherer Beschäftigung mit diesen Verbindungen stellt man jedoch fest, dass es viele weitere Einsatzmöglichkeiten, z. B. als Sprengstoff, als Lebensmittelzusatzstoff, als Medikament aus der Apotheke oder als Reinigungsmittel beim Löten gibt.

* 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 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.
Das von ihm gefundene Prinzip des unterschiedlichen Auftriebs von Stoffen konnte zur Unterscheidung von reinen Metallen und Legierungen verwendet werden.
Während des zweiten punischen Krieges erfand Archimedes mehrere Kriegsmaschinen z. B. Hohlspiegel und Riesenkatapulte. Auch eine Förderschnecke zum Wassertransport, um Felder zu bewässern, stammt von ihm. Die Hebelgesetze gründen sich ebenfalls auf Archimedes.

Chlor ist als Element der VII. Hauptgruppe ein sehr reaktionsfreudiges Gas und bildet eine Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen. Die wichtigsten anorganischen Verbindungen sind Chlorwasserstoff, Chlorwasserstoffsäure und die natürlich vorkommenden Metallchloride. Diese dienen als Rohstoffe zur Herstellung vieler Chemikalien und Produkte, z. B. Chlor, Natronlauge, Soda, PVC u. a. m. Kaliumchlorid wird hauptsächlich zu Kalidüngemitteln verarbeitet. Mit dem reaktiven Chlor als Ausgangsstoff kann eine Vielzahl organischer Chlorverbindungen hergestellt werden, die früher eine breite Anwendung fanden und z. T. wie der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) auch heute noch genutzt werden. Die Verwendung vieler chlorhaltiger Produkte ist jedoch ökologisch bedenklich. So können bei der Enstorgung Umweltgifte wie Dioxine entstehen. Andere Chlorverbindungen, die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sind verantwortlich für die Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre.

* 17.12.1778 in Penzance (Cornwall)
† 29.05.1829 in Genf (Schweiz)

Sir Humphry Davy war einer der herausragenden Chemiker (und Physiker) des 19. Jahrhunderts und gilt als Mitbegründer der Elektrochemie.
Er erforschte vor allem die Elektrolyse. Neben der Entdeckung verschiedener chemischer Elemente, z. B. Alkali- und Erdalkalimetalle und deren Verbindungen, entwickelte er auch technische Geräte, wie z. B. eine Sicherheitslampe für Kohlegruben, erzeugte als Erster den elektrischen Lichtbogen und untersuchte Möglichkeiten, Chemie in der Landwirtschaft einzusetzen.

Edelgase erhielten ihren Namen, weil man lange Zeit annahm, dass die Elemente der VIII. Hauptgruppe aufgrund ihrer voll besetzten äußeren Elektronenschale nicht mit anderen Elementen oder Substanzen reagieren würden. Heute werden sie unter anderem als Schutzgase genutzt, weil die reaktionsträgen Gase nicht brennbar und ungiftig sind. Auch im Alltag trifft man hin und wieder auf die Edelgase.
Inzwischen ist es gelungen, Edelgase unter besonders extremen Bedingungen mit anderen reaktiven Stoffen zur Reaktion zu bringen, sodass einige wenige Edelgasverbindungen bekannt sind.

Da Eisen ein unedles Metall ist, kommt es nicht elementar, sondern nur in Form seiner Verbindungen vor. Eisenerze enthalten Eisen als Oxid, Carbonat oder Sulfid.

Weil die Eisenerze neben Eisenverbindungen auch andere Mineralien enthalten, wurden verschiedene Aufbereitungsverfahren entwickelt, um den Massenanteil der Eisenverbindungen in den Erzen zu erhöhen.

Die aufbereiteten Erze werden der Roheisengewinnung im Hochofen zugeführt. Eisencarbonate und –sulfide müssen darüber hinaus in die Oxide überführt werden, bevor sie zur Eisengewinnung im Hochofen verwendet werden können.

Im Hochofen wird aus den oxidischen Eisenerzen Roheisen gewonnen.

Als Reduktionsmittel dient hauptsächlich Kohlenstoffmonooxid, das durch Verbrennung von Koks im Hochofen selbst erzeugt wird.

Der Hochofen wird von oben mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (u.a. Kalkstein) so beschickt, dass sich im Hochofen Schichten von Koks und Eisenerz abwechseln. Unten wird heiße Luft eingeblasen. Durch das entstehende Kohlenstoffmonooxid werden die Eisenoxide reduziert, und es sammelt sich unten flüssiges Roheisen, das in regelmäßigen Abständen entnommen wird (Abstich).

Das Roheisen wird anschließend zu verschiedenen Stahlsorten weiterverarbeitet.

Grundlage der Fotografie sind die lichtempfindlichen Eigenschaften der Silberhalogenide. Gelangt Licht an eine solche Verbindung, kommt es zu einer fotochemischen Reaktion in deren Verlauf Silberkeime entstehen.Nach der Belichtung muss das Foto entwickelt und fixiert werden.

Als Halbmetalle werden die chemischen Elemente bezeichnet, die in ihren Eigenschaften eine Zwischenstellung zwischen den Metallen und den Nichtmetallen einnehmen. Sie weisen halbleitende und amphotere Eigenschaften auf, sind aber nicht mit der Stoffgruppe der Halbleiter identisch. Es handelt sich bei Halbmetallen um Feststoffe, die teilweise sowohl metallische als auch nichtmetallische Modifikationen bilden. Im Periodensystem sind die Halbmetalle farblich von den Metallen und den Nichtmetallen abgehoben.

Die Hochofenschlacke entsteht als Nebenprodukt bei der Roheisengewinnung im Hochofen, wenn nichtmetallene Erzbestandteile sich mit zugesetzten Stoffen, den Zuschlägen, verbinden. Hochofenschlacke besteht im wesentlichen aus Calcium- bzw. Magnesiumsilicaten. Die spezifisch leichtere Hochofenschlacke schützt das Roheisen im Hochofen vor Rückoxidation. Später findet sie größtenteils als Baumaterial Anwendung.

Kohlenstoff als Element der IV. Hauptgruppe bildet fast ausschließlich polare Atombindungen zu anderen Partnern aus. Dabei entsteht eine Vielzahl von Molekülverbindungen, angefangen von den Kohlenwasserstoffen über die ungeheure Vielfalt der anderen organischen Verbindungen bis hin zu den anorganischen Kohlenstoffoxiden. Kohlenstoffverbindungen spielen eine wichtige Rolle in der Natur (z. B. Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße als Grundbausteine des Lebens), in der Umweltchemie (z. B. das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid), im Alltag (z. B. organische Säuren als Konservierungsmittel) und in der Technik (z. B. Erdölprodukte oder Werkstoffe).

Organische Liganden haben aufgrund der hohen Stabilität der Komplexe, die sie bilden, eine große Bedeutung. Oft sind organische Liganden mehrzähnig, d. h. sie können gleichzeitig mehrere Bindungen zu einem Zentralion ausbilden. Die enstehenden Chelatkomplexe sind stabiler als Komplexe mit vergleichbaren einzähnigen Liganden.
Wichtige, in der Natur vorkommende Komplexe mit organischen Liganden sind z. B. Hämoglobin, Chlorophyll und Vitamin B 12. In der analytischen Chemie findet insbesondere Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als Ligand Verwendung.

Bei der Komplexbildung treten sehr viele Eigenschaftsänderungen auf, die Eigenschaften des Komplexes unterscheiden sich oft deutlich von denen des Zentralions und der Liganden. Werden Komplexsalze in Wasser gelöst, bleiben oft die charakteristischen Reaktionen aus, die die freien, unkomplexierten Ionen eingehen würden. Die Stabilität des Komplexes ist dabei von entscheidender Bedeutung. In diesem Abschnitt werden die häufigsten und wichtigsten Eigenschaftsveränderungen vorgestellt, die bei einer Komplexbildung auftreten können.

Chemische Verbindungen sind isomer, wenn sie in ihrer Summenformel übereinstimmen, sich aber in der Struktur unterscheiden. Aufgrund dieses Umstandes besitzen Isomere in der Regel unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften. In der anorganischen Chemie treten Isomere insbesondere bei Komplexverbindungen auf, wobei hauptsächlich vier Hauptisomerieformen unterschieden werden, Konfigurationsisomerie, Bindungsisomerie, Ionenisomerie und Koordinationsisomerie. Sie alle beruhen auf unterschiedlicher Anordnung der Liganden um das Zentralion oder darauf, dass diese in verschiedenen stöchiometrischen Verhältnissen an das Zentralion gebunden sind.

Die Eigenschaften von Komplexverbindungen, z. B. ihr Verhalten im Magnetfeld, können mit der Ligandenfeldtheorie erklärt werden. Bei dieser Theorie geht man davon aus, dass die Liganden, die das Zentralion umgeben, sich dessen d-Orbitalen unterschiedlich stark nähern. Weil die elektrostatische Wechselwirkung zwischen Liganden und d-Orbitalen dadurch unterschiedlich groß ist, kommt es zu einer Aufspaltung der d-Orbitale. Das bedeutet, dass sie energetisch nicht mehr gleichwertig sind, sondern beispielsweise bei oktaedrischen Komplexen auf zwei unterschiedliche Energieniveaus verteilt sind. Die Verteilung der vorhandenen d-Elektronen auf diese Energieniveaus hat Einfluss auf die Eigenschaften eines Komplexes.

Für die Benennung von Komplexverbindungen hat die IUPAC bestimmte Regeln aufgestellt. Generell werden Komplexteilchen folgendermaßen benannt: Erst die Anzahl der Liganden, dann die Namen der Liganden, schließlich der Name des Zentralteilchens mit seiner Oxidationszahl. Handelt es sich um ein anionisches Komplexteilchen, erhält es außerdem die Endung –at, und man verwendet den lateinischen Namen für das Zentralteilchen.

Die Anzahl der Liganden in einem Komplex wird Koordinationszahl (KZ) genannt, sie bestimmt seinen räumlichen Aufbau. Am häufigsten sind oktaedrische (KZ = 6), tetraedrische (KZ = 4) und quadratisch-planare (KZ = 4) Komplexe. Sowohl die Art der Liganden als auch die Art des Zentralteilchens haben Einfluss auf den räumlichen Bau eines Komplexes. Wie die unterschiedlichen räumlichen Anordnungen zustande kommen, kann durch die Valenzbindungstheorie oder die Ligandenfeldtheorie beschrieben werden.

Die Stabilität von Komplexverbindungen hat sowohl thermodynamische als auch kinetische Ursachen. Die Stärke der Donor-Akzeptor-Wechselwirkung zwischen Zentralion und Liganden und somit die Stärke der koordinativen Bindung hängt von der Lewis-Acidität des Zentralions und der Lewis-Basizität der Liganden ab. Quantitativ kann die thermodynamische Stabilität mithilfe des Massenwirkungsgesetzes bestimmt werden.
Die Stabilität von Komplexverbindungen nutzt man in der chemischen Analyse z. B. zum Auflösen von Niederschlägen aus Fällungsreaktionen oder zur Maskierung von bestimmten Ionen in Lösung.

Die Komplexometrie hat sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen quantitativen Analyseverfahren der Chemie in Forschung und Industrie entwickelt, denn sie besticht durch sehr genaue Ergebnisse und ihre einfache und vielseitige Anwendung. In diesem Abschnitt wird die Komplexometrie genauer vorgestellt, indem das zugrundeliegende Verfahren und verschiedene Titrationsmethoden beschrieben werden.

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.