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Lösungsmittel sind flüssige Verbindungen, die feste, flüssige und gasförmige Substanzen lösen können, ohne diese oder sich selbst chemisch zu verändern. Bei einem Lösevorgang wird die Gitterenergie der Verbindung aufgehoben. Dabei werden energetisch weniger fest gebundene äußere Kristallmoleküle oder -ionen einer Verbindung durch das Lösungsmittel herausgelöst, in Form einer Hülle abgefangen und stabilisiert. Ebenso müssen die inneren Kräfte der Lösungsmittelmoleküle überwunden werden. Die benötigte Energie wird aus der Anziehung zwischen den gelösten Teilchen und dem Lösungsmittel erhalten. Im Fall von Wasser bezeichnet man diesen Vorgang als Hydratisierung, bei anderen Lösungsmitteln von Solvatisierung. Neben Wasser, das sich durch seine Fähigkeit zur dreidimen sionalen Ausbildung von Wasserstoffbrücken auszeichnet, werden viele anorganische und organische Flüssigkeiten als Lösungsmittel eingesetzt. Sie gehören zu den nichtwässrigen Systemen und werden nach ihrer Fähigkeit zur Abgabe von Protonen oder anderen Ionen und ihrer Polarität in die Kategorien protisch, aprotisch unpolar und aprotisch polar unterteilt.

* 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 Michaelis-Menten-Gleichung beschreibt die Abhängigkeit der Geschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion von der Substratkonzentration. Sie ist nach dem deutsch-amerikanischen Chemiker LEONOR MICHAELIS (1875-1949) benannt.
Die Michaeliskonstante ${\text{K}}_{\text{M}}$ charakterisiert die Affinität des Enzyms zu seinem Substrat. Sie entspricht derjenigen Substratkonzentration, bei der die Hälfte der maximalen Reaktionsgeschwindigkeit erreicht ist. ‚Misst man bei vorgegebener konstanter Enzymmenge die Geschwindigkeit der Reaktion in Abhängigkeit von der Substratkonzentration, so beobachtet man häufig einen Kurvenverlauf, aus dem man u.a. die Substratkonzentration KM , bei der die Halbsättigung des Enzyms erreicht ist, ablesen kann. KM-Werte sind dementsprechend ein Maß für die Bindungsstärke zwischen Enzym und Substrat.

* 07.01.1794 in Neuende (Ostfriesland)
† 28.08.1863 in Schöneberg (Berlin)

EILHARD ALFRED MITSCHERLICH war ein deutscher Chemiker. Er gilt als Mitentdecker der Isomorphie von Kristallen und definierte die Polymorphie der Kristalle. Er entdeckte die Modifikationen des Schwefels.
MITSCHERLICH klärte die Struktur organischer Verbindungen, z. B von Milchsäure und Harnsäure, sowie anorganischer Verbindungen, z. B. von Manganaten und Selensäure auf. Es gelang ihm1833, Benzen (Benzol) durch trockene Destillation von Benzoesäure herzustellen. Außerdem erklärte MITSCHERLICH den Vorgang der Inversion von Rohrzucker.

* 21.10.1833 in Stockholm
† 10.12.1896 in San Remo (Italien)

ALFRED NOBEL war ein schwedischer Naturwissenschaftler und Industrieller. Obwohl er keine bahnbrechenden wissenschaftlichen Entdeckungen machte, meldete er in seinem Leben 355 Patente an. Darunter war das Patent über die Entdeckung des Dynamits, das gegen Ende des 19. Jahrhunderts den Sprengstoffmarkt der Welt beherrschte. Dieses und andere Sprengstoffpatente machten NOBEL zu einem der reichsten Männer seiner Zeit.
Gegen Ende seines Lebens erkannte er jedoch, dass seine wichtigsten Erfindungen der Menschheit viel mehr Leid zufügten, als dass sie nützlich waren. Um sein Gewissen zu beruhigen, verfügte er in seinem Testament, dass sein Vermögen zukünftig der Erhaltung des Friedens und der friedlichen Entwicklung der Wissenschaften dienen sollte. So wurde nach seinem Tod die NOBEL-Stiftung gegründet, die im Jahr 1900 zum ersten Mal die begehrten NOBEL-Preise für die Entdeckungen verlieh, die der Menschheit im Jahr zuvor den größten Nutzen gebracht hatten.

Das Wissen über die chemische Struktur von Nucleinsäuren ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis der Funktion von DNA als Speicher der Erbinformation und der RNA als funktionelles Molekül bei der Genexpression. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Nucleinsäuren vier Typen von Nucleotiden enthalten, die aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und einer Pentose (Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen) bestehen. DNA wird durch enzymatische Polymerisation aufgebaut. Ein alter DNA-Strang dient als Matrize für die Synthese eines neuen Strangs. Die Nucleotidbausteine werden durch komplementäre Basenpaarung positioniert und durch eine Polymerase mit dem benachbarten Nucleotid verknüpft, um den neuen Strang aufzubauen.

Nucleophile sind Reagenzien, die über mindestens ein freies Elektronenpaar verfügen. Mit diesem Elektronenpaar greifen sie am Kohlenstoffatom an und verdrängen einen anderen Substituenten. Es gibt neutrale Nucleophile und anionische Nucleophile. Die Stärke eines Nucleophils wird als Nucleophilie bezeichnet und kennzeichnet die Reaktionsgeschwindigkeit mit einem Substrat. Die Nucleophilie ist stark vom Lösungsmittel abhängig.

Der optische Drehwert ist ein Maß für die Veränderung der Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes nach der Wechselwirkung mit einer chiralen Substanz. Er kann nur experimentell mit einem Polarimeter bestimmt werden. Optisch rechtsdrehende Substanzen haben einen positiven, optisch linksdrehende Substanzen einen negativen Wert. Die Angabe erfolgt in Grad und bezieht sich auf eine Temperatur T, eine Konzentration c und eine Wellenlänge $\lambda .$

Die Menschheit nutzt schon seit Jahrtausenden Stoffe aus der Natur als Baustoffe, Nahrung, Arzneimittel oder zur Herstellung von Kleidung. Bis ins 19. Jahrhundert hinein trennte man dabei strikt nach anorganischen Stoffen, welche aus der unbelebten Natur gewonnen wurden und organischen Stoffen, die nur in Lebewesen durch das Wirken einer von Gott verliehenen „Lebenskraft“ entstanden.

Sind anorganische und organische Stoffe ähnlich oder völlig verschieden aufgebaut? Ist die Trennung der beiden Gruppen nach heutigem Kenntnisstand noch gerechtfertigt?

Die polychlorierten Biphenyle gehören zur Stoffklasse der Chlorkohlenwasserstoffe. Durch die unterschiedliche Anzahl und Stellung der Chloratome sind 209 isomere Verbindungen möglich. PCB’s wurden ab 1929 industriell produziert und insbesondere als Isolationsmaterial und als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt. Polychlorierte Verbindungen, wie die polychlorierten Biphenyle (PCB) sind schwer abbaubare, gut fettlösliche Substanzen. Sie werden oft im Fettgewebe eingelagert. In Nahrungsketten kommt es häufig zu einer sehr starken Anreicherung dieser Stoffe, die dann eine gesundheitsschädliche Wirkung zeigen kann.

Phenol (Hydroxybenzen) ist der einfachste Vertreter der Stoffklasse der Phenole. Das Phenol ist giftig, kommt als reiner Stoff in der Natur selten vor, und wir deshalb größtenteils synthetisch hergestellt.
Als Phenole bezeichnet man alle vom Benzen abgeleiteten aromatischen Verbindungen, die mindestens eine OH-Gruppe direkt am aromatischen Ring enthalten. Aufgrund des Einflusses des aromatischen $\Pi$-Elektronensystems auf die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs unterscheiden sich die Phenole in ihren Eigenschaften deutlich von den aliphatischen Alkoholen.

Aminosäuren sind die Bausteine der Eiweiße. Aus nur 20 von ihnen werden alle Eiweiße gebildet, aus denen die Zellen aller Lebewesen, auch des Menschen, bestehen. Die Vielfalt der Eiweiße ist Grundlage für die unterschiedlichen Funktionen, die sie haben.

Eiweiße (Proteine) sind kompliziert gebaute makromolekulare Verbindungen, die vorwiegend oder ausschließlich aus Aminosäuren aufgebaut sind. Würde man diese Makromoleküle durch chemische Reaktionen in ihre Bausteine zerlegen, kommt man zu einem erstaunlichen Resultat. Nur 22 verschiedene Aminosäuren sind am Aufbau der Biopolymere beteiligt. Trotzdem ist ihre Vielfalt gewaltig. Im menschlichen Organismus findet man mehr als 100 000 verschiedene Eiweiße, die alle spezifische Funktionen erfüllen. Nach ihrer Funktion unterteilt man die Proteine in verscheidene Gruppen.

PVC ist die allgemeingültige Abkürzung für den Kunststoff Polyvinylchlorid. Die Herstellung erfolgt durch die radikalische Polymerisation von Vinylchlorid (Monochlorethen).

Es wird zwischen Hart- und Weich-PVC unterschieden. Letzteres enthält Weichmacher, die die zwischenmolekularen Kräfte zwischen den Polymerketten herabsetzen, sodass der Kunststoff weich und biegsam wird. Weich-PVC wird z. B. in Kunstleder oder als Fußbodenbelag verwendet, Hart-PVC hingegen zur Herstellung von Dachrinnen und Bauteilen. Wegen seiner umweltgefährdenden Eigenschaften durch das enthaltene Chlor ist es zunehmend in die öffentliche Diskussion geraten.

* 13.09.1887 in Vukovar (Kroatien)
† 26.09.1976 in Mammern (Thurgau)

Leopold Stephen Ruzicka war ein schweizerischer Chemiker, der aus Kroatien stammte. Er arbeitete und lehrte als Professor für Chemie in Karlsruhe, in Utrecht und in Zürich. Sein Hauptwerk bestand in der Strukturaufklärung vieler komplizierter Naturstoffe, z. B. der Steroide. Ruzicka synthetisierte als Erster das männliche Sexualhormon Androsteron aus Cholesterin. Gemeinsam mit Adolf F. J. Butenandt erhielt er 1939 den Nobelpreis für Chemie.

* 09.12.1742 in Stralsund,
† 21.05.1786 in Köping

CARL WILHELM SCHEELE wurde am 9. Dezember 1742 im damals schwedischen Stralsund geboren. Nach seiner Ausbildung war er sein Leben lang als Apotheker tätig. Ab 1776 besaß er eine eigenen Apotheke in Köping. Seine gesamte Freizeit widmete er jedoch der Chemie. Große Verdienste waren die Entdeckung einer Vielzahl von Elementen sowie die Erforschung einer Reihe von Substanzen. Wahre Pionierleistungen vollbrachte er auf dem Gebiet der anorganischen Chemie, wo er die Anzahl der bisher bekannten Säuren auf 13 erhöhte. Neben verschiedenen anderen Arbeiten führte er viele Untersuchungen durch, die vor allem für die analytische Chemie von Bedeutung waren. Bemerkenswert sind auch seine Vorarbeiten für chemisch-technische Prozesse wie die Fotografie.

Enzyme sind Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen innerhalb eines Organismus beschleunigen. Die meisten Enzyme sind proteiner Herkunft. Die Wirkung der meisten Enzyme ist in der Regel sehr spezifisch. Zum einen bezieht sich diese Spezifik auf den Reaktionstyp zum anderen auf die Substrate, deren Umsetzung sie katalysieren. Hochspezifische Enzyme katalysieren nur die Spaltung eines Bindungstyps (also eines Substrats), andere besitzen eine enge Kopplung an den Reaktionstyp (Wirkungsspezifität), akzeptieren aber eine Vielzahl verschiedener Substrate. Enzyme „erkennen“ ihre Substrate in sehr charakteristischer Weise. Die Ursache dafür liegt im aktiven Zentrum, das den Substraten eines Enzyms angepasst ist.

Die Gruppe der anorganischen Stoffe besteht aus etwa hunderttausend unterschiedlichen chemischen Verbindungen, die die verschiedenen Elemente des Periodensystems enthalten. Im Gegensatz dazu gibt es mehrere Millionen organische Stoffe. Die Zahl ist verblüffend, da sich die organischen Verbindungen zum größten Teil nur aus 5 bis 6 Elementen (Kohlenstoff und Wasserstoff, häufig noch Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel) zusammensetzen.

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, organische Moleküle mit Formeln zu beschreiben. Die Summenformel gibt nur die stöchiometrische Zusammensetzung wieder. Struktur- und Stereoformeln zeigen, wie die einzelnen Atome im Molekül miteinander verbunden sind. Fischer-Projektion, Haworth-Schreibweise und Skelettformeln sind spezielle Formen organische Moleküle darzustellen.

Unter Tee im allgemeinen Sinne versteht man Getränke, die durch Abkochen bestimmter Pflanzenteile hergestellt werden. Tee im engeren Sinne ist der Aufguss von Blättern der Teepflanze (Camellia sinensis). Die Teeblätter, die das anregend wirkende Alkaloid Koffein enthalten, werden vor Ort zum fertigen Endprodukt – grüner und schwarzer Tee – verarbeitet. Die erste schriftliche Erwähnung des Getränks stammt aus dem China des dritten Jahrtausends v. Chr. In China und Japan war und ist der Tee nicht nur Getränk, sondern auch kultisches Objekt (Teehäuser, Teezeremonie). Holländische und vor allem britische Schiffe brachten den Tee ab dem 17. Jahrhundert nach Europa, wo er in Großbritannien und Irland zum Nationalgetränk wurde.

Neben der systematischen Nomenklatur der Stoffe existieren auch vielfältige Trivialnamen. Diese können Abkürzungen darstellen oder wurden gebildet auf der Grundlage von Eigenschaften der Stoffe, deren Vorkommen, als Erinnerung an deren Entdecker oder sie wurden aus ursprünglichen Warenzeichen übernommen. Oft erleichtern sie den Umgang, weil viele systematische Namen, besonders in der organischen Chemie, sehr lang und kompliziert sind. In der chemischen Fachliteratur werden sie deshalb häufig neben den systematischen Namen verwendet. Jedem Trivialnamen kann ein systematischer Name zugeordnet werden.

Vanillin ist ein Aromastoff der Vanillefrüchte und hat einen charakteristischen Duft und Geschmack. Das Aroma wird unterschiedlich verwendet. Beispielsweise wird Vanillin oft als Zusatz- bzw. Aromastoff in Nahrungsmitteln eingesetzt. Auch in einigen Arzneimitteln findet man diesen Zusatzstoff. Doch Vanillin kann auch schädlich sein. Zuviel Speiseeis verdirbt nämlich nicht nur den Magen, sondern hindert bestimmte Enzyme, Medikamente oder Drogen abzubauen. Es kann aber auch bestimmte Wirkungen von Medikamenten verstärken.