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Projekt Bierherstellung

Die Technik des Bierbrauens von der Gerste bis zum Bier als umfasst weit mehr als den Prozess der alkoholischen Gärung. Der biochemische Hintergrund kann im Chemieunterricht durch eine Reihe von Experimenten untersucht werden. Im Rahmen des Projektes wird die Geschichte der Bierbrauerei und die moderne Technologie der Bierherstellung erläutert.

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Carl Bosch

* 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.

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Chemische Industrie, Entwicklung

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.

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Chemisch-technische Prozesse

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.

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Varianten der Chloralkali-Elektrolyse

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.

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Chlor-Knallgas

Ein Gemisch von Wasserstoff und Chlor im Volumenverhältnis von 1 : 1 reagiert explosionsartig. Dieses explosive Gemisch wird Chlor-Knallgas genannt.

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Crackverfahren

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)

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Sir Humphry Davy

* 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.

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Fragesätze

Im vorliegenden Artikel geht es um die übliche Wortstellung im Aussagesatz. Ausgehend von dieser Grundregel wird auf die Satzstellung für Adverbien sowie Orts- und Zeitangaben hingewiesen. Die Wortstellung im verneinten Aussagesatz sowie die Wortstellung bei Fragesätzen mit Fragewörtern schließt sich an. Außerdem werden Bestätigungs- und Entscheidungsfragen behandelt. Eine kurze Betrachtung zur Inversion beendet den Artikel.

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Future tenses

Im Unterschied zum Deutschen gibt es im Englischen je nach Sprechsituation verschiedene Möglichkeiten, zukünftiges Geschehen auszudrücken. Der Artikel listet die verschiedenen Optionen und typische Verwendungskontexte auf. Auf die am häufigsten eingesetzten Varianten, das will-future und das going-to future, wird ausführlicher eingegangen, das future perfect simple wird dem future perfect progressive gegenübergestellt.

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Gerundialkonstruktionen

Gerundialkonstruktionen sind typisch für die englische Sprache. Ihre Verwendung trägt zum idiomatischen Sprachgebrauch entscheidend bei. Deshalb ist es hilfreich, sich gängige Phrasen, die mit dem Gerundium gebildet werden, einzuprägen. In der dazugehörigen Übung können die Kenntnisse überprüft werden.

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Grammatische Fachbegriffe

Für das Unterrichtsgespräch, aber auch für die Textanalyse und den Gebrauch von Grammatiken und anderen Nachschlagewerken ist es wichtig, sich mit grammatischen Termini auszukennen - nicht nur im Deutschen, sondern auch im Englischen. Die anhängende PDF bietet eine Übersicht über die wichtigsten grammatischen Begriffe, die in englischer und deutscher Sprache vorgestellt und an Beispielen illustriert werden.

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Polynomdivision

Der Fundamentalsatz der Algebra sagt aus, dass eine Gleichung n-ten Grades genau n Lösungen hat. Er sagt nichts darüber, wie man diese Lösungen finden kann. Es gibt keine allgemeingültige Lösungsformel!

Wenn diese Lösungen alle in der Menge der reellen Zahlen liegen, so kann das Polynom als Produkt von Linearfaktoren dargestellt werden. Ein Polynom 2. Grades kann in der Form ( x − x 1 ) ( x − x 2 ) dargestellt werden, worin x 1 und x 2 die Wurzeln des Polynoms, d. h. die Lösungen der quadratischen Gleichung x 2 + p x + q = 0 sind. Das Polynom 2. Grades lässt sich also ohne Rest durch ( x − x 1 ) teilen.
Diese Aussage gilt auch für Polynome höheren Grades.

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Hilfsverben

Die Verben to have, to be, to do nehmen eine Sonderstellen unter den Verben ein. Sie können sowohl Hilfsverben (auxiliaries) oder auch Vollverben (full verbs) sein. Hier soll die Funktion dieser Verben als Vollverben gezeigt werden.

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Modale Hilfsverben

Modale Hilfsverben werden anderen Verben vorangestellt, um deren Bedeutung zu präzisieren. Modale Hilfsverben geben an, mit welcher Gewissheit, Verpflichtung oder Freiheit die im Verb benannte Handlung ausgeführt werden soll.
Die Zeitform wird in solchen Sätzen durch das modale Hilfsverb oder sein Ersatzverb gebildet, das Hauptverb folgt immer im Infinitiv.

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Hypotaxe, Parataxe

Wird ein Hauptsatz mit einem weiteren Satz verbunden, entsteht ein zusammengesetzter Satz (complex sentence). Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Satzverknüpfung: Ein Hauptsatz kann entweder mit einem weiteren Hauptsatz oder einem Nebensatz verbunden werden. Man spricht von einer Satzreihe/Parataxe, wenn Hauptsätze miteinander verbunden werden. Dies geschieht vorwiegend mit nebenordnenden Funktionen (coordinating conjunctions) wie and, or und but.
Wird ein Hauptsatz (main clause) mit einem Nebensatz verbunden, nennt man dies Satzgefüge/Hypotaxe. Hierbei kommen unterordnende Konjunktionen (subordinating conjunctions) zum Einsatz, wie z. B. after oder before. Hypotaktische und parataktische Strukturen sind typische Merkmale der formalen und neutralen Stilebene.

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Indefinitpronomen

Indefinitpronomen (indefinite quantifiers) werden häufig auch als unbestimmte Zahlwörter (Fürwörter) bezeichnet, weil sie eine unbestimmte Menge oder Anzahl ausdrücken.

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Indirekte Rede

Die indirekte Rede (reported speech) ist die Wiedergabe einer mündlichen oder schriftlichen Äußerung. Sie erfolgt allerdings in abgewandelter Form. Der Artikel stellt sogenannte Einführungsverben für die indirekte Rede vor. Er veranschaulicht die Anpassung der Personal- und Possessivpronomen und die Änderung der Zeitenfolge durch Beispielsätze und einen kurzen Textausschnitt.

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Infinitiv-Konstruktionen

Im vorliegenden Artikel werden zunächst die Infinitivformen vorgestellt. Infinitivkonstruktionen mit und ohne to schließen sich an. Da Infinitivkonstruktionen zur Verkürzung von Satzgefügen beitragen, sind sie für einen idiomatischen Sprachgebrauch wichtig.

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Konjunktiv

Um eine Möglichkeit auszudrücken, wird sowohl im Deutschen als auch im Englischen häufig der Konjunktiv (conditional) verwendet.

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Nomen

Nomen (nouns) bezeichnen Lebewesen, Dinge/Sachen, Orte, Berufe etc. Der Gebrauch der Nomen ist im Englischen unproblematisch, da es im Englischen kein Geschlecht der Nomen gibt.

 dog (der Hund) dog (ein Hund)
thecat (die Katze)acat (eine Katze)
 house (das Haus) house (ein Haus)
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Ordnungs und Kardinalzahlen

Ordnungs- und Kardinalzahlen werden unerschiedlich genutzt. Während Ordnungszahlen in der gesprochenen Sprache verwendet werden, kommen die Kardinal- oder Grundzahlen eher in der Schriftsprache zum Einsatz.

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Partizipialkonstruktionen

Das Partizip ist ein Verbaladjektiv,

  • weil jedes Verb ein Partizip Präsens und ein Partizip Perfekt bilden kann,
  • weil es vor einem Nomen wie ein Adjektiv funktionieren kann.

Im Gegensatz zum Adjektiv besitzt das Partizip keine Pluralform. Genauso wie das Verb

  • kann das Partizip ein Aktiv und Passiv bilden,
  • besitzt es verschiedene Formen, um das Zeitverhältnis auszudrücken.
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Polynome, Koeffizientenbeziehungen

Die Koeffizienten eines Polynoms
P(n) = x n + a n − 1   x n − 1 + a n − 2   x n − 2 + ... + a 1   x + a 0
mit n reellen Nullstellen lassen sich als Summen, Produkte und Summen von Produkten der Nullstellen darstellen.

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Passivformen

Das Aktiv drückt aus, was Personen selbst tun, während das Passiv wiedergibt, was mit Personen und Dingen geschieht. Nur Verben mit direktem Objekt (= transitive Verben), können ein Passiv bilden. Im Englischen kommt das Passiv häufiger als im Deutschen vor, z. B. in Zeitungsberichten. Das englische Passiv kann auch zum Ausdruck des unpersönlichen deutschen man dienen. Wendungen dieser Art werden impersonal passive genannt.

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