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In den letzten Jahren sind biologisch abbaubare Polymere stark in das Interesse der Öffentlichkeit gerückt. Sie können maßgeblich zur Lösung dringender ökologischer Probleme unserer hochtechnisierten Gesellschaft beitragen, insbesondere im Bereich der Müll- und Entsorgungsproblematik. Zudem eröffnet ihre Gewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen langfristige Perspektiven für eine stärkere Unabhängigkeit vom Rohöl als Basisrohstoff der Kunststoff produzierenden chemischen Industrie. Grenzen werden den biologisch abbaubaren Werkstoffen (BAW) durch den höheren Preis, Hygieneprobleme und eingeschränkte technologische Eignung gesetzt.
Grundvoraussetzungen für die biologische Abbaubarkeit von Polymeren ist das Vorhandensein von chemischen Bindungen, die enzymatisch spaltbar sind.

In der Elektroindustrie werden Kunststoffe seit jeher als Isolationsmaterial und für die Gehäusekonstruktion eingesetzt. Neuere Entwicklungen führten zu elektrisch leitenden Polymeren, die für Akkumulatoren und elektronische Bauteile genutzt werden. In der Zukunft ist gar ein Ersatz der herkömmlichen teuren Silicium-Chips durch maßgeschneiderte Kunststoffe denkbar.

Eine der wichtigsten Reaktionsarten, durch die Kunststoffe gebildet werden können, ist die Polymerisation. Darunter versteht man eine sich vielfach wiederholende gleichschrittige Reaktionsfolge – Kettenreaktion genannt, bei der sich einfache Ausgangsstoffe (Monomere) über reaktive Doppelbindungen miteinander verbinden. In der stark exothermen Reaktion werden keine Nebenprodukte abgespalten.
Wichtige Kunststoffe, die durch Polymerisation hergestellt werden, sind Polyethen (PE), Polypropen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polytetrafluorethen (PTFE), Polyacrylnitril (PAN) und Polymethacrylsäuremethylester (PMMA).

Polystyrol (PS) wird in einer radikalischen Polymerisation aus Styrol (Styren, Phenylethen) hergestellt. Es ist ein thermoplastischer, farbloser, transparenter Kunststoff, der vielseitig verwendbar ist.
Polystyrol wird u. a. zur Herstellung von CD-Hüllen, Trinkbechern und Computergehäusen verwendet.
Aufgeschäumtes Polystyrol kommt unter dem Namen Styropor in den Handel und dient als Verpackungsmaterial für Dinge, die stoßfest verpackt werden sollen, oder zur Wärmedämmung.

Polyurethane werden durch Polyaddition von bi- oder höherfunktionellen Alkanolen und Isocyanaten gebildet. Keine andere Kunststoffgruppe eröffnet so vielfältige Einsatzgebiete. Je nach verwendetem Ausgangsstoff kann man lineare oder vernetzte Polyurethane erhalten, die vielseitige Anwendung in Schaumstoffen, Elastomeren, Lacken, Klebstoffen, Fasern etc. finden.

Intelligente Werkstoffe sind solche, die für den jeweiligen Einsatzbereich optimiert sind. Dazu werden entweder die Eigenschaften verschiedener Materialien kombiniert, indem z. B. über eine anionische Polymerisation gezielt verschiedene Monomere nacheinander in ein Makromolekül eingebaut werden. Ein anderer Weg führt über die Synthese ungesättigter Polyester, die erst später durch eine vernetzende Polymerisation zu einem Harz verarbeitet werden.

Die Benzine aus der Rohöldestillation haben eine schlechte Qualität als Vergaserkraftstoff, sie neigen zum „Klopfen“. Dieses entsteht, wenn sich im Motor das Benzin-Luft-Gemisch beim Verdichten vorzeitig entzündet und hängt von der Struktur der im Benzin enthaltenen Kohlenwasserstoffe ab. Die Oktanzahl ist ein Maß für die Klopffestigkeit eines Benzins.
Beim Reformieren werden Kohlenwasserstoffe mittels eines Katalysators in ihrer Struktur umgewandelt, sodass ihre Klopffestigkeit erhöht wird.
Um die Qualität des Benzins weiter zu erhöhen, werden Antiklopfmittel zugesetzt.

Ein Regenbogen ist die bekannteste atmosphärische Naturerscheinung. Er ist zu beobachten, wenn man die Sonne im Rücken hat und eine abziehende Regenwolke von der Sonne beleuchtet wird. Charakteristisch für einen Regenbogen ist ein Farbband mit den Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett, wobei die Farben stets in gleicher Reihenfolge auftreten.
Manchmal ist über einem Regenbogen ein zweiter, lichtschwächerer Nebenregenbogen zu beobachten, bei dem eine umgekehrte Farbfolge zu sehen ist.

Das Metall Eisen ist schon seit dem Jahr 3500 v. Chr. bekannt. Damals waren die Menschen allerdings noch nicht in der Lage, es aus seinen Erzen zu gewinnen. Die Ersten, denen dies gelang, waren die Hethiter ungefähr 1400 v. Chr., die damit den Grundstock für die Eisenverarbeitung legten. Heute ist Eisen das wichtigste Gebrauchsmetall.

Roheisen wird im Hochofen durch die Reduktion von Eisenerzen gewonnen und für die Herstellung von Stahl und Gießereieisen (Gusseisen) verwendet.

Erdöl ist ein komplexes Gemisch, das hauptsächlich aus verschiedenen aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht. Daneben sind schwefel- und stickstoffhaltige Verbindungen enthalten. Bisher konnten über 500 unterschiedliche Stoffe im Erdöl nachgewiesen werden.
Erdölprodukte werden vor allem als Kraft- und Brennstoffe verwendet. Für eine effektive Nutzung muss das Rohöl in verschiedene Fraktionen zerlegt werden, die einheitlichere Eigenschaften aufweisen. Dies geschieht bei der Rohöldestillation. Eine vollständige Trennung in reine Einzelsubstanzen mittels Destillation ist aufgrund der ähnlichen Siedepunkte nicht möglich.

Salpetersäure ist eine der drei wichtigsten Säuren in der chemischen Industrie. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet. Etwa 10-15 % nutzt man zur Herstellung von organischen Verbindungen, die zur Gewinnung von Fasern und Kunststoffen dienen. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Sprengstoffen und als Ätzmittel für Metalle.
Salpetersäure wird nach dem OSTWALD-Verfahren in drei Teilschritten hergestellt. Zuerst wird Ammoniak mit Luft zu Stickstoffmonooxid oxidiert, das anschließend mit Luft zu Stickstoffdioxid reagiert. Zum Schluss wird das Stickstoffdioxid mit Wasser zu Salpetersäure umgesetzt.

Salpetersäure ist eine der drei wichtigste Säuren in der chemischen Industrie. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet. Außerdem dient sie als Ausgangsstoff für die Synthese von Sprengstoffen, Kunststoffen und Chemiefasern, und sie wird zum Beizen von Metallen eingesetzt.

Stickstoff ist ein Element der V. Hauptgruppe und mit einem Anteil von 78,1 Vol-% Hauptbestandteil der Luft. Stickstoffverbindungen sind technisch von besonderer Bedeutung. Nitrate werden hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft, aber auch für die Herstellung von Sprengstoffen, Kunststoffen und Farbstoffen eingesetzt.
Ausgangsstoff für die meisten industriell genutzten Stickstoffverbindungen ist Ammoniak. Damit stellt die Ammoniaksynthese nach dem HABER-BOSCH-Verfahren eines der wichtigsten chemischen Verfahren dar.
Die Oxide des Stickstoffs sind in vielen Abgasen enthalten und tragen zur Entstehung des sauren Regens bei. Auch die in den Düngemitteln enthaltenen Nitrate haben bei unkontrollierter Anwendung ein Umwelt schädigendes Potenzial.
Wichtige organische Stickstoffverbindungen sind Eiweiße und die organischen Amine, die zur Herstellung von Farbstoffen und Kunststoffen verwendet werden.

Intensiv gefärbte Flüssigkeiten, die mit Federn, Pinseln oder Füllfederhaltern zu Papier gebracht werden, bezeichnet man als Tinten (lat.: tincta = gefärbtes Wasser). Entsprechende Schreibflüssigkeiten sind seit 5 000 Jahren nachweisbar. Heute existieren viele verschiedene Tinten mit unterschiedlichster Zusammensetzung. Sie sind auf die jeweilige Verwendung abgestimmt.
Auch Geheimtinten, die man erst durch Erwärmen oder durch Behandlung mit bestimmten Chemikalien sichtbar machen kann, kennt man schon seit vielen Jahrhunderten.

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Oxid, das in der Natur in allen drei Aggregatzuständen anzutreffen ist. Es ist Lebensraum für viele Organismen und Lösungsmittel für eine Vielzahl von Verbindungen wie Säuren, Basen oder Salze. Deshalb fungiert Wasser als Transportmittel in der Natur, aber auch selbst als Ausgangsstoff für eine Vielzahl chemischer Reaktionen, z. B. die Fotosynthese.
Aufgrund seiner chemischen Bindungsverhältnisse weist Wasser einige außergewöhnliche Eigenschaften auf, die man als Anomalie des Wassers bezeichnet.
Infolge seiner herausragenden Bedeutung für das Leben auf der Erde ist Wasser ein wertvoller Rohstoff. Aus diesem Grund ist es notwendig, Chemikalieneinträge in die Gewässer zu vermeiden und die Abwässer aus industriellen Prozessen aber auch aus privaten Haushalten einer speziellen Abwasserbehandlung zu unterziehen.

* 12.12.1866 in Mülhausen (Elsass)
† 15.11.1919 in Zürich

Alfred Werner war ein Schweizer Chemiker. Er begründete die Stereochemie anorganischer Verbindungen.
Von ihm stammt eine wesentliche Theorie der chemischen Bindung bei Komplexverbindungen, die „Wernersche Theorie“ oder Koordinationslehre.
1913 erhielt Werner den Nobelpreis für Chemie.

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Aldehyde und Ketone sind wichtige Verbindungsklassen der organischen Chemie. Die wichtigsten Vertreter sind die Alkanale und Alkanone. Als funktionelle Gruppe enthalten die Moleküle beider Stoffklassen die Carbonylgruppe (-C=O).
Aldehyde und Ketone zeichen sich u. a. durch intensive Grüche aus. Sie finden deshalb Anwendung als Geruchs- und Aromastoffe. Sowohl Aldehyde als auch Ketone lassen sich zu Alkoholen reduzieren. Im Gegensatz dazu lassen sich nur Aldehyde leicht oxidieren, wobei Carbonsäuren entstehen.

* 10.07.1902 in Königshütte (Schlesien)
† 20.06.1958 in Köln

Kurt Alder war ein deutscher Chemiker. Er erforschte die Stereochemie von organischen Verbindungen und fand neue Möglichkeiten zur Synthese von Polymeren. Eines der wichtigsten Syntheseverfahren ist auch heute noch die „Diels-Alder-Reaktion“, eine Synthese von Dienen; Kohlenwasserstoffen mit zwei Doppelbindungen. Das Insektizid „Aldrin“, nach Alder benannt, ist heute wegen seiner starken Giftigkeit in Deutschland verboten. Kurt Alder erhielt gemeinsam mit seinem Lehrer Otto Diels 1950 den Nobelpreis für Chemie.

Alkane bestehen aus den zwei Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff. In ihren Molekülen bilden die Valenzelektronen aller Kohlenstoffatome mit dem Valenzelektronen eines Wasserstoffatoms oder eines anderen Kohlenstoffatoms ein gemeinsames Elektronenpaar. Trotz der relativ einfachen Struktur gibt es unzählige verschiedene Alkane. Einige sind gasförmig, andere sind flüssig, dickflüssig oder sogar wachsartig bis fest. Sie bilden kürzere oder längere, weit verzweigte aber ebenso auch unverzweigte Ketten aus. In der Natur kommen sie neben einigen anderen Kohlenwasserstoffen im Erdöl und im Erdgas vor, man kann sie aber auch gezielt herstellen.

Alkene sind Bestandteil des Erdgases bzw. Erdöls. Sie enthalten eine Doppelbindung im Molekül, d. h. zwischen zwei Kohlenstoffatomen im Molekül sind zwei gemeinsame Elektronenpaare ausgebildet. Alkene zählen daher zu den sogenannten „ungesättigten“ Kohlenwasserstoffen. Wegen dieser Doppelbindung sind sie im Vergleich zu den Alkanen sehr reaktiv, da die Doppelbindung leicht angegriffen werden kann und typische Reaktionen bedingt. Alkene bilden homologe Reihen.

Die Alkine sind recht reaktionsfähige Kohlenwasserstoffe. Sie zählen zu den ungesättigten Verbindungen, da in ihren Molekülen zwischen zwei Kohlenstoffatomen eine Dreifachbindung vorliegt.
Die Alkine bilden homologe Reihen. Ein wichtiger Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Ethin, das durch seine Verwendung als Schweiß- und Schneidgas als Acetylen bekannt ist.

In diesem Artikel werden die Eigenschaften und Verwendungszwecke unterschiedlicher einwertiger Alkohole (außer Methanol und Ethanol) beschrieben. Ab dem Propanol können erste Konstitutionsisomere auftreten. Bis zum Hexanol werden derartige Isomere dargestellt.

Schon an diesen wenigen Beispielen sind grundsätzliche Gemeinsamkeiten, aber auch wesentliche Unterschiede in Eigenschaften und Verwendung erkennbar.

Außerdem lassen sich Kenntnisse über homologe Reihen anwenden. An dem Beispiel der Alkanole mit endständiger Hydroxylgruppe wird darauf genauer eingegangen.