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Unter Gärung versteht man den aeroben oder anaeroben biologischen Abbbau von organische Materie mittels Mikroorganismen oder Enzymen.
Die alkoholische Gärung verläuft unter anaeroben Bedingungen in Hefezellen und wird seit alters her durch den Menschen zur Herstellung alkoholischer Getränke und zum Brot backen genutzt. Dabei wird die D-Glucose durch Enzyme in den Hefezellen zu Ethanol und Kohlenstoffdioxid abgebaut.
Bei der Milchsäuregärung wird das in der Glycolyse gebildete Pyruvat unter anaeroben Bedingungen zu Lactat und CO₂ reduziert. Die Milchsäuregärung läuft bei hohem Energiebedarf (z. B. beim Sport treiben) in Muskelzellen ab, und zwar dann, wenn Pyruvat in der Glycolyse schneller produziert wird, als es im Citronensäurezyklus oxidiert werden kann.

Ein wichtiges technisches Verfahrensprinzip nicht nur in der chemischen Industrie ist das Gegenstromprinzip. Dadurch, dass Stoffe im Gegenstrom aneinander vorbei geführt werden, kann ein Energie- und gegebenenfalls auch ein Stoffaustausch erfolgen. Dieser Austausch ist im Gegenstrom wesentlich effektiver und damit kostengünstiger sowie umweltfreundlicher (Energieeinsparung) als im Gleichstrom.

Gips ist sicherlich allen bekannt. Umgangssprachlich wird ein weißes Pulver als Gips bezeichnet, das mit Wasser angerührt wird und anschließend zu einer festen Masse abbindet.

Chemisch korrekt ist die Bezeichnung Gips allerdings erst für das Reaktionsprodukt mit Wasser, das Calciumsulfatdihydrat.
Die Fähigkeit, Kristallwasser zu binden, bewirkt die besonderen Eigenschaften von Gips.

Er wird deshalb nicht nur in der Medizin für stabile Verbände verwendet, sondern auch im Baugewerbe vielseitig eingesetzt.

* 09.12.1868 in Breslau   
† 29.01.1934 in Basel

FRITZ HABER, Sohn eines jüdischen Kaufmanns, machte sich insbesondere um die Ammoniaksynthese verdient. Hier gelang es ihm nach umfangreichen Arbeiten, eine halbtechnische Anlage für die Ammoniaksynthese zu errichten. Daneben beschäftigte er sich mit der Entwicklung von chemischen Kampfstoffen und leitete auch den ersten Giftgaseinsatz im ersten Weltkrieg. Nachdem er 1933 Deutschland verlassen musste, starb er ein Jahr später in Basel.

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.

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der uns ständig begegnet. Es gibt verschiedene Holzarten, die unterschiedlich zusammengesetzt sind und somit verschiedene Eigenschaften aufweisen. Holz lässt sich nicht nur zu Möbeln verarbeiten. Aus Holz kann man Papier, Alkohol und sogar Fasern für die Textilindustrie gewinnen.

Es ist erstaunlich, dass der kleinste Baum der Erde (die Zwergweide) nur 2 cm, die größten/höchsten Bäume (Küstenmammutbäume) dagegen bis 120 m hoch sind.

Kalkstein (Calciumcarbonat) ist eine Ionenverbindung, die in verschiedenen Formen in der Natur vorkommt. Gebirgszüge, Korallenriffe und Tropfsteinhöhlen bestehen hauptsächlich aus Kalkstein, der durch eine Folge chemischer Reaktionen und erdgeschichtlicher Prozesse entstanden ist. Marmor und Kreide sind spezielle Formen des Calciumcarbonats.
Die Verwendung von Kalkstein ist sehr vielseitig. Es wird in der Bauindustrie, zur Rauchgasentschwefelung in Kraftwerken und als Düngemittel eingesetzt. Umgangssprachlich bezeichnet man Calciumcarbonat auch als Kalk, obwohl in der Bauindustrie auch andere chemische Verbindungen (Calciumoxid und Calciumhydroxid) ähnliche Namen tragen.

Branntkalk (Calciumoxid) ist ein wichtiger Rohstoff für die Bauindustrie, die chemische Industrie und die Metallurgie. Die Herstellung erfolgt durch das Kalkbrennen, d. h. die thermische Zersetzung von Calciumcarbonat (Kalkstein) in Calciumoxid und Kohlenstoffdioxid.
Aus Branntkalk wird Löschkalk (Calciumhydroxid) und daraus wiederum Kalkmörtel für die Bauindustrie hergestellt. Calciumhydroxid dient auch als preiswerte Base für viele Neutralisationsreaktionen in der chemischen Industrie.

Kohle ist im Laufe vieler Millionen Jahre aus abgestorbenen Pflanzen entstanden, die in tiefen Erdschichten hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt waren, was zum Prozess der Inkohlung führte.
Im Verlauf der Inkohlung entstand zunächst Torf, dann Braunkohle, Steinkohle und schließlich Grafit.

Braunkohle wird meist im Tagebau abgebaut und hauptsächlich in Kraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt.

Steinkohle wird z. B. im Ruhrgebiet unter Tage abgebaut und wird hauptsächlich zu Koks weiterverarbeitet, der u. a. zur Eisenherstellung verwendet wird. Der Steinkohleteer, der als Nebenprodukt bei der Verkokung entsteht, ist ein wichtiger Ausgangsstoff für die chemische Industrie, aus ihm lassen sich Aromaten und Phenole isolieren, die zur Herstellung von Kunststoffen und Farbstoffen verwendet werden.

Sowohl Braunkohle als auch Steinkohle können zur Herstellung von Ammoniak und Methanol dienen, indem aus Kohle entsprechendes Synthesegas erzeugt wird. Außerdem sind durch Kohlehydrierung Benzine herstellbar.

Kohle wird hauptsächlich direkt verbrannt, wobei elektrische Energie und Wärme erzeugt werden. Nur ein kleiner Teil der Kohle wird durch verschiedene Verfahren veredelt, aus ihr werden z. B. der hochwertige Brennstoff Koks oder wichtige Grundchemikalien gewonnen.

Es gibt drei Verfahren der Kohleveredlung:

1. Kohleentgasung: hier wird Kohle unter Luftabschluss stark erhitzt, wobei Koks und Teer entstehen.
2. Synthesegaserzeugung: Durch Umsetzung von Kohle mit Luft und Wasserdampf erhält man Gasgemische, die z. B. zur Synthese von Ammoniak oder Methanol genutzt werden.
3. Kohlehydrierung: Kohle wird unter hohem Druck mit Wasserstoff umgesetzt, wobei Benzine und Heizöle gebildet werden.

Von wirtschaftlicher Bedeutung sind die Kohleentgasung und die Synthesegaserzeugung. Die Kohlehydrierung wird kaum durchgeführt, da die hierbei erhaltenen Stoffe viel einfacher und billiger aus Erdöl gewonnen werden können.

Methanol ist nach seinen Verwendungsmöglichkeiten und der produzierten Menge der wichtigste Alkohol. Methanol wird durch Reaktion von Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff in einem Reaktor hergestellt.

* 27.12.1869 in Großdehsa  
† 04.06.1953 in Heidelberg

ALWIN MITTASCH war zunächst Lehrer. Nebenbei studierte er Chemie und fand schließlich eine Anstellung bei der BASF.
Unter seiner Leitung wurde der technische Katalysator für die Ammoniaksynthese entwickelt.

* 28.09.1852 in Paris
† 20.02.1907 in Paris

HENRI FERDINAND FREDERIC MOISSAN war ein französischer Chemiker. Er führte den Elektroofen zur Synthese von Carbiden u. a. Verbindungen ein. Er synthetisierte 1893 in geringen Mengen Diamanten (im mikroskopischen Maßstab), stellte 1886 als Erster Fluor durch Elektrolyse aus Flusssäure her. 1906 erhielt HENRI FERDINAND FREDERIC MOISSAN den Nobelpreis für Chemie.

Die in chemisch – technischen Verfahren auftretenden Stoffgemische können sehr verschiedener Natur sein.
Oft müssen sie vor oder nach den Prozessen mithilfe von technologischen Operationen aufbereitet werden, z.B. Zerteilen, Trennen, Vermischen, Erwärmen/Abkühlen.

* 02.09.1853 in Riga  
† 04.04.1932 in Großbothen (bei Leipzig)

WILHELM OSTWALD war ein außergewöhnlich vielseitiger Forscher und machte sich vor allem um die Begründung der Farblehre und die Ausbildung vieler bedeutender Chemiker Europas verdient. In der Elektrochemie formulierte er das Verdünnungsgesetz für schwache Elektrolyte. Nach ihm ist in der Thermodynamik u. a. die OSTWALDSCHE Stufenregel benannt. Er entwickelte das Verfahren zur Salpetersäureherstellung durch Ammoniakverbrennung. 1909 erhielt er den Nobelpreis für Chemie.

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.

Um die Umwelt nicht weiterhin so stark mit Stickstoffoxiden zu belasten, muss das Abgas bei der Salpetersäureherstellung „entstickt“ werden. Dies geschieht mit einer Reduktion zu Stickstoff und Wasser in einer „DeNOx-Anlage“.

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.

Rohstoffe müssen vor ihrem Einsatz aufbereitet werden. Je nach ihrer Herkunft unterscheidet man mineralische, fossile, nachwachsende und Sekundärrohstoffe.

Wenn man die Zeitung liest, wird man fast täglich etwas über das Thema der knapp werdenden fossilen Rohstoffe finden können. Die wichtigste Frage ist wohl: Wie wird unsere Energieversorgung in einigen Jahren aussehen? Eine gute Alternative zu den endlichen fossilen Rohstoffressourcen bieten die nachwachsenden Rohstoffe. Da sie landwirtschaftlich angebaut werden, stehen sie immer wieder zur Verfügung.

Fast alle Metalle sind so unedel, dass sie in der Natur nicht elementar, sondern in Form ihrer Erze, z. B. als Oxide oder Sulfide vorliegen. Durch Anwendung bestimmter Verfahren können die Metalle aus ihren Erzen gewonnen werden. So wird beispielsweise Blei in einem Röstreduktionsverfahren aus dem sulfidischen Erz Bleiglanz gewonnen.

Sulfidische Erze sind außerdem als Rohstoff für die Schwefelsäuresynthese von Bedeutung. Aus ihnen werden – ebenfalls durch Röstprozesse – Schwefelverbindungen wie Metallsulfate oder Schwefeldioxid gewonnen, die sehr gut weiterverarbeitet werden können.

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.