7690 Suchergebnisse

Unter Metallothermie versteht man Verfahren, durch die bei hohen Temperaturen Metalle aus ihren Erzen hergestellt werden, wobei unedle Metalle als Reduktionsmittel eingesetzt werden.
Ein Beispiel für die Metallothermie ist die Aluminothermie, bei der Aluminium als Reduktionsmittel verwendet wird, um edlere Metalle wie Chrom aus ihren Oxiden oder Halogeniden zu gewinnen.

Dehnt man den Begriff Metallothermie auf alle Verfahren aus, bei denen mit hohen Temperaturen Metalle gewonnen werden, so lassen sich auch weitere Hochtemperaturverfahren dazuzählen. So kann man z. B. reines Titan durch Zersetzung von Titantetraiodid bei 1200 °C herstellen.

Die Nebengruppenelemente einer Periode des PSE unterscheiden sich in ihrer Elektronenkonfiguration nur durch die Besetzung der d-Niveaus. Sie werden deshalb als d-Block-Elemente bezeichnet und ähneln sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften weitaus stärker als Hauptgruppenelemente:

Phosphor als Element der V. Hauptgruppe tritt in mehreren Modifikationen auf. Da besonders der weiße Phosphor außerordentlich reaktionsfreudig ist und Phosphor mit Sauerstoff stabile polare Atombindungen eingeht, spielen vor allem die Sauerstoff-Verbindungen eine wichtige Rolle in Natur und Technik.
Phosphorsäure ist eine mittelstarke Säure und wird in der Getränkeindustrie als Konservierungsmittel eingesetzt. Der Hauptanteil dient jedoch der Herstellung verschiedener Phosphate.
Phosphorverbindungen sind im Organismus in der Knochensubstanz, in der DNA und im ATP enthalten und somit biologisch von großer Bedeutung. Daher sind Phosphate wichtige Nährstoffe für Pflanzen und müssen diesen als Düngemittel zugeführt werden. Daraus und aus der Anwendung als Komplexbildner in Waschmitteln ergibt sich das Umwelt schädigende Potenzial von Phosphaten. Der unkontrollierte Eintrag in Gewässer führt zu einem Massenwachstum an Algen und Wasserpflanzen und letztendlich zum Absterben aller Lebewesen in diesen Gewässern.

* 13.03.1733 in Fieldhead bei Leeds
† 06.02.1804 in Northumberland, Pennsylvania

Joseph Priestley war ein britischer Naturwissenschaftler, Theologe und Philosoph.
Er entdeckte unabhängig von Carl Wilhelm Scheele das Element Sauerstoff, außerdem den Ammoniak, das Lachgas, die schweflige Säure, Chlorwasserstoff und Kohlenstoffmonooxid. Die pneumatische Wanne, die zum Auffangen von gasförmigen Reaktionsprodukten verwendet wird, stammt auch von ihm. Am bekanntesten wurde Priestley durch seine Versuche zur Reinigung „verdorbener“ (durch Verbrennungsvorgänge) Luft durch Pflanzen.
Priestley erfand auch den Radiergummi.

Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe auf der Erde. Es dient nicht nur als Nahrungs- und Transportmittel, sondern ist ein bedeutender Reaktionspartner und verbreitet genutztes Lösungsmittel in der Chemie, Biologie und der Technik. Die außergewöhnlichen Eigenschaften und des Wassers lassen sich mit seinen Bindungs- und Strukturverhältnissen erklären. Auf welche Weise Wasser mit anderen Partnern reagiert, hängt jedoch hauptsächlich von den Bindungseigenschaften des jeweiligen Stoffes ab. Man unterscheidet folgende Reaktionen:

1. Hydratation
2. Protolyse
3. Hydrolyse
4. Redoxreaktionen mit Wasser
5. Komplexbildung
6. Hydratisierung

Salze werden in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt, um frische aber leicht verderbliche Nahrungsmittel länger haltbar zu machen. Durch Verfahren wie Einsalzen, Pökeln oder durch Zusetzen anderer Salze werden Bakterien und Keime abgetötet und die Lebensmittel konserviert (lat. conservare = erhalten).

Sauerstoff ist ein Element der VI. Hauptgruppe und bildet mit fast allen Elementen des Periodensystems stabile Oxide. Als Bestandteil der Oxide und anderer Verbindungen (z. B. Silicate, Carbonate) ist Sauerstoff das häufigste Element der Erdkruste. Reaktionen unter Beteiligung von Sauerstoff wie die Verbrennung von Kohle oder von Kohlenhydraten (Atmung) sind wichtige Prozesse in Natur und Technik. Solche Prozesse bezeichnet man als Oxidationsreaktionen.
Der Luftsauerstoff und das häufigste Elementoxid, das Wasser, ermöglichen erst das Leben auf der Erde. Aber auch viele technisch wichtige Werkstoffe wie Glas (Siliciumdioxid), Keramiken (Aluminiumoxid) oder Erze (Eisenoxid) sind Oxide. Aus der Reaktion der Oxide mit Wasser entstehen entweder Säuren oder Basen.

Schwefel als Element der VI. Hauptgruppe kommt sowohl gediegen als auch in Form von Sulfiden und Sulfaten in der Erdkruste vor. Schwefel und viele Schwefel-Verbindungen sind vor allem in der chemischen Industrie von außerordentlicher Bedeutung. So werden jährlich über 150 Millionen Tonnen Schwefelsäure als einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie produziert. Diese werden vor allem zur Herstellung von Düngemitteln und zur Aufbereitung von Titanerzen benötigt.
Der hohe Schwefelgehalt in fossilen Brennstoffen trägt zur Entstehung des sauren Regens bei. Das bei der Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas entstehende Schwefeldioxid muss deshalb in Entschwefelungsanlagen aus den Abgasen von Industrieanlagen und Kraftwerken entfernt werden.

Silicium ist bei niedrigen Temperaturen ein reaktionsträges Element, das Halbleitereigenschaften aufweist. Es bildet als Element der IV. Hauptgruppe überwiegend Verbindungen, in denen es in der Oxidationsstufe +IV vorliegt. Die bekannteste Verbindung ist Siliciumdioxid, (Quarz). Silicium liegt in zahlreichen, oft kompliziert zusammengesetzten Silicaten vor, die in den verschiedenen Gesteinen (Granit, Porphyr, Gneis) zu finden sind. Hochreines Silicium wird in der Fotovoltaik und der Mikroelektronik verwendet.

Silicium als Element der IV. Hauptgruppe ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Allerdings kommt es nur in Form von Siliciumdioxid und davon abgeleiteten Verbindungen, z. B. den Silicaten, vor. Viele Gesteine und Mineralien wie Quarz, Feldspat oder Tonerden sind Silciumverbindungen. Reines Silicium kann nur industriell hergestellt werden und ist von großer Bedeutung als Halbleiter in elektronischen Bauelementen und in der Solartechnik.
Siliciumdioxid und Silicate sind die Hauptbestandteile von Glas, finden aber auch andere vielfältige Anwendungen, z. B. als Schleifmittel oder technische Katalysatoren. Auch leistungsfähige keramische Werkstoffe und die als Dichtungsmaterial bekannten Silicone sind Verbindungen des Siliciums.

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.

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 – Hauptgruppenelemente und Verbindungen“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

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 – Komplexverbindungen“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

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 – Nebengruppenelemente und Verbindungen“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

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.