Was ist Chemie?

Auszug aus dem AB: Was ist Chemie?–passend zum Lernprogramm


LERNPROGRAMM: Was ist Chemie? – (PC Download)

Geschichte der Chemie

Es folgen Auszüge aus dem AB: Geschichte der Chemie—überarbeitet

Im Altertum standen handwerkliche Interessen im Vordergrund, die zu  einem ersten Einsatz von chemischen Prozessen bereits vor mehr als 5000 Jahren führten. In diese Zeit fallen die ersten  Veredlungen von Grundnahrungsmitteln (Backen, Brauen)  oder die Entwicklung von alltäglichen Gebrauchsgegenständen  (Töpfern, Färben, Gerben ) aber auch die Nutzung von Heilmitteln, oder auch die Erzeugung von Metallen aus Erzen oder die Herstellung von Glas. 

Viele Herrscher hatten an ihren Höfen Angestellte, die für diese Verfahren verantwortlich waren und diese dokumentierten. Im 4. Jh. nach Christus begründeten einige dieser „Forscher“, Mediziner und einige Scharlatane daraus die Alchemie (Alchimie). Ziel dieser  Alchemisten war die Umwandlung von ‚unreinen‘ Metallen in edle, besonders in Gold. Aber auch die Forschung nach dem „Stein der Weisen“, der ewiges Leben versprach, und die Suche nach dem Jungbrunnen( ewige Jugend) waren wichtig. Anfang 1500 wurden alchemistische Werke immer häufiger verlegt und wurden vom breiten Publikum begeistert aufgenommen. Selbst Fürsten begannen damit, in Laboratorien zu arbeiten. Es gab zu dieser Zeit kaum mehr aristokratische Häuser in Mittel- und Westeuropa, in denen keine alchemistischen Studien betrieben worden wären. Die Alchemie war nicht länger eine Geheimlehre. Henning Brand verexperimentierte ein kleines Vermögen beim Versuch den „Stein der Weisen“ herzustellen. Sein Ansatz war die Verarbeitung von 50 Eimern Urin. Den Stein der Weisen hat er nicht gefunden…

 Am französischen Königshaus wurde der Chemiker W. Homberg durch den Herzog von Orléans nach dem Tode Ludwigs XIV beschäftigt, der zum ersten Mal die Neutralisation von Säuren analytisch verfolgte. Isaac Newton, der heute vor allem als Mathematiker und Physiker bekannt ist, betrieb ein Laboratorium. Er soll bis früh in die Morgenstunden Versuche angestellt haben. Der Graf von Saint-Germain konnte Ludwig XV von seinen chemischen Kenntnissen überzeugen. Er arbeitete daran, für die Tuchfabriken neue Farben herstellen zu können. Der Widersacher Saint-Germains hieß Casanova, selbst Alchemist. Casanova selbst galt eher als Betrüger, der von sich behauptete, das Rezept für Lebenselixiere zu kennen, Geheimmittel für die Bereitung von Metallen, Gold und Diamanten. Auch vor Johann Wolfgang von Goethe machte die Alchemie nicht Halt, wie aus seinen Dichtungen des Doktor Faustus bekannt sein sollte. Auf der Suche nach Gold und dem Stein der Weisen wurde beispielsweise das weiße Porzellan durch den Alchemisten Friedrich Böttger entdeckt, die zur Gründung der Porzellanmanufaktur Meißens führte.

Böttger zeigt August dem Starken sein Porzellan (Bild: wikipedia.org, Maler: Kießling)

Der Übergang von der Alchemie zur modernen wissenschaftlichen Chemie vollzog sich ca. 1800  mit dem Franzosen  Antoine Laurent Lavoisier.  Er schuf mit dem Chemiker Jöns Jacob Berzelius eine systematische Sprache für die Chemie und damit die Grundlage für eine einheitliche Fachsprache als Voraussetzung für eine wissenschaftliche Verständigung. 

Die ersten wichtigen Chemiker waren  Boyle, Cavendish, Dalton, Klaproth, Avogadro, Levy, Wöhler, Liebig, Erlenmeyer, Bunsen, Meyer, Mendelejew, uvm.

Das wissenschaftliche Arbeiten entwickelte sich. Man fertigte Aufzeichnungen der durchgeführten Experimente an und plante sein Vorgehen. Es entstand eine Wissenschaft. Sir Humphry Davy und sein Assistent Michael Faraday beispielsweise entdeckten mehrere chemische Elemente und trugen viel zum Verständnis des Elementbegriffes bei. Die Elemente Kalium, Calcium, Strontium, Natrium, Bor, Magnesium und Barium wurden von Davy entdeckt. Außerdem entwickelte Humphry eine Sicherheitslampe für Bergleute und nutze als einer der ersten Wissenschaftler elektrischen Strom für seine Versuche.

Humphry Davy

Heute ist die Chemie aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. In allen Lebensbereichen liefert die Naturwissenschaft Chemie Stoffe, beseitigt Schadstoffe, erklärt Prozesse in Natur und Technik ebenso wie elementare Lebensprozesse. Die Chemie stellt Energie bereit und hilft unser Leben einfacher und effektiver zu gestalten.

Geburt einer Wissenschaft—zur Fernsehdoku Faszination Chemie

Geschichte der Chemie—von der Alchemie zum Nobelpreis( textlastig)

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Übersicht Rettungszeichen

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Saccharose – Zucker (Kohlenhydrate)

Der weiße, kristalline Haushaltszucker oder Kristallzucker der auch einfach Zucker genannt wird, gehört zur Gruppe der Zweifachzucker (Disaccharide) einer Untergruppe der Kohlenhydrate. Andere Bezeichnungen für Saccharose sind Rohrzucker, Rübenzucker, Raffinadezucker oder raffinierter Zucker, brauner Zucker, Rohzucker und Sukrose oder Sucrose.

Ein wissenschaftlicher Name ist α-D-Glucopyranosyl-(1-2)-β-D-fructofuranosid.

Bild von Ulrike Leone auf Pixabay 

Gewonnen wird der Zucker…
vornehmlich aus der Zuckerrübe(Europa), dem Zuckerrohr(Äquatorialzone) und der indonesischen Zuckerpalme. Dazu wird der zuckerhaltige Teil der Pflanze gewaschen, geschnetzelt, ausgelaugt, eingedickt und der so entstehende Sirup in Verdampfern schrittweise kristallisiert. Aus 1 Tonne Zuckerrüben erhält man ungefähr 160kg Zucker.

Die Zuckerrübe wird in Deutschland seit ca. 1800 n.Chr. kultiviert und zu einer zuckerreicheren Art gezüchtet.
Die ersten Zuckerrüben (Runkelrüben) enthielten ca. 8% Zucker

Zuckerrohr

Zuckerrohr war bis 1800 n.Chr. die einzige Zuckerquelle. Ihre Kultivierung gelang nur in subtropischen und tropischem Klima . Sie benötigt Temperaturen zwischen 25°C und 30°C. Unter 15°C wächst das Süßgras nicht. Ihre Nutzung begann um 500 v .Chr. im asiatischen Raum. Von dort breitete sich die Nutzung dieser Pflanze bis um das Mittelmeer herum aus.

Zuckerrohr liefert bei 2 (Indien) bis zu 5 (Brasilien) Ernten pro Jahr ca. 20% Zuckersaft im Mark.
Es wird in Brasilien auch zur Herstellung von Bioethanol für Fahrzeuge genutzt. Dort fahren beinahe alle Autos mit einer Motorvariante – gebaut von VW – die sowohl Benzin als auch Ethanol nutzen kann.

Herstellung von Zucker aus Rüben

Zucker aus Zuckerrohr (unraffiniert)

Zuckersaft – ein Erfrischungsgetränk

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Ethen und Ethin

Die besondere Geometrie des Kohlenstoffatoms erlaubt auch die gemeinsame Nutzung mehrerer Elektronenpaare. Dadurch entstehen die doppelte Atombindung – Doppelbindung und die dreifache Atombindung – Dreifachbindung.

Da diese Stoffe relativ wenig Wasserstoff an den Kohlenstoffatomen binden, heißen diese Substanzen auch „ungesättigte Kohlenwasserstoffe“. Solche Stoffe können durch Katalysatoren oder auch Fremdmoleküle in die Lage versetzt werden, ihre Mehrfachbindung aufzuspalten und weitere Atome an das Molekül zu „addieren“, sie werden gesättigt.

Ethen C2H4 (Ethen bei Wikipedia)

Ethin C2H2 (Ethin bei Wikipedia)

Arbeitsblatt – Ethen, Ethin

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Alkane – Moleküle

gasförmige Alkane
Methan, Ethan,Propan und Butan

Methan CH4

Ethan C2H6

Propan C3H8

Butan C4H10

flüssige Alkane
Pentan, Hexan, Oktan… bis Heptadekan

Pentan C5H12

Hexan C6H14

Heptan C7H16

Oktan C8H18

Nonan C9H20

Dekan C10H22

die ebenfalls flüssigen Undekan C11H24 und Dodekan C12H26 folgen …

Feste Alkane

Oktadekan C18H38

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