Maximilian Kolb

Industrielle organische Chemie

In diesem und in den folgenden Abschnitten wird die industrielle Herstellung wichtiger organischer Grundchemikalien beschrieben, aus denen man bedeutende Zwischen- und Endprodukte synthetisiert, wie Tenside, Pharmaka, Farbstoffe, Kunststoffe.

Industrielle anorganische Chemie

Als Industriechemikalie steht die Schwefelsaure an erster Stelle. Uber die Menge der produzierten Verbindungen werden jahrlich Listen erstellt, die unter den zehn bedeutendsten Chemikalien mehr anorganische als organische Substanzen ausweisen. In der nachsten Dekade halten sich organische und anorganische Verbindungen etwa die Waage, wahrend ab Nr. 21 organische Verbindungen uberwiegen.

Gewässer und Abwasser

Gewasser sind nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) so zu bewirtschaften, das sie dem Wohl der Allgemeinheit und verbunden damit dem Nutzen einzelner dienen. Das Bevolkerungswachstum und der starke Anstieg der industriellen Produktion nach dem Zweiten Weltkrieg fuhrten zu einer zunehmenden Verschmutzung der Gewasser, so das chemische, physikalische und biologische Verfahren zur Abwasserreinigung und zur Trinkwasseraufbereitung entwickelt werden musten.

Chemische Bindung, Teil 1

Wenn man die Materie problemlos bis zu den Atomen hinunter betrachten konnte, so wurde man feststellen, das einzelne Atome kaum vorkommen. Die Natur zieht es vor, Atome zu Gruppierungen zusammenzufassen; offensichtlich ist dies aus energetischen Grunden gunstiger.

Wasser und wäßrige Lösungen

Wasser hat die Summenformel H2O (Abschn. 3.2.3). Es liegt ein gewinkeltes und polares Molekul (chemischer Dipol) vor. Die Wassermolekule beeinflussen sich derart, das sie bei Temperaturen unterhalb von 100 °C nicht isoliert, sondern assoziiert auftreten. Wie im Fluorwasserstoff (Abschn. 3.2.5) gibt es auch bei Wasser eine Wasserstoffbruckenbindung, die den hohen Siedepunkt bewirkt. Hydrogensulfid H2S (Schwefelwasserstoff) ist demgegenuber ein Gas mit Kp. -60,3 °C.

Der feste Zustand — Chemische Bindung, Teil 2

Naturwissenschaftliche Begriffe und Namen haben haufig eine Etymologie, die auf die griechische oder lateinische Sprache hinweist. Das gilt auch fur das Wort Kristall: kristallos: Eiszapfen.

Nomenklatur; Normung; Literatur

Fur ein reibungsloses Verstandnis in allen Bereichen des Lebens ist das Einhalten bestimmter Spielregeln und das Sprechen einer fur alle verstandlichen Sprache Voraussetzung. So wie man zum „Duden“ greift, wenn ein Problem der Rechtschreibung auftritt — weil 1955 die Kultusminister der Lander dieses Werk zur amtlichen deutschen Rechtschreibung, zur „Autoritat“ in der Bundesrepublik Deutschland erklarten —, so benotigt auch der Chemiker in allen Fragen der Nomenklatur eine Autoritat. Diese verbirgt sich hinter der Abkurzung IU PAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), ein im Jahr 1919 gegrundetes Gremium, das in verschiedene Divisionen und diese wiederum in einzelne Kommissionen unterteilt ist. Die von der Kommission „Nomenklatur“ herausgegebenen Empfehlungen, wie etwa „IUPAC Nomenclature of Inorganic Chemistry“, gehoren zu den bedeutendsten Richtlinien des chemischen Alltags.

Kinetik chemischer Reaktionen

Fur die Durchfuhrung chemischer Reaktionen — als Beispiel kann wieder die Ammoniaksynthese herangezogen werden — sind folgende Kenntnisse wichtig: In welchem Verhaltnis reagieren die Reaktionspartner (Stochiometrie)? Ist eine Reaktion uberhaupt moglich? Diese Frage behandelt die chemische Thermodynamik (s. Freie Enthalpie). Welche Reaktionswarme (∆HR) wird frei, oder mus eventuell Energie zugefuhrt werden? Dies wird ebenfalls mit Hilfe der Thermodynamik berechnet. Wie kann man sich den molekularen Ablauf (d. h. den Mechanismus) der Reaktion vorstellen? (Abschn. 10) Wie schnell lauft die betrachtete Reaktion ab? Diese Frage fuhrt in das Gebiet der chemischen Reaktionskinetik [30].

Einblick in die Polymerchemie

Die IUPAC-Bezeichnung polymer kann man mit „aus vielen Teilen bestehend“ ubersetzen (poly: viel, meros: Teil). Eine Substanz ist polymer, wenn ihr Molekulaufbau die wiederholte Aneinanderreihung bestimmter Atomgruppierungen erkennen last, also etwa -X-X-X-X-X-X-X-. Der einzelne Baustein X ist das Monomer. Man spricht von Polymerisation, wenn man Monomere in ein Polymer uberfuhrt. Die Anzahl der das Polymer aufbauenden Monomereinheiten nennt man Polymerisationsgrad. Ein Polymer konnte beispielsweise den mittleren Polymerisationsgrad 1000 haben. In diesem Falle sind durchschnittlich immer 1000 Mono-mere miteinander verbunden.

Elektrochemische Stromerzeugung (Umkehrung der Elektrolyse)

Die Geschichte der Elektrochemie beginnt mit der Entwicklung der elektrochemischen Stromquellen (Abschn. 9.6.2). Sie begann 1789 mit der Beobachtung von Galvani, sie uberlebte die epochemachende Erfindung von W. Von Siemens 1866 (Dynamomaschine), und sie dauert bis heute an.