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Promoting Chemistry-Additional Sources-DE-2.0

CITIES Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21

1

Griech.: Dialysis = Auflösung

Semipermeable Membran lat.: semi = „halb“, „teilweise“ und permeabel = „durchlässig“ nur die kleinen Moleküle gelangen durch die Trennwand

Ein Molekülsieb

http://de.wikipedia.org/wiki/Dialyse



2

Das Zauberpulver in den Babywindeln

Trockene und gequollene Superabsorptionspartikeln

Der Superabsorber, ein grobkörniges Pulver

1g Polymer absorbiert bis zu 1000g Wasserhttp://de.wikipedia.org/wiki/Superabsorber / http://www.chemgapedia.de

http://de.wikipedia.org/wiki/Superabsorber%20/

http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere



3

Wettlauf der Stoffe

Chromatographie: Griechisch: chroma und graphein = Farbe zeichnen



4

Heute entstehen durch automatisierte Methoden solche Chromatogramme.

Was ist drinnen und wie viel davon?

http://www.ntk-landau.de/chromatographie/Auswertung_SC.htm



5

Pommes-Frites Moleküle

ein Stoff, der sich zum Teil wie eine Flüssigkeit und zum Teil wie ein Festkörper verhält.

Die stäbchenförmige Moleküle richten sich in regelmäßigen Mustern aus (parallel) . http://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BCssigkristall

Flüssigkristall unter dem Mikroskop



6

An unexpected observation

.... which we can now share



7

1970: A patent

.... and a publication: M. Schadt, W. Helfrich, Voltage Dependent Optical Activity of

a Twisted Nematic Liquid Crystal Appl. Phys. Lett. 19, 127 (1971)



8

Chemists see molecules dance



9

Wildes Durcheinander

Regelmäßige Ordnung



10

Das Innere des Taschenrechners Anwendung finden die Flüssigkristalle auch in Flachbildschirmen

Und das kann man damit machen

http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/laptops/laptop_screen2.html

Das Ergebnis von Außen



11

Vom Johannisbrotbaum in den Pudding

O

OOH

HH

OHOH

H H

HCH2

O

O

OOH

HH

OH

H H

H

OH

O

OOH

HH

OH

H H

H

OH

O

OHOH

HH

OH

H H

H

OH

O

HH

OH

H

OH

H OH

H

OH

Johannisbrotkernmehl nimmt das 80-100 fache seines Eigengewichtes an Wasser auf

Polysaccharid aus Mannose und Galactose

Eingesetzt zum Verdicken von Süßwaren, Soßen, Puddings und vielem mehr

http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/verdicker/verdickungsmittel.vlu/Page/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/verdicker/natuerl.vscml.html



12

Fette in unserem Blut

Fette sind Triester von Glycerin

Fette sind lipophil(lipos griechisch Fett; philos-Freund)

unser Blut besteht zu 90% aus Wasser, deswegen werden Fette im Blut an Eiweißmoleküle angelagert transportiert

ist zuviel im Blut, bilden sich Tröpfchen, das nennt man lipämisches Blut

http://en.wikipedia.org/wiki/Fat



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Nachweis von Blutfetten

• enzymatische Farbreaktion

• Enzym: Lipoproteinlipase

• Lipoproteinlipase spaltet das

Triglycerid in Glycerin

• durch Folgereaktionen entsteht ein roter Farbstoff => lipämisches Blut

• die Intensität der Rotfärbung ermöglicht eine quantitative Aussage über den Blutfettgehalt

http://www.gengland.de/files/vorklinik/Biochemie/Protokoll%20-%20Lipide.pdf

http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/digestion/smallgut/absorb_lipids.html



14

Kunststoffbälle einmal anders betrachtet

• Deutung von Kunststoffbällen aus Gummi

• Vernetzt und unvernetzt

http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ch/9/mac/polymere_werkstoff/duroplaste/duromere.gif

http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Cellulose-3D-vdW.png



15

Zu jeder Schraube passt nur eine Mutter

Modell einer Neutralisationsreaktion

+ →

OH- + H3O+ → 2 H2O



16

Titration von Haushaltsessig mit Natronlauge und Phenolphthalein

Den Endpunkt der Titration zeigt Phenolphthalein an

Über das zugegebene Volumen an NaOH kann der Gehalt an Säure im Essig bestimmen http://www.dkimages.com/discover/previews/890/25053821.JPG



17

Der Endpunkt der Titration von Essig mit NaOH liegt im Alkalischen, damit zeigt die Rosafärbung das Ende der Titration an

alle Schrauben haben eine Mutter gefunden

Phenolphthalein ist im Sauren farblos und im Alkalischen rosa



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Phänomene aus der Küche

Warum wird die Sauce nochmals verdickt, wenn wir sie aufkochen?

Eindicken einer Sauce

http://chaoskueche.wordpress.com/2007/11/



19

• Die rohe Stärke löst sich in kalten Wasser nicht• Sie sinkt einfach zum Boden und beginnt zu quellen• Im kochenden Wasser werden die Stärkemoleküle gelockert

und bilden ein Netz und sind somit „dicker“ • Bei erhöhter Temperatur kann die Stärke ein Vielfaches ihres

Eigengewichtes binden • Durch Säurezugabe werden die Bindungen gebrochen und

die Sauce wird wieder dünn



20

Noch mehr aus der KücheWarum dünstet man (außer manche Leute in England) Möhren in Fett an und kocht sie nicht nur in Wasser?Karotten haben den höchsten β-Carotin-Gehalt und damit sind sie ausgezeichnete Vitamin A Lieferanten



21

β-Carotin

• β-Carotin ist unpolar und damit fettlöslich β-Carotin kann vom Körper nur aufgenommen

werden, wenn mit der Nahrung Fett zugeführt wird

=> Karotten werden im Fett angedünstet

http://de.wikipedia.org/wiki/Carotin



22

Vitamin A

•Beta Carotin = Provitamin A

•Provitamin A kann im Körper dann zu Vitamin A umgebaut

http://de.wikipedia.org/wiki/Retinol



23

Inhaltsstoff:Aluminium-Chlorohydrat Al2(OH)5Cl

Wirkstoff gegen den Schweiß

http://www.ciao.de/Nivea_Deodorant_Pure_Invisible_Spray__7701115

http://de.wikipedia.org/wiki/Alaun



24

Aluminiumchlorid-HexahydratAluminium-Chlorohydrat liegt Aluminiumchlorid-Hexahydrat zugrunde. Das ist (AlCl3 · 6 H2O)

Alumimiumchlorid-Hexahydrat stellt man sich als Komplex vor

lat. Complexus = umarmen, umschließen

in diesem Komplex umschließen die sechs Wassermoleküle das zentral angeordnete Aluminium-Ion

http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen.pdf



25

Doch was macht das Aluminium im Deodorant oder Antitranspiranten?

Aluminium reagiert sauer mit Wasser

Eine mit einem Indikator versetzte Lösung zeigt uns das an http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen.pdf



26

Schweiß besteht aus Proteinen

Proteine sind unter natürlichen Bedingungen löslich

Aluminium ändert diese natürlichen Bedingungen

Die Lösung wird sauer, die Struktur der Proteine ändert sich

Dies nennt man DenaturierungLösliche Proteinehttp://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/faltung/denaturierung.vscml.html



27

Aluminium verengt durch Denaturierung von Proteinen auf der Haut die Poren und vermindert so die Schweißbildung

Diese Eigenschaft wird als adstringierend (zusammenziehend) bezeichnet

Durch die Denaturierung lagern sich die Proteine anders zusammen

Die Proteine sind jetzt nicht mehr löslich

http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/faltung/denaturierung.vscml.html



28

Deodorant Antispirant – wo liegt der Unterschied?

Antispirant = Schweißhemmer: Ein Antispirant soll den Schweiß und damit auch den Schweißgeruch verhindern, das geschieht durch Aluminiumchlorid

Deodorant: Ein Deodorant (kurz Deo) soll unangenehmen Körpergeruch bekämpfen (Wirkung beruht auf dem Abtöten von Bakterien, die den unangenehmen Schweißgeruch verursachen)

Deodoranten sind häufig Antitranspirantien zugemengt

http://de.wikipedia.org/wiki/Antitranspirant

http://de.wikipedia.org/wiki/Deodorant



29

Mallebrin• Zur Behandlung von Entzündungen der

Schleimhaut des Mund- und Rachenraumes• Wirkstoff: Aluminiumchlorid

→ Aluminiumchlorid schützt die Schleimhäute vor dem Angriff von Krankheitserregern→ Aluminium führt zum Aufbau einer Schutzschicht

von Proteinen auf den Zellmembranen

Auch bei Halsweh wirkt Aluminium



30

Ungesättigte Fettsäure

Pflanzliche Fette

Gesättigte Fettsäure

Tierische Fette

Ganz unterschiedliche Fette

http://de.wikipedia.org/wiki/Transfetts%C3%A4uren



31

gesättigten Fettsäuren haben höhere Schmelzpunkte, sie sind bei Raumtemperatur fest

ungesättigten Fettsäuren sind durch die gebogene Molekülstruktur flüssig => Öle

http://courses.cm.utexas.edu/jrobertus/ch339k/overheads-2/ch11_fatty-acid-struct.jpg



32

Fette haben wichtige Aufgaben: • Energieträger, sie machen 30-35% der Energiezufuhr des

Menschen aus

• Vehikel für fettlösliche Vitamine => siehe Karotten!!!!

• Körperfette bilden das Energiereservoir des tierischen Organismus. Sie sind Kohlenstofflieferanten.

• In tierischen Fetten liegen vorwiegend gesättigte Fettsäuren vor, das sind jedoch die Dickmacher

• Pflanzliche Fette enthalten ungesättigte Fettsäuren, sie sind häufig Öle



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Fetthärtung

Nebenprodukt der Fetthärtung sind die trans-Fettsäuren(benachbarte C-Atomen auf gegenüberliegenden Seiten)

gesundheitlich problematischNatürlich vorkommend sind nur die cis-Bindungen (benachbarte C-Atome sind auf gleicher Seite)

Margarine entsteht durch Fetthärtung

http://content.answers.com/main/content/wp/en-commons/thumb/f/fe/250px-Margarine.jpg



34

Zwiebeln zum Osterei färben

Eine Zwiebel enthält Quercetin, einen Naturfarbstoff

Die Schale eines Eis enthält Kupfer, Eisen und Aluminium

http://www.cityforum-profrankfurt.de/cms/upload/bilder/Stoeffche/07-09-13-ei01.jpg http://www.photosoph.de/



35

Quercetin bildet mit den Metall-Ionen der Eierschale einen Komplex

mit Aluminium entstehen gelbe Komplexverbindungen mit Eisen bilden sich braune Verbindungen Durch das Kupfer rote Verbindungen

http://www.chf.de/eduthek/projektarbeit-faerben-mit-naturfarbstoffen.html#4-2

Durch das Einwirken der Zwiebelschale färbt sich das Ei braun

http://www.old.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/umat/zwiebel/zwiebel.htm



36

Verbindungshelfer• Emulgatoren besitzen einen hydrophilen Teil

(wasserfreundlichen) und einen lipophilen (fettfreundlichen) Teil, sie sind amphiphil

• der hydrophile Teil verbindet sich mit Wasser, der lipophile mit Öl, damit vereint er beide Stoffe

Mizelle

http://de.wikipedia.org/wiki/Tensid



37

• Ein Emulgator erzeugt eine Emulsion• Zwei Flüssigkeiten, die ineinander nicht

löslich sind, werden vermischt.

Der grenzflächenaktive Emulgator vermischt die beiden Flüssigkeiten

http://de.wikipedia.org/wiki/Emulsion



38

Emulgatoren kommen in Produkten des täglichen Lebens vor z.B. Kosmetika, Lebensmitteln…

mit Emulgator ohne Emulgator

http://www.cognis.com/company/Press+and+Media/Press+Releases/2007/Press+Room+NH+February+9_2007+(de).htm



39

Milch: Eine Öl-Wasser-Emulsion • Milch besteht im Wesentlichen aus

Wasser und Fett• In der Milch sind als natürliche

Emulgatoren (Lecithine) enthalten• Lecithine umschließen die Fetttröpfchen

und verteilen diese in der Milch

Struktur der Lecithine



40

Bullrich-Salz• Bullrich-Salz

- Zum Einnehmen – gegen Sodbrennen Magendruck, Völlegefühl. - Neutralisiert überschüssige Magensäure- Traditionell angewendet als mildes Arzneimittel seit über 150 Jahren

• Arzneilich wirksamer Bestandteil: Natriumhydrogencarbonat• 1827 wurde das Bullrich Salz als Universalsalz von dem

ehemaligen Apotheker August Wilhelm Bullrich auf den Markt gebracht

• Durch geschickte populäre Werbung wurde es eines der bekanntesten Hausmittel in Deutschland

http://www.apo-baer.de/BullrichSalzTab_sml.jpg



41

Die DNA ist in aller Munde• alle Tiere und Pflanzen enthalten DNA im Zellkern • täglich nehmen wir mit der Nahrung etwa 1g DNA auf •Aus dieser DNA gewinnt der Körper Bausteine zum Aufbau körpereigener DNA

http://www.dialog-gentechnik.at/binaries/108927.pdf

Obst Pflanzenzellen (Zellkern markiert)

Im Zellkern enthaltene DNA



42

Warme Hände dank dem Bär

der Bär enthält eine metastabileNatriumacetatlösung, das heißt,mehr Salz ist gelöst als eigentlich möglich ist

Durch Störungen entsteht einestabile Phase

Metastabil: schwache Stabilitäthttp://www.werbefirma.de/shop/de/dept_228.html



43

Der rote Ball steht für den metastabilen Zustand Durch Energiezugabe rollt der Ball den kleinen Berg hinauf, kleine Störung des SystemsDie Zugabe entspricht der Energie, die nötig ist, um das System in einen stabilen Zustand zu überführen (blauer Ball), der stabile Zustand hat die geringste Energie

http://de.wikipedia.org/wiki/Metastabilit%C3%A4t



44

durch Knicken des Metallplättchens (Störung des Systems) kommt es zur Kristallisation => stabilen System

Und bei der Kristallisation wird Ionisationsenergie in Form von Wärme frei

So wärmt der Bär unsere Hände!!!

http://www.kopfball.de/frgevg.phtml?kbsec=frgevg&kbfrgevgsec=dtl4



45

Spinat

Herkömmlicher Spinat enthält

• Mineralien

• Vitamine

• Eiweiß

• Eisen

Die grüne Farbe des Spinats entsteht durch den grünen Pflanzenfarbstoff Chlorophyll.



46

Chlorophyll

http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/chlrphyl/chlrphyl.html

Grüner Magnesium-Chlorophyll-Komplex

Chlorophyll kann von dem Enzym Chlorophyllase abgebaut werden dadurch verliert der Spinat seine Grünfärbung



47

Doch warum kochte Apicius den Spinat im Kupfertopf?

Apicius konnte beim Kochen des Spinats in Kupfertöpfen beobachten, dass die Intensität der Grünfärbung zunahm. Grund: Schon eine minimale Konzentrationen an Kupfer-Ionen reicht aus, um das Magnesium aus dem Chlorophyll gegen Kupfer zu ersetzen. Der entstehende Kupfer-Komplex ist stabiler und kann nicht mehr so leicht abgebaut werden.

http://www.kopfball.de/arcexp.phtml?kbsec=arcexp&selExperiment=413&dr=datum&print=on&tmsp=1207089443

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