Globi forscht und entdeckt

Ein Sachbuch für Kinder

Chemie mit Globi

Zum Internationalen Jahr der Chemie 2011 ist dieser Band entstanden. Er zeigt viele spannende und grundlegend wichtige chemische Phänomene, denen die Kinder im Alltag oder in der Natur begegnen. In kleinen Geschichten wird erzählt, wie Globi Che-mie erlebt und chemische Vorgänge entdeckt. In Sachtexten wird erklärt, was warum geschehen ist. Wichtige Zusatzinformationen sind in Kästen eingefügt. Anhand vieler spannender Experimente können die Kinder chemische Phänomene selbst auf einfa-che (und ungefährliche) Weise nachvollziehen. «Chemie mit Globi» ist kein Lehrbuch im eigentlichen Sinn. Es werden auch keine erschöpfenden Antworten geliefert. Im Zentrum steht Globis Charakter als neugieriger, pfiffiger und kecker Entdecker und Erforscher. Gleich ihm sollen die Kinder neugierig sein – beobachten, Fragen stellen und versuchen, chemischen Phänomenen auf den Grund zu gehen.

Für diesen Band hat der Verlag mit der «Plattform Chemistry» der Akademie der Na-turwissenschaften Schweiz (SCNAT) und einem Team von Hoch- und Mittelschulleh-rern des Fachbereichs Chemie zusammengearbeitet.

Das Buch richtet sich an Kinder ab Lesealter bis 12 Jahre.

Weitere Bücher aus der GlobiWissen-Reihe:

www.globi.ch

9 7 8 3 8 5 7 0 3 0 0 7 9

ISBN 978-3-85703-007-9

Ein Sachbuch von Globi

Geschichten vom Wasser

Ohne Wasser kein Leben. Doch dass es gar nicht selbstverständlich ist, dass Wasser jederzeit und überall zur Verfügung steht, lernt Globi in diesem Buch. Er folgt dem Rhein von dessen Ursprung bis zur Mündung in die Nordsee. Dabei lernt er verschiedene Lebensräume von Pflanzen und Tieren kennen.

Globi will auch wissen, wie wir Menschen das Wasser nutzen, wie es in unsere Haushalte kommt, verbraucht, abgeführt und wieder gereinigt wird. Das alles lässt er sich bei Besuchen im Wasserwerk, im Klärwerk und in den Tiefen der Kanalisation von Fachleuten zeigen. Im Kraftwerk lernt er, wie aus Wasser Strom produziert wird und erfährt, warum es auch Treppen für Fische gibt.

Mit einem Berufsfischer darf Globi zur Arbeit fahren und von einem richtigen Kapitän wird er auf eine grosse Schiffsreise mitgenommen an deren Ende die Hafenstadt Rotterdam liegt.

Und schliesslich geht es schliesslich um den Wasserkreislauf, den Zusammen-hang von Wasser, Wetter und Klima, und man begreift damit die elementare Rolle des Wassers in der Natur und für die Menschen. Das abwechslungsreich illustrierte Buch zeigt auf anschauliche und unterhaltsame Weise, wie wertvoll Wasser für unseren Planeten ist.

Das Buch ist für aufgeweckte Kinder von 7 bis 11 Jahren und bietet auch für Erwachsene interessante Informationen. Es ist in Zusammenarbeit mit dem WWF Schweiz entstanden.

www.globi.ch 4

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ISBN: 978-3-85703-365-0

Ein Sachbuch von Globi

Geschichten vom Bauen

978-3-85703-365-0 978-3-85703-334-6 978-3-85703-333-9 978-3-85703-330-8978-3-85703-372-8

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Schöpfer der Globi-Figur: Robert LipsChemie mit Globi – Globi forscht und entdeckt. Ein Sachbuch für Kinder Copyright © 2011Globi Verlag, Imprint Orell Füssli Verlag AG, Schweizwww. globi.ch1. Auflage 2011ISBN 978-3-85703-007-9

Alle Rechte vorbehaltenDieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Nachdrucke, auch nur einzelner Teile,sind nur mit Genehmigung der Orell Füssli Verlag AG, Globi Verlag gestattet.

Umweltverträglich gedruckt und verpackt

Druck: Himmer AG, Augsburg

DanksagungFrau Dr. Barbara Winter-Werner, Geschäftsführerin der «Platform Chemistry» der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT, www.scnat.ch), hat massgeblich an diesem Buch mit-gewirkt. Sie hat uns in allen Belangen unterstützt, uns fachlich und inhaltlich beraten mit Unter-lagen versehen, Fragen beantwortet und sämtliche Prozesse wachsam begleitet. Sie war uns eine grosse und geschätzte Hilfe. Für die kompetente und engagierte Partnerschaft und Unter-stützung möchten wir uns an dieser Stelle bei ihr sehr herzlich bedanken. Für das Überprüfen verschiedener Manuskripte bedanken wir uns ebenfalls bei:Prof. Dr. Jürg Hulliger, Professor am Departement für Chemie und Biochemie der Universität Bern; Dr. Klemens Koch, Dozent für Fachdidaktik Chemie an der Pädagogischen Hochschule Bern, Konrektor und Gymnasiallehrer für Chemie am Seeland Gymnasium Biel, Präsident des Vereins Schweizerischer Naturwissenschaftslehrerinnen und Naturwissenschaftslehrer;Dr. Markus Müller, Kantonsschule Frauenfeld;Vesna Klingel, Chemielehrerin an der Kantonsschule Frauenfeld;Dr. Hans Ueli Ehrensperger, Chemielehrer i.R.

Herausgeber: Globi VerlagIllustrator: Daniel MüllerAutor: Jürg LendenmannLayout: Giorgio ChiappaFachlektorat: Barbara Winter-Werner

Chemie mit Globi Globi forscht und enteckt

4

Vorwort Liebe Kinder, liebe Erwachsene

Was ist Chemie? Welche Rolle spielt sie in unserem Leben? Wo treffen wir im Alltag – zu Hause, draussen oder in der Schule – Vorgänge und Dinge, die mit Chemie zu tun haben? In diesem Buch geht Globi diesen Fragen nach und findet viele Ant-worten.

Lange bevor Chemie zu einer exakten Wissenschaft wurde, hat der Mensch chemi-sche Vorgänge genutzt. So etwa beim Backen von Broten, beim Gerben von Leder, beim Färben von Kleidern oder bei der Herstellung von Wein und Essig und vielen anderen Tätigkeiten. Gerade in den letzten beiden Jahrhunderten fanden viele Entwicklungen und Erfindungen statt, sodass es heute kaum einen Lebensbereich mehr gibt, bei dem die Chemie nicht eine wichtige Rolle spielt.

Globi berichtet hier von seinen spannendsten Erlebnissen. Manchmal allein aber oft zusammen mit seinem Freund, dem Chemieprofessor Justus K. Rauch, erkundet er die Chemie. Globi erfährt, wie sich diese Wissenschaft von den alten Ägyptern und Chinesen über die Goldmacher des Mittelalters bis heute entwickelt hat und er lernt die Atome und Moleküle kennen, aus denen alle Stoffe zusammengesetzt sind.

Wer ein guter Chemiker ist, der experimentiert! Globi zeigt euch seine liebsten Experimente, die ihr leicht selber ausprobieren könnt. Manchmal spritzt es oder blubbert, es raucht oder verfärbt sich…aber mehr wollen wir hier nicht verraten. Experimentieren macht nicht nur grossen Spass, sondern hilft die chemischen Vorgänge zu verstehen.

Wetten: Bald werdet ihr fast überall, wo ihr hinschaut, nur noch «Chemie» sehen! Chemie ist nämlich in Kunststoffen, Farben, Leimen, Rost und vielen Dingen mehr. Chemische Vorgänge passieren auch in der Natur.

Wir sind überzeugt, ihr werdet euch, wie Globi, für die Chemie als eine spannende und unterhaltsame Wissenschaft begeistern.

Prof. Dr. Denis Monard Präsident der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT)

� 5

Inhaltverzeichnis

� 4 Vorwort� 6 Das Abenteuer Chemie beginnt� 10 Wo überall steckt Chemie drin?� 12 Die Geschichte der Chemie � 17 Atome – die Unteilbaren� 18 Das Periodensystem: Alle Elemente der Welt genial geordnet� 20 Wenn Atome sich verbinden� 22 Eis kann nicht nur schmelzen� 26 Salatsauce ist kein Drink� 28 Kristalle züchten ist einfach� 30 Metalle – eine glänzende Welt� 36 Edelmetalle: edel und teuer� 39 Säuren und Basen� 41 Indikatoren: Chamäleons der Chemie� 44 Salze – nicht nur zum Salzen gut!� 48 Der Zahn der Zeit� 51 Alles nur Kohlenstoff – aber wie!� 54 Das Element des Lebens� 58 Warum braucht’s im Urwald keinen Dünger? � 60 Kunststoffe: meist (zu) langlebig � 62 Wenn Lämpchen und Käfer leuchten� 66 Chemie heisst auch: Medizin� 68 Gele: weder fest noch flüssig� 70 Leime für jeden Zweck� 72 Hefen, kleine Helferchen in Küche und Keller� 78 Wenn Wein zu Essig wird� 80 Indigo färbt Jeans blau� 82 Seife: Vom Heilmittel zum Waschkönig � 86 Parfums und Aromen – die Welt der Düfte� 88 Dem Täter auf der Spur� 90 Chemie ist alles� 92 Kluge Köpfe in der Chemie� 95 Chemische Berufe� 95 Literatur� 96 Quiz

Lieber Globi

Stell Dir vor, ich wurde eingeladen, in der ganzen Welt Vorträge

über Chemie zu halten. Ich werde also in der nächsten Zeit

immer mal wieder für ein bis zwei Wochen verreisen. Wenn Du

diesen Brief liest, bin ich schon unterwegs nach London.

Du weisst doch, dass ich ein kleines Häuschen auf dem Land

habe. Dort schreibe ich gerne an meinen Büchern, male, expe-

rimentiere oder gärtnere. Würdest Du Dich um das Häuschen

kümmern, während ich weg bin? Du weisst ja, was man so

machen muss: Pflanzen giessen, lüften, den Garten pflegen und

so weiter.

Damit das für Dich einfacher ist, könntest Du dort wohnen.

Du kannst alles benutzen, wenn es Dir Spass macht: Es gibt

eine Werkstatt, eine Küche, ein Atelier, eine Biblio thek und

sogar eine kleine Kapelle. Ich kenne Dich doch, Du tüftelst

gerne Dinge aus oder entdeckst Neues und oft experimentierst

Du mit allerlei herum! Übrigens: Ein Labormantel hängt an der

Küchentüre, und eine Schutzbrille findest Du im Wandschrank.

Egal, wie Du Dich entscheidest, ich schicke Dir auf alle Fälle

schon einmal den Schlüssel.

Viele Grüsse,

Dein Freund Justus

� 7

DasAbenteuerChemiebeginntGlobi kommt bei Justus’ Haus an und staunt: So toll hat er es sich nicht vorgestellt. Er freut sich, einzuziehen, das Haus zu erkunden und es sich richtig gemütlich zu machen.

8

EinemissrateneÜberraschungfürJustus

Heute Nachmittag erwartet Globi Justus aus London zurück. Globi möchte zur Überraschung eine Caramel-Crème kochen. Er hat Zucker in die Pfanne gestreut und den Gasherd angestellt. Schon bald verfärbt sich der Zucker, wird langsam braun, und es riecht köstlich.

Da klingelt das Telefon! Es ist Justus. Der Professor berichtet, dass er eine Stunde Verspätung hat. Und dann beginnt er schon von seiner Reise zu erzählen. Darüber vergisst Globi seine Crème!

Als er endlich wieder in die Küche kommt, sieht er, dass die Caramelmasse ganz schwarz geworden ist und fürchterlich raucht und stinkt! Globi packt die Pfanne und rennt mit ihr nach draussen. Er betrachtet die schwarze Masse. «Wie kann aus weissem Zucker so etwas Schwarzes entstehen?», fragt er sich und beschliesst, dem Geheimnis auf den Grund zu gehen. Er ruft Justus an und berichtet ihm, was passiert ist. Der lacht: «Das ist Chemie, Globi! Die Caramelmasse hat sich in der Hitze umgewandelt, und nun hast du Kohle in deiner Pfanne. Wenn du wissen willst, was genau passiert ist, lies im kleinen roten Buch nach. Du findest es im Bücherge-stell. Die wichtigen Stellen habe ich gelb angestrichen.» Und er fügt noch hinzu: «Willkommen im Reich der Forscher! Tschüss und bis gleich.»

� 9

Im roten Büchlein steht:

Aha, denkt Globi: «Mein Zucker hat sich wohl in Caramel umgewandelt und Caramel dann leider in Kohle.» Dann liest er weiter:

Globi ist ganz aufgeregt. «Chemie ist in mir? In den Pflan-zen vor dem Fenster? Chemie passiert, wenn ich koche? Ich will herausfinden, was Chemie ist! Geschehen hier im Haus auch chemische Reaktionen? Kann ich selbst Experi-mente machen?»

ChemischeReaktionenUmwandlungen von Stoffen werden che-mische Reaktionen genannt. Sie gesche-hen überall auf der Erde: im Boden, in Gewässern, in der Luft und auch in allen Lebewesen. Manche Reaktionen gesche-hen von ganz allein, andere müssen Che-mikerinnen und Chemiker zuerst in Gang setzen, zum Beispiel indem sie eine Mischung erhitzen oder eine weitere Substanz zugeben.»

WasistChemie?Chemie ist eine Wissenschaft, die sich mit Stoffen beschäftigt und untersucht, wie diese ineinander umgewandelt wer-den. Stoffe sind für die Chemiker Zucker, Salze, Metalle, Gase, Eiweisse, Fette und andere, aus denen unsere Welt und damit auch wir bestehen. Stattdessen sagt man oft auch Material oder Substanz.

10

WoüberallstecktChemiedrin?Wo Globi auch hinschaut, überall entdeckt er Sachen, in denen Chemie steckt. Warum dem so ist, erfährst du in den folgenden Kapiteln (Zahlen = Seitennummern).

54–56

21–25

27–29,41,44–47,49–50,63–64,76

29,3

2,5

1,8

6

56,61

61–63

63–65

56,66–67,87

37–38

56,58–59

83–8

4

70

80–8

1

38–4

3,4

7,8

5

� 1163–65

13,42,82–86

30–34

68

77

69

48

77–79

86

39

50,76

70,72

43,5

7,7

0

39,42,57,86

70

30,31,33,38

12

DieGeschichtederChemieGlobi brennt darauf, die Welt der Chemie zu entdecken. «Wie lange gibt es eigentlich schon Chemie?», fragt er sich. Er schaut durch die Verandatüre nach draussen, wo noch immer die Pfanne mit der verkohlten Masse steht. «Wenn das Chemie ist, wie Justus sagt, könnte das Feuer am Anfang der Wissenschaft der Chemie gestan-den haben!»

Erectus bückt sich neugierig darüber. Dabei fällt aus seiner Tasche der Rest seiner Jagd-beute: die Keule eines Wildschweins. Das Fleisch fällt in die Kohlen, Funken stie-ben. Erschrocken weicht Erectus zurück. Seine Neugier lässt ihn wieder näher kommen. Er sieht, dass das Fleisch im Feuer ganz dunkel geworden ist. Ob man es noch essen kann? Er probiert davon. Mmmmh, das schmeckt ja herrlich! Im Nu hat er den ganzen Knochen abgenagt. Dann überlegt er angestrengt: Das Feuer ist etwas Gutes! Schade, dass es nur dann da ist, wenn es Blitze gibt. Aber vielleicht kann ich es ja in die Höhle mit-nehmen.

Ob es Erectus war, der entdeckt hat, wie das Feuer gehütet wird?

Diese Geschichte ist frei erfunden. Niemand weiss, ab wann genau der Mensch das Feuer für sich genutzt hat. Weil es für die Entstehung der Kulturen so wichtig war, ranken sich darum viele Geschichten. Bekannt ist die griechische Sage von Prometheus, dem «Feuerbringer».

AmAnfangwardasFeuer–ErectushateineBlitzideeGlobis Idee ist gut. Die chemischen Reaktionen im Feuer scheinen tatsächlich die ersten zu sein, die vom Menschen genutzt wurden. Wie könnte sich diese Entdeckung abgespielt haben?

In der Altsteinzeit, vor 700 000 Jahren: Erectus nähert sich einem Baum, in den vor einigen Stunden der Blitz eingeschlagen hat. Der Baum hatte Feuer gefangen, und nun bedeckt nur noch glühendes, verkohltes Holz die Erde.

� 13

Handwerker,Ärzte,Jäger,PriesterVor 5000 Jahren nutzten die Menschen schon zahlreiche chemische Vorgänge. Vor allem mit Feuer wussten einige Handwerker so gut umzugehen, dass sie in grossen Kohleöfen aus Erzen Metalle herstellen konnten. Andere hatten sich darauf spezialisiert, Stoffe zu färben, Leder zu gerben, Brote zu backen, Seifen herzustellen oder Bier zu brauen.

Vermutlich haben bereits die Neandertaler bestimmte Pflanzen zum Heilen verwendet. Von Funden in Assyrien und Ägypten ist bekannt, dass damals aus Pflanzen, Tieren und Mineralien Hunderte von Arzneimitteln hergestellt wurden. Die Menschen im alten Ägypten waren so erfinderisch, dass sie mit «Chemie» sogar ihre Toten konservierten, also haltbar machten. Heute noch können wir die Gesichter dieser Toten (wir nennen sie auch Mumien) genau erkennen.

Wie Handwerker, Ärzte, Jäger und Priester bei ihrer Arbeit vorgehen mussten, hatten sie von ihren Lehrern gelernt. Erfanden sie etwas Neues, gaben sie diese Erfahrungen an ihre Schüler und Lehrlinge weiter. Wichtig war den Menschen damals, dass ihre Metho-den funktionierten. Weshalb beispielsweise das Brot im Backofen aufging, konnten sie nicht erklären – oder zumindest nicht so, wie es Chemiker heute tun würden.

Chinesen, Griechen, Römer, Inder … Sie alle entwickelten ihre «chemischen Methoden» laufend weiter und erfanden Neues.

DieGriechenimAltertum:vierGrundstoffeunddasUnteilbareDie Griechen Empedokles und Aristoteles lehrten: Alle Stoffe der Welt sind Mischungen aus nur vier Grundstoffen: Feuer, Wasser, Luft und Erde.

Zwei andere Griechen, Leukipp und Demokrit, kamen zum Schluss: Alle Stoffe bestehen aus unteilbaren kleins-ten Bausteinen: den Atomen (griechisch = atomos, das heisst: nicht zerschneidbar, das Unteilbare).

Felle gerben

Seife sieden

Brot backen

Medizin und Parfüm herstellen

Menschen und Tiere mumifizieren

14

Als Justus von seiner ersten Reise zurückkommt, bestürmt ihn Globi gleich mit Fragen: «Wie kann aus weissem Zucker etwas Schwarzes entstehen? Ist das Kohle? War sie …»

«Sachte, sachte», lacht der Professor. «Diese Rätsel hat die Chemie zwar teilweise lösen können, aber die Caramelisierung ist ein so komplexer Vorgang, dass man über ihn noch viel herausfinden kann. Lass uns zusammen einen Tee trinken. Dann erzähle ich dir, wie sich die Leute früher vorstellten, woraus die Welt zusammenge-setzt ist.» Justus kramt in seiner Mappe herum und zieht ein kleines Päckchen heraus. «Für dich. Ein kleines Büchlein mit leeren Seiten: Darin kannst du deine Experimente und Beobachtungen aufschreiben. Das machen alle Chemikerinnen und Chemiker – ja alle Wissenschaftler so.» Globi packt das Büchlein aus. Auf dem Umschlag steht in grossen Buchstaben: «Globis Laborjournal». Globi freut sich riesig, jetzt kann er alles notieren, was er in seinen Experimenten beobachtet!

«Und noch etwas!», meint Justus auf einmal ernst und geht zum grossen Wand-schrank. Er holt daraus die Schutzbrille und den weissen Kittel mit langen Ärmeln. «Hier, das ist auch für dich! Bevor du ein Experiment machst, musst du diese Brille und diesen Kittel anziehen. Auch wenn du noch so vorsichtig bist, kann es passie-ren, dass beim Experimentieren etwas umherspritzt und ins Auge geht.» Globi ist begeistert: «Dann bin ich ja jetzt ein richtiger Chemiker!»

� 15

DieAlchemistenunddasGoldVorgänger der modernen Chemiker waren die Alchemisten. Sie wurden auch Gold-macher genannt, da sie auch versuchten, Metalle wie Blei in Gold zu verwandeln. Sie dachten: Vielleicht hatten die Griechen recht, und alle Stoffe der Welt setzen sich nur aus den vier Grundstoffen Feuer, Wasser, Luft und Erde zusammen. Dann liesse sich durch kluges Zerlegen eines Stoffes und geschicktes Zusammenfügen der Teile vielleicht sogar Gold gewinnen! So kam es, dass die Alchemisten die Eigenschaften von einzelnen Stoffen erforschten und genau beobachteten, was bei einer chemischen Reaktion vor sich geht.

Alchemisten gab es vor allem in China, Ägypten, Griechenland und später im römischen Reich. Im Abendland – dem westlichen Teil Europas –

erreichte die Alchemie im 16. und 17. Jahrhundert eine Hochblüte.

16

Manche Stoffe, die damals in den Experimenten verwendet wurden, waren giftig. Viele Alche-misten arbeiteten mit Quecksilber, einem Metall, das bei Zimmertemperatur flüssig ist. Sie dach-ten, es könne Gold daraus entstehen, wenn es mit dem gelbem Schwefel gemischt wird. Weil Quecksilber sehr giftig ist, wurden viele Forscher krank. Zwar gelang es den Alchemisten nie, Gold herzustellen. Dafür fanden sie andere kostbare Dinge wie Herstellmethoden für Porzellan oder Heilmittel. Und sie entwickelten Trenn- und Reinigungs-verfahren, mit denen die Chemiker zum Teil noch heute arbeiten.

DiemoderneChemieDie moderne Chemie als exakte Wissenschaft nahm im 18. Jahrhundert ihren Anfang. Mit dem Beginn der industriellen Revolution ab ca. 1850 nahm auch die Chemie einen Aufschwung. Fabriken ersetzten kleine Handwerksbetriebe, neue Kraftquellen wie die Dampfmaschine wurden ebenso erfunden wie neue chemische Verfahren, mit denen viele Stoffe einfacher, schneller und billiger hergestellt werden konnten. Viele Meilen-steine der Chemie lernst du in diesem Buch kennen: Dünger, Kunststoffe, Medikamente, Klebstoffe, Wein und Essig, Seifen, Aromen, Farbstoffe.

«Na?», fragt Justus, «wie findest du die Geschichte der Chemie?» Globi ist begeis-tert, so spannend hätte er sich das nicht vorgestellt. Nun ist seine Neugier vollends geweckt: «Und wie geht es weiter?»

Der Professor fährt fort: «Du kannst dir vorstellen, dass vor einigen hundert Jahren noch keine Mikroskope oder andere Geräte erfunden waren, um Stoffe oder Sub-stanzen bis ins Kleinste zu beobachten. Trotzdem fragten sich die Forscher damals, woraus Materie besteht. Sie fanden heraus, dass die Stoffe aus Elementen zusam-mengesetzt sind. Bekannt waren schon den Alchemisten die Elemente Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Blei, Zinn, Quecksilber, Schwefel und Phosphor. Weitere wichtige und schon lange bekannte Elemente, die du noch kennenlernen wirst, sind Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Chlor.»

� 17

Atome–dieUnteilbarenWie es die Griechen Leukipp und Demokrit (siehe Seite 13) schon vorausgeahnt hatten, sind Atome die kleinsten Teilchen, die mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegt werden können.

Jedes Atom besteht aus einem Atomkern, der wiederum aus Protonen und meistens auch Neutronen aufgebaut ist. In einer Hülle um den Atomkern bewegen sich die Elektronen.

Normalerweise haben Atome gleich viele Protonen und Elektronen. Es ist aber auch möglich, dass es weniger oder mehr Elektronen als Protonen gibt, die Atome sind dann positiv oder negativ geladen. Sie heissen dann Ionen (siehe Seiten 40 und 47).

Alle Stoffe, die es auf der Erde gibt, sind aus diesen winzig kleinen Atomen aufgebaut. Es gibt verschiedene Atomsorten, die man Elemente nennt. Bis heute sind 118 verschie-dene Elemente bekannt. Das Element mit den kleinsten Atomen ist der Wasserstoff, seine Atome bestehen nur aus einem Proton und einem Elektron. Das nächst grössere Atom ist dasjenige des Heliums, es besteht aus 2 Protonen und 2 Elektronen und hat dazu noch 2 Neutronen. Das grösste bisher bekannte Atom ist das des Elements Eka-Radon (Ununoctium), es besteht aus 118 Protonen und 118 Elektronen sowie 176 Neutronen.

Weitere Elemente sind zum Beispiel:

C (Kohlenstoff)

O (Sauerstoff)

H (Wasserstoff)

N (Stickstoff)

S (Schwefel)

P (Phosphor)

Cl (Chlor)

Metalle■ Alkalimetalle■ Erdalkalimetalle■ Lanthanoide■ Actinoide■ Übergangsmetalle■ Metalloide

■ Halbmetalle

Nichtmetalle■ Nichtmetalle ■ Halogene■ Edelgase

18

DasPeriodensystem:AlleElementederWeltgenialgeordnet«Also sind die kleinsten Atome gasförmig und die grossen sind schwere Metalle?», fragt Globi. «Gut überlegt, doch so einfach ist es nicht», sagt Justus. «Schau dir diese Tabelle an, die der Chemiker Perioden-system nennt: Alle Elemente sind nach aufsteigender Atommasse angeordnet, und zwar so genial, dass Elemente mit ähnli-chen Eigenschaften ‹beieinander liegen›. In der Kolonne ganz rechts ist zum Beispiel die Gruppe der reaktions-trägen Edelgase, die mit der Gruppe der Halogene (Chlor und Iod zählen dazu) zu den Nichtmetallen gehören. Rund 80 Prozent aller Elemente gehören zu den Metallen.»

1

HWasserstoff

3

Li�Lithium

4

BeBeryllium

11

NaNatrium

12

MgMagnesium

19

KKalium

20

CaCalcium

21

ScScandium

22

TiTitan

23

VVanadium

24

CrChrom

25

MnMangan

26

FeEisen

27

CoCobalt

37

RbRubidium

38

SrStrontium

39

YYttrium

40

ZrZirconium

41

NbNiob

42

MoMolybdän

43

Tc�Technetium

44

RuRuthenium

45

Rh�Rhodium

55

CsCäsium

56

BaBarium

72

HfHafnium

73

TaTantal

74

WWolfram

75

ReRhenium

76

OsOsmium

77

IrIridium

87

FrFrancium

88

RaRadium

104

Rf�Rutherfor-dium

105

DbDubnium

106

SgSeabor-gium

107

BhBohrium

108

HsHassium

109

MtMeitnerium

57

LaLanthan

58

CeCer

59

PrPraseodym

60

NdNeodym

61

PmPromethium

62

SmSamarium

63

EuEuropium

89

AcActinium

90

ThThorium

91

PaProtacti-nium

92

UUran

93

NpNeptunium

94

PuPlutonium

95

AmAmericium

57–71�

89–103

� 19

Statt der Namen der Elemente stehen im Periodensystem Buchstaben; sie weisen meist auf alte lateinische oder griechische Namen des Elements hin. So steht H für Wasserstoff (Hydrogenium), Li für Lithium, O für Sauerstoff (Oxygenium), C für Kohlenstoff (Carboneum), Fe für Eisen (Ferrum), Ag für Silber (Argentum), Au für Gold (Aurum) und U für Uran. Besteht ein Symbol aus mehreren Buchstaben, spricht man sie nachein-ander aus: Fe = Eff-Eh, Ag = Ah-Geh.

2

HeHelium

5

BBor

13

AlAluminium

6

CKohlenstoff

14

SiSilicium

7

NStickstoff

15

PPhosphor

8

OSauerstoff

16

SSchwefel

9

FFluor

17

ClChlor

10

NeNeon

18

Ar�Argon

28

NiNickel

29

CuKupfer

30

ZnZink

31

GaGallium

32

GeGermanium

33

AsArsen

34

SeSelen

35

BrBrom

36

KrKrypton

46

PdPalladium

47

AgSilber

48

CdCadmium

49

InIndium

50

SnZinn

51

SbAntimon

52

TeTellur

53

IIod

54

XeXenon

78

PtPlatin

79

AuGold

80

HgQueck-silber

81

TlThallium

82

PbBlei

83

BiBismut

84

PoPolonium

85

AtAstat

86

RnRadon

110

DsDarm-stadtium

111

RgRoentge-nium

112

CnCoperni-cium

113

UutUnuntrium

114

UuqUnun-quadium

115

UupUnun-pentium

116

UuhUnun -hexium

117

Uus�Unun -septium

118

UuoUnunoc-tium

64

GdGadolinium

65

TbTerbium

66

DyDysprosium

67

HoHolmium

68

ErErbium

69

TmThulium

70

YbYtterbium

71

LuLutetium

96

CmCurium

97

BkBerkelium

98

CfCalifornium

99

EsEinsteinium

100

FmFermium

101

MdMendele-vium

102

NoNobelium

103

LrLawrencium

20

WennAtomesichverbindenZum Dank, dass Globi das Häuschen so schön hütet, hat Justus ihn auf seine nächste kurze Vortragsreise nach Belgien mitgenommen. An einem freien Nachmittag besuchen die beiden das Atomium in Brüssel. «Wow», ruft Globi, «diese Kunst gefällt mir!»

«Mir auch!», lacht Justus. «Weisst du, was das ist?» Als er Globis fragenden Blick bemerkt, erklärt Justus. «Das ist ein Modell, wie sich Eisenatome zusammenlagern – in einer Kristallstruktur. Bis auf wenige Ausnahmen sind Atome keine Einzelgänger. Sie gehen gerne mit anderen Atomen Verbin-dungen ein. Häufig verbinden sich einige Atome mitein-ander zu Molekülen, hier bei Eisen ganz viele Atome zu einem Kristall. Moleküle können kettenförmig, flächig oder kugelförmig sein. Kristalle sind dreidimensional. Ein Molekül kann entwe-der Atome desselben Elements oder eine bestimmte Zusammenset-zung von Atomen unterschiedlicher Elemte enthal-ten.» Justus blickt Globi schel-misch an. «Du hast sicher Durst. Darf ich dich zu einem Glas Hah-Zwei-Oh einladen?»

� 21

KannmaneinWassermoleküloderAtomemitblossemAugesehen?Ein Wassermolekül ist viel zu klein, als dass unsere Augen es sehen können. In einem einzigen Wassertropfen sind mehr als 2 000 000 000 000 000 000 000 Wassermoleküle. Auch Atome sind so winzig, dass wir sie nicht sehen können. Das Rastermikroskop hat eine so hohe Auflösung, dass man Oberflächen von Gegenständen so gross darstellen kann, dass einzelne Atome sichtbar werden.

WasseristH²OEin einfaches Molekül ist das Wassermolekül. Es besteht aus zwei Wasserstoff-Atomen und einem Sauerstoff-Atom. In der Symbol-Spra-che der Chemiker heisst Wasser: H2O, ausge-sprochen: Hah-Zwei-Oh.

Wenn zwei Wasserstoffmoleküle (H2) und ein Sauerstoff molekül (O2) miteinander reagieren, dann werden die Verbindungen zwischen den Wasserstoff- und den Sauerstoffmolekülen gelöst.

Anschliessend werden die Atome neu mit-einander verbunden, sodass zwei Wasser-moleküle entstehen. In der Chemie wird dieser Vorgang so aufgeschrieben:

2H2+O2→ 2H2O Wasserstoff+Sauerstoff→ 2Wasser

Auf beiden Seiten einer Reaktionsglei-chung müssen immer gleich viele Atome einer Sorte sein. Hier sind es 4 H-Atome und 2 O-Atome.

O

O

H H

H H

22

EiskannnichtnurschmelzenEines Nachmittags setzt Globi Teewasser auf und geht dann die Blumen giessen, was eine ganze Weile dauert. Als er zurückkommt, ist die ganze Küche voller Dampf. An kalten Flächen, wie zum Beispiel an den Fenstern, haben sich Wassertropfen niedergeschlagen. Globi schaltet den Herd aus und öffnet die Fenster, damit der Dampf abziehen kann. Mit dem wenigen Wasser, das im Wasserkessel verblieben ist, macht er sich einen Tee. Weil er zu heiss zum Trinken ist, wirft er einen Eiswürfel dazu. Knisternd und knackend beginnt dieser zu schmelzen.

«Erstaunlich», denkt Globi. «Der Eiswürfel, die Flüssigkeit, der Dampf: Alles ist Wasser – ein Tausendsassa von einem Stoff, da er sich von einer Form in andere wandeln kann.»

Als Justus – diesmal aus Amerika – anruft, erzählt ihm Globi von seinen Beobach-tungen. «Ja, du hast recht. Wasser ist tatsächlich ein besonderer Stoff. Wir können leicht beobachten, wie es seine Form ändert und von fest zu flüssig und von flüssig zu gasförmig wechselt. Oder umgekehrt. Diese drei Zustände, nämlich flüssig, fest und gasförmig, nennen wir Aggregatzustände.» Dann meint er noch: «Stell dir vor, Globi, was wäre die Welt ohne Wasser? Denke nur an Gletscher, Wasserfälle, Tautropfen, Nebelschwaden, Regen…» Justus räuspert sich: «Und…ganz wichtig: Trinkwasser.»

DiedreiAggregatzuständeNicht nur Wasser, sondern viele Substanzen ändern den Aggregatzustand und sind je nach Umgebungsbedingungen (Temperatur, Druck) – fest (Eisen, Gold), – flüssig (Quecksilber) oder – gasförmig (Helium).

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Diese drei Zustände – gasförmig, flüssig, fest – heissen Aggregatzustände. Wird ein Stoff erhitzt oder abgekühlt, kann sich sein Aggregatzustand ändern:

fest → flüssig = schmelzen

flüssig → fest = erstarren (Wasser: gefrieren)

flüssig → gasförmig = verdampfen

gasförmig → flüssig = kondensieren

fest → gasförmig = sublimieren

gasförmig → fest = resublimieren

Egal, wie oft ein Stoff schmilzt, kondensiert usw., er verändert sich nicht als solcher: Wasser bleibt immer noch Wasser, ob es nun in Form von Eis, flüssig oder als Dampf vorliegt. Diese Übergänge sind physikalische Vorgänge und keine chemischen, da die Stoffe nicht verändert werden.

Übrigens: Wenn du einen festen Stoff schmelzen oder eine Flüssigkeit verdampfen lassen möchtest, musst du sie jeweils erhitzen: Du musst Energie zuführen. Du kannst es selbst ausprobieren, wenn du einen Eiswürfel in die Hand nimmst: Deine Hand wird kalt, weil dir das Eis beim Auftauen einen kleinen Teil deiner Körperwärme (also Energie) entzieht. Auch wenn du nass aus der Dusche oder Badewanne kommst und dich nicht abtrocknest, dann frierst du schnell. Warum? Das Wasser verdunstet auf deiner Haut und verbraucht auch hierfür Körperwärme.

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WennWassermolekülezutanzenbeginnenJe kälter es ist, d.h. je weniger Energie die Teilchen haben, umso weniger bewegen sie sich. Sie brauchen deshalb weniger Platz und können näher zusammenrücken. Ist der Gefrierpunkt erreicht, haben sich die Wassermoleküle so fest aneinandergelagert, dass das Wasser zu Eis geworden ist. Der Chemiker sagt: Der Stoff ist fest geworden.

Wird Energie zugeführt, also das Eis erwärmt, dann beginnen sich die Wassermoleküle immer stärker zu bewegen. Dazu brauchen sie mehr Platz bis sie aus dem starren Gitter des Eises auszubrechen beginnen: das Eis schmilzt. Beim Schmelzpunkt von 0 °C schmilzt das Eis, bis alles Eis zu Wasser geworden ist. Der Chemiker sagt: Der Stoff ist flüssig geworden.

Wird noch mehr erwärmt, bewegen sich die Wassermoleküle immer schneller und brau-chen mehr Platz. Dabei gelingt es immer mehr Molekülen, aus der Flüssigkeit in die Luft zu entweichen.

Beim Siedepunkt von 100°C siedet das Wasser. Jetzt entweichen so lange Moleküle in die Luft, bis die ganze Flüssigkeit im Topf verdampft ist. Das Wasser ist zu gasförmigem Wasserdampf geworden.

Wasserdampf ist unsichtbar. Was wir sehen können, sind kleinste Tröpfchen, die sich bilden, wenn der aufsteigende Dampf an kalten Flächen wieder kondensiert.

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Sublimieren:WennSchneezuWasserdampfwirdSublimieren passiert im Alltag fortwährend. Zwei solcher Übergänge von fest zu gas förmig hast du vielleicht schon beobachten können:

– Bei Minusgraden im Winter trocknet draussen nasse Wäsche. Auch hier gefriert Wasser und sublimiert dann.

– Im Winter, wenn es länger unter null Grad kalt ist (und nicht schneit) und du einen Schneehaufen genau beobachtest, wirst du sehen, dass er von Tag zu Tag ein wenig schrumpft. Was ist der Grund dafür? Es geht immer ein bisschen Schnee direkt in Wasserdampf über: Der Schnee sublimiert.

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SalatsauceistkeinDrinkHeute kochen Globi und Justus zusammen. Justus hat den Salat gewaschen und auf zwei Tellern angerichtet. «Jetzt braucht’s deine Spezi-alsauce, Globi», schmunzelt er. Globi hat schon vor einer Stunde die Salatsauce gemacht, in einen verschliessbaren Becher gefüllt und in den Kühlschrank gestellt. Als er sie herausnimmt, sieht er, dass sich Öl und Essig wieder getrennt haben. Er merkt, dass Justus ihm zuschaut und fragt: «Habe ich die Sauce nicht richtig gemischt?»

Justus nimmt den Becher und schüttelt ihn so, wie Barkeeper einen Drink mixen, dann zeigt er Globi das Resultat. «Auch wenn du länger schüt-telst: Die beiden Flüssigkeiten vermischen sich nie richtig. Der Chemiker sagt: Es ist ein hetero-genes Gemisch. Du kannst noch die einzelnen Bestandteile sehen.»

«Und welche chemische Reaktion ist abgelaufen?», wundert sich Globi.

«Kluges Köpfchen», murmelt Justus. «Gar keine. Aber jetzt weisst du, womit es der Chemiker oft zu tun hat: Mit Stoffgemischen. Und oft möchte er dann die einzelnen Stoffe voneinander trennen. Aber das erkläre ich dir ein andermal.»

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EXPERIMENT MischungenherstellenDUBRAUCHST: Wasser, Kochsalz, Sirup, Salatöl, Kohlepulver (z. B. eine zerstossene Kohle-tablette), feinen Sand.

SOGEHTES: Mische die folgenden Stoffe und notiere, ob die einzelnen Stoffe danach noch sichtbar sind:

Mischung perfekt Teile sichtbar

Wasser + Kochsalz

Wasser + Sirup

Wasser + Salatöl

Wasser + Kohlepulver

Sand + Kohlepulver

DASKOMMTHERAUS: Es gibt «perfekte», sogenannte homogene Mischungen, in denen die einzelnen Stoffe nicht mehr von Auge zu sehen sind.

FRAGE: Welche weiteren Stoffe könnte Globi miteinan-der mischen, sodass in der Mischung die Ursprungs-stoffe von Auge nicht mehr sichtbar sind?

NOTIEREDEINEENTDECKUNGEN:

ZweiArtenvonGemischenStoffe wie reines Wasser, Zucker, Kochsalz oder Kohlepulver werden als Reinstoffe bezeichnet. Sie sind aus nur einer «Teilchensorte» zusammengesetzt und können mit Methoden aus der Physik nicht weiter in ihre Bestandteile zerlegt werden.

Die meisten Stoffe sind aber Gemische. In einigen Gemischen sind die Reinstoffe mit blossem Auge oder mit dem Mikroskop nicht mehr erkennbar. Diese Gemische werden homogen (griechisch homoios = gleichartig) genannt. Dazu gehören beispielsweise Lösungen wie Globis Salzlösung, auch Bronze (Kupfer und Zinn) oder unsere Luft (Stickstoff [N2], Sauerstoff [O2], Argon [Ar] und einige weitere Gase).

Andere Gemische sind uneinheitlich. Dabei sind die verschiedenen Bestandteile noch zu sehen. Solche Gemische werden heterogen genannt. Beispiele: Rauch (Russteilchen in der Luft), Nebel (Flüssigkeit/Wassertröpfchen in der Luft) oder Gesteine.

herstellen

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KristallezüchtenisteinfachJustus kommt zum Abendessen. Globi setzt in einem grossen Topf Spaghettiwasser auf und streut Salz hinein, das sich bald darin auflöst. Weil er weiss, wie lange es dauert, bis das Wasser kocht, legt er sich im Garten in eine Hängematte…und beginnt zu dösen.

«Globi, hallo, ich bin da!» Es ist Justus. Globi schreckt hoch, die Sonne steht schon tief am Himmel. «Das Spaghettiwasser!», fährt es ihm durch den Kopf. Er rennt zum Herd. Das Wasser ist inzwischen verdampft und am Boden der Pfanne sind kleine,

mattschimmernde Kristalle sichtbar. Justus ist hinzugekommen, sieht die Bescherung und ruft: «Sieh doch, eine gelungene chemische

Trennung! Erinnerst du dich an meinen letzten Besuch und die Salatsauce, die ein heterogenes Gemisch ist? Jetzt hast du eben die Bestandteile eines homogenen Gemisches voneinander getrennt: Du hast aus einer Salzlösung das Wasser

entfernt und wiederum Salzkristalle erhalten. Komm, ich zeige dir zwei

Experimente, mit denen du Kristalle auf andere Art bekom-

men kannst.»

EXPERIMENT Zuckerkristallezüchten

DUBRAUCHST: 1 Glas, heisses Wasser, Zucker (mehr als 200 g pro 100 ml Wasser), Faden, Büroklammer, Bleistift.

SOGEHTES: Fülle das Glas zur Hälfte mit heissem Wasser. Gib unter Rühren so lange Zucker hinzu, bis er sich nicht mehr auflöst. Binde eine Büroklammer (sie dient als Kristallisationskeim) an einen Faden. Lege einen Bleistift über das Glas und binde den Faden so an, dass die Büroklammer ganz im Wasser hängt. Lass das Glas an einem sicheren Ort stehen und beob-achte Tag für Tag, was passiert. Schreibe deine Beobachtungen auf und mache eine Zeichnung.

DASKOMMTHERAUS: An der Büroklammer wachsen mit der Zeit Kristalle.

züchten

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EXPERIMENT DieSalzschnur

DUBRAUCHST: Kochsalz, 1 Glas, Wasser, saugfähige Schnur, 1 Schale.

SOGEHTES: Gib Salz in das zur Hälfte mit Wasser gefüllte Glas, bis es sich nicht mehr auflöst und ein Bodensatz sichtbar wird (mehr als 36 g/dl). Im Gegen-

satz zu Zucker löst sich Salz in heissem Wasser nicht wesentlich besser auf als in kaltem Wasser. Nimm die Schnur und gib das eine Ende ins

Glas. Das andere Ende legst du in die Schale, die du neben das Glas stellst. Beobachte die Versuchsanordnung mehrere Tage lang.

DASKOMMTHERAUS: Das Salzwasser fliesst durch die Schnur wie durch einen Kerzendocht. Das Wasser verdunstet und auf der Oberfläche der Schnur bilden sich Salzkristalle.

Chromatografie:EineandereTrennungsmethodeStoffe trennen zu können, ist für Chemiker sehr wichtig. Neben dem Verdampfen oder Kristallisieren setzen sie viele weitere Methoden ein. Eine ist die Chromatographie, die es in verschiedenen Arten gibt, so z. B. als Papierchromatografie.

EXPERIMENT Buchzeichenherstellen

DUBRAUCHST: Filterpapier/Löschpapier, wasserlösliche Filzstifte, 1 hohes Glas mit Wasser, 1 langes Holzstäbchen, 1 Büroklammer.

SOGEHTES: Schneide 2×15 cm grosse Papierstreifen. Zeichne mit einem Filzstift einen oder mehrere Punkte 1,5 cm von der kurzen Seite entfernt auf den Papierstreifen. Fülle das Glas 1 cm hoch mit Wasser. Befestige den Streifen mit der Büroklammer am Holz-stäbchen und lege das Hölzchen über den Glasrand. Beobachte, was passiert. Nimm den Streifen nach einer Weile aus dem Wasser und lasse ihn trocknen: Fertig ist das Buch-zeichen. Probiere verschiedene Farben oder auch Kombinationen von Farben aus.

DASKOMMTHERAUS: Wenn das Wasser hochsteigt, trennt es Mischfarben in einzelne Teilfarben auf. Aus dem Punkt werden die Farben herausgezogen. Es bildet sich ein grosser Streifen, der hochwächst.

ERKlÄRUNG: Obwohl dein Filzstift vielleicht «nur» blau oder rot schreibt, besteht die Farbe aus einem Gemisch von mehreren Farben. Manche dieser Farben haften besser an den Papier-fasern, manche schlechter. Diejenigen, die schlechter haften, wandern am schnellsten nach oben. Im Labor verwendet der Chemiker zum Auftrennen statt Wasser meist andere Lösungs-mittel. Neben Papier werden auch andere Materialien verwen-det, z. B. beschichtete Glasplättchen.

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Metalle–eineglänzendeWeltJustus ist wieder auf Reisen, und Globi experimentiert schon wieder. Das macht durstig. Im Kühlschrank findet er ein Getränk in einer Aludose und trinkt es in einem Zug. Als er die Dose in Justus’ Metallsammelkiste werfen will, stellt er fest, dass diese randvoll ist. Globi lädt die Kiste auf seinen Fahrradanhänger und fährt zum Dorfplatz. Gleich zwei Sammelbehälter stehen dort: einer für Kleinmetall und Konservendosen und einer für Aluminium. Um herauszufinden, ob eine Dose aus Aluminium oder Eisenblech ist und wo sie einsortiert werden muss, ist an den Sammel behältern ein Magnet montiert. Globi probiert aus, welche von den Metall-teilen in seiner Kiste vom Magneten angezogen werden. Die Aludosen mit dem Recyclingsymbol haften nicht daran, auch leichte Pfannen nicht. Das müssen dem-nach Alupfannen sein. Konservendosen dagegen bleiben daran hängen. Und die anderen Gegenstände, die am Magnet haften bleiben, sind bestimmt alle aus Eisen oder Stahl. Was ist mit anderen Metallen? Globi beschliesst, Justus bei der nächsten Gelegenheit danach zu fragen…

Als er Justus seine Beobachtungen bei der Sammelstelle schildert, nickt der Profes-sor: «Neben Eisen können auch Cobalt (Co) und Nickel (Ni) oder auch wenige spezi-elle Metalllegierungen magnetisch sein». Er fährt fort: «In Recyclinganlagen ziehen starke Magnete die magnetischen Gegenstände aus den grossen Haufen und sortie-ren sie auf diese Weise heraus. An vielen Sammelstellen muss deshalb das Altmetall nicht mehr von Hand getrennt werden.»

Metalle:vonweichbishartRund 80 Prozent der Elemente gehören zu den Metallen, die sich nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen lassen (Erdalkalimetalle, Alkalimetalle, Leichtmetalle, Schwermetalle usw. Siehe Periodensystem auf Seite 18.) Wir beschränken uns hier auf einige der gebräuchlichsten und bekanntesten Metalle.

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Metalle sind oft sehr schwer, hart und glänzend, doch sie lassen sich auch gut formen. In der Natur kommen nur wenige Metalle wie Gold und Silber als reine Stoffe vor; meis-tens liegen sie als Metallsalze vor und müssen mit chemischen Reaktionen aus diesen gewonnen werden.

Mit Säuren bilden Metalle Salze (siehe Seite 44) und mit Sauerstoff Verbindungen, die Oxide genannt werden. Wenn Eisen korrodiert (rostet), entstehen verschiedene Eisen-oxide. Rost ist löcherig und schützt das darunter liegende Eisen nur schlecht vor weiterer Verwitterung. Bei anderen Metallen wie z.B. Aluminium schützen die Oxide als dünne Schicht auf der Oberfläche das Metall vor dem Verwittern.

KUPFER(Cu;rötlich-braun,metallisch): Schon vor vielen tausend Jahren entdeckten die Menschen das Kupfer. Es war eines der ersten Metalle, aus dem Werkzeuge hergestellt wurden. 1991 wurde in den Ötztaler Alpen in Österreich in einem Gletscher der Eiszeit-jäger «Ötzi» entdeckt. Dieser Mann hatte vor etwa 5300 Jahren gelebt und blieb bis in die Gegenwart tiefgefroren. Er trug noch eine Axt aus Kupfer bei sich.

Vielleicht weisst du, dass viele Kabel aus Kupfer bestehen, denn es leitet den Strom gut. Auch viele andere Alltagsgegenstände werden daraus gefertigt, zum Beispiel Münzen, aber auch Dächer, Dachrinnen, Pfannen und Töpfe.

ZINN(Sn;hellgrauglänzend): Auch Zinn ist ein Metall, das die Menschen schon vor sehr langer Zeit kannten. Sie benutzten es, um Gegenstände daraus zu machen. Heutzutage werden daraus Orgelpfeifen, Geschirr, Tuben, Zinn-figuren, Folien (Stanniol, Lametta) usw. hergestellt.

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lustigerSilversterbrauchEin lustiger Brauch an Silvester ist das Zinngiessen: In einem alten Stahllöffel wird Zinn so lange über eine Kerzenflamme gehalten, bis es flüssig ist. Diese Schmelze wird dann schnell in kaltes Wasser gegossen, in welchem sie sofort erstarrt. Es entstehen dadurch Figuren, aus denen dann gedeutet wird, was im neuen Jahr passieren wird. Anstelle von Zinn (Schmelzpunkt 232 °C) kannst du eine Zinnlegierung verwenden, wie sie in Spielwarengeschäften erhältlich ist. Danach den Löffel zum Altmetall geben.

EISEN(Fe;metallischglänzendmiteinemgräulichenFarbton):In manchen Meteoriten, die aus dem Weltall auf die Erde stürzen, kommt ebenfalls Eisen vor. Dieses Eisen wurde schon früh von den Sumerern, im alten Ägypten und in China genutzt. Auch heute noch wird aus Eisen vieles hergestellt, unter anderem ist es der Hauptbestandteil von Stahl.

QUECKSIlBER(Hg;silbrigglänzend)ist das einzige Metall, das bei Zimmertemperatur flüssig ist; es erstarrt erst bei –38 °C. Früher waren die Röhrchen in den Fieberthermo-metern mit diesem Metall gefüllt. Obwohl sie die Temperatur sehr genau anzeigen, dürfen diese Thermometer heute nicht mehr verkauft werden. Denn es kann passieren, dass das Glas zerbricht und der Mensch dann in Kontakt mit dem Quecksilber kommt, dessen Dämpfe giftig sind. «Unfallsichere» Dinge wie Barometer und Energiesparlampen enthalten dagegen noch Quecksilber (siehe auch «Legierungen» auf Seite 34).

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AlUMINIUM(Al;silbrig): Es ist leicht, weich und zäh. Zwar reagiert es mit dem Luft-Sauer-stoff, aber es bildet sich an seinen Oberflächen nur eine dünne Schicht aus Oxid. Diese frisst sich nicht (wie beim Eisen) tief in das Metall hinein, sondern schützt es vor weiterer Verwitterung. Aluminium wird verwendet für Getränkedosen, Bauteile von Flugzeugen, Autos, Fahrräder, in Lebensmittelfolien, aber auch in den Heizelementen von Bügeleisen und Kaffeemaschinen.

BlEI(Pb;bläulichweiss): Blei lässt sich sehr leicht bearbeiten, ist aber ein giftiger Stoff. Die Römer kannten es schon und fertigten daraus Wasserleitungen und Zahnplomben (lat. plumbum, Pb). Blei wird heute noch zum Einfassen von Glasfenstern

(in Kirchen) gebraucht, für Geschosse wie Revolver- und Gewehrkugeln, für Akkumulatoren (Auto batterien),

als Strahlenschutz (Bleimantel beim Röntgen) oder als Tauchgewichte.

TITAN(Ti;silbrig,metallisch): Das silbrig-glänzende Titan ist ein sehr leichtes Metall. Wie das Aluminium bildet es eine schützende Oxid-Schicht und ist dadurch sehr beständig gegen die Witterung. Weil es sehr aufwendig ist, daraus etwas herzustellen, kostet es zehnmal mehr als Stahl. Verwendet wird es für exklusive Fahrzeugteile, für Flugzeuge und Raumfahrzeuge, U-Boote, Uhren und auch für künstliche Gelenke.

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legierungenWerden zwei oder mehrere Metalle erhitzt, sodass sie flüssig werden, lassen sie sich dann miteinander mischen. Ist diese Mischung, auch Legierung genannt, erkaltet und erstarrt, lässt sie sich wiederum weiterverarbeiten. Ihre Eigenschaf-ten, wie Härte oder Korrosionsbeständigkeit, sind für viele Zwecke oft geeigneter als die Eigenschaften der Ausgangsmetalle.

Bronze = Kupfer (Cu) + Zinn (Sn). Schwerter und Werkzeuge aus Bronze sind härter als solche aus Kupfer. Bronze hat eine dunklere Farbe als das rötliche Kupfer.

Messing = Kupfer (Cu) + Zink (Zn). Messing, das eine gedämpfte gelbe Farbe hat, war bereits im antiken Griechenland bekannt.

Stahl. Manchmal enthalten Legierungen auch Nicht-Metalle. Stahl ist eine Eisen-Legie-rung, die zusätzlich noch Kohlenstoff enthält. Es gibt auch unlegierten Stahl; er besteht nur aus Eisen (Fe) und Kohlenstoff (C).

Edelstähle enthalten vorwiegend Chrom (Cr)/(Chromstahl), Chrom und Nickel (Ni)/ (Chromnickelstahl), Molybdän (Mo) usw.

Amalgame heissen die Legierungen von Quecksilber (Hg). Bis vor eini-gen Jahren hat der Zahnarzt damit noch die Löcher in den Zähnen gefüllt. Heute werden Zahnfüllungen aus quecksilberfreien Materialien hergestellt.

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BronzeinderSchweizUm 1500 v. Chr. im Bündnerland. Grisus hat seine Lehre bei einem Schmied gemacht und dabei gelernt, ein neues Metall zu giessen: Bronze. Sein Lehr-meister hatte ihm gesagt, es werde nach der süditalienischen Stadt Brundisium (heute: Brindisi) benannt. Die harten Schwerter und Werkzeuge, die er daraus macht, sind bei allen sehr begehrt. Nach langem Tüfteln gelingt es ihm

schliesslich auch, Kunstgegenstände aus Bronze herzustellen. Dazu formt er den Gegenstand aus Wachs und kleidet ihn mit Ton ein. Dann schmilzt er das Wachs heraus und giesst die flüssige

Bronze in den entstandenen Hohlraum. Nach dem Erkalten schlägt er den Ton weg

und gibt dem rohen Guss noch den letzten Schliff.

Wachs

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Edelmetalle:edelundteuerGlobi flaniert heute im nahen Städtchen. Er hat den Kopf immer noch «voller Metalle». Gerade denkt er darüber nach, ob die heutige Zeit wohl auch einmal nach einem Metall benannt werden wird, so wie die Kupferzeit, die Bronzezeit und die Eisenzeit. Titanstahlzeit vielleicht? Er geht an dem Schaufenster eines Schmuck-geschäfts vorbei. Verblüfft sieht er, dass manche Schmuckstücke mit sehr hohen Preisen versehen sind, andere nicht – obwohl sie einander sehr ähnlich sehen. Globi geht ins Geschäft und fragt den Besitzer: «Woher kommen die Preisunterschiede bei diesen Schmuckstücken, die sich zum Verwechseln ähneln?»

«Die teuren Stücke», erklärt der Schmuckhändler, «sind aus Gold, Silber, Platin und Titan, die andern aus günstigeren Legierungen oder sogar aus Edelstahl.» «Warum sind denn Gold und Silber so wertvoll?», will Globi wissen. «Auch bei den Alchemisten drehte sich schon alles…», der Schmuck-verkäufer räuspert sich, «…na, jedenfalls sehr viel um Gold und Geld. Du kennst sicher das Sprichwort ‹Nicht alles ist Gold, was glänzt.› Für jemanden, der sich damit nicht auskennt, ist es tatsächlich nicht leicht festzustellen, ob etwas wirklich aus rei-nem Gold besteht oder aus einer Gold-legierung. Daneben gibt es auch goldig glänzenden Schmuck, der überhaupt kein Gold enthält. Vielleicht hast du schon von Katzengold – es wird auch Pyrit oder Schwefelkies genannt – gehört. Es gibt auch Metalllegierun-gen aus Kupfer, die Gold täu-schend ähnlich sehen.»

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Gold(Au) und Silber(Ag) sind die bekanntesten Edelmetalle. Weiter gehörten zu den Edelmetallen auch Platin(Pt) und Palladium(Pd) sowie einige weitere. Wie bei den Edelgasen meint «edel», dass diese Elemente kaum oder nur sehr schlecht mit anderen Stoffen reagieren (der Chemiker nennt diese Tatsache «reak-tionsträge»). Gold und Silber lassen sich gut bearbeiten. Deshalb wurden sie seit jeher für Schmuck, rituelle und religiöse Gegenstände verwendet.

GOlD(Au;gelbglänzend): Gold kommt in der Natur vor allem als Element vor. Sein Name leitet sich her vom indogermanischen Wort für glänzend gelb. Gold oxidiert nicht. Gold wird ganz unterschiedlich verarbeitet. So gibt es das Rotgold, das ist eine Gold-Kupfer-Legierung. Weissgold enthält noch zusätzlich die Elemente Palladium (Pd) oder Nickel (Ni), die dem Gold seine Farbe nehmen (es sieht dann silbrig aus). Soll Weissgold kräftig weiss glänzen, wird es mit Rhodium (Rh, auch ein Metall) überzogen.

SIlBER(Ag;weissglänzend): Schon seit dem 5. Jahrtausend vor Christus ist das weiss glänzende Edelmetall äusserst begehrt. Es gab Zeiten, in denen es sogar wertvoller war als Gold, und es ist heute noch als Material für Schmuck, Besteck, Medaillen und Pokale sehr beliebt.

Häufig wird das vielseitige Element auch in der Industrie verarbeitet. Es leitet von allen Metallen den Strom am besten und transportiert Wärme am schnellsten. Da eine Silber-fläche viel Licht zurückwirft, wird das Metall auch für Spiegel verwendet.

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EXPERIMENT SilbermitSodaputzen

Obwohl Silber ein Edelmetall ist, kann es dunkelbraun bis schwarz anlaufen (oxidiert werden). Globi hat in der «Besteckschublade für Gäste» in der Küche ein paar angelaufene Silberlöffel gefunden und abgewaschen. Doch damit geht die Verfärbung nicht weg. Er fragt Justus, wie es möglich ist, das Silber sauber zu bekommen.

«Mit Alufolie und Soda wird es wieder blitzblank», ruft Justus, «ich zeige dir gleich, wie’s geht. Zieh dir aber bitte vorher eine Schutzbrille an! Soda ist gefährlich. Es kann in die Augen spritzen und sie verletzen, weil es stark ätzend ist.

VORSICHTSHINWEIS: Soda ist eine umgangssprachliche Bezeichnung für Na2CO3 (Natriumcarbonat). Sodalösung ist eine starke Lauge. Augen mit einer Schutzbrille (Sonnenbrille, Skibrille) schützen. Gelangt trotzdem Soda in die Augen, sofort mit viel Wasser ausspülen und ggf. einen Augenarzt kontaktieren.

DUBRAUCHST: Angelaufenes Silberbesteck, 1 grosses Glasgefäss, 70 g Soda (Drogerie oder Reformhaus), 0,5 l Wasser, Rührwerkzeug (Stiel einer Kelle/alter Löffel), 1 Stück Alumi-niumfolie, 1 flache Glasschüssel.

SOGEHTES: Zuerst stellst du die Sodalösung her. Dazu gibst du das Soda einfach in ein Glasgefäss, giesst Wasser dazu und rührst die Lösung um. Dann legst du das Stück Aluminiumfolie in die Glasschüssel, darauf das angelaufene Silberbesteck. Darüber giesst du vorsichtig die Sodalösung und wartest einige Minuten ab.

DASKOMMTHERAUS: Das Silberbesteck wird wieder blank; es riecht nach faulen Eiern. Gut lüften. (Genauso riecht es auch, wenn du angelaufenes Besteck mit Silberputzmitteln reinigst, die du im Geschäft kaufen kannst.)

ERKlÄRUNG: Silber reagiert mit dem Sauerstoff aus der Luft und Schwefelverbindungen, und es bildet sich schwarzes Silbersulfid. Dies kann mit Schwefelwasserstoff aus der Luft (von Autoabgasen oder Vulkanen) oder mit schwefelhaltigen Nahrungsmitteln (v. a. Eiern, aber auch Zwiebeln und Senf) geschehen. Beim Silberputzen wird Schwefel-wasserstoff – er riecht nach faulen Eiern – wieder freigesetzt.

putzenputzen

Obwohl Silber ein Edelmetall ist, kann es dunkelbraun bis

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SäurenundBasenGlobi hat Lust auf einen Käse-Wurst-Salat und bereitet eine Sauce zu. Beim Probieren muss er sei-nen Schnabel verziehen: viel zu sauer! Vor lauter Ärger schüttet er versehentlich Essig über den Spültisch. Jetzt hat er auch noch überall Essig auf der Spüle! Etwas später, als er die Pfütze wegwischt, merkt er erstaunt, dass alle Kalkflecken verschwunden sind. Davon erzählt er Justus.

Der meint dazu: «In Essig oder Zitronen kom-men chemische Verbindungen vor, die Säuren heissen, genauer gesagt, Essigsäure oder Zitro-nensäure. Auf der Spüle haben sie mit den Kalk-flecken reagiert und den Kalk in einen anderen Stoff umgewandelt. Ich kenne da ein Experiment zu diesem Thema, das etwas ‹unheimlich› ist. Komm, ich zeige es dir.»

EXPERIMENT DasdurchsichtigeGummi-Ei

DUBRAUCHST: 1 rohes Ei, Essig, 1 Glas.

SOGEHTES: Lege ein Ei in ein grosses Glas und giesse so lange Essig hinein, bis das Ei ganz damit bedeckt ist. Beobachte das Ei über einen Zeitraum von 2 bis 3 Tagen. Sollte sich die Schale des Eis nicht mehr verändern, ersetze den Essig im Glas vorsichtig durch neuen.

DASKOMMTHERAUS: Bald bilden sich auf der Eierschale Bläschen (Kohlendioxid). Sie zei-gen an, dass der Essig begonnen hat, den Kalk aufzulösen, aus dem die Eierschale gebaut ist. Nach rund zwei Tagen ist die Schale verschwunden und das Ei ist weich wie Gummi. Hältst du das Glas gegen eine Lichtquelle, kannst du im Ei den Dotter sehen. Beim Anfassen fühlt es sich etwas «unheimlich» an.

Auch leere Schneckenhäuschen oder kleine Knochen kannst du in Essig auflösen. Schon nach einem Tag hat sich der gesamte Kalk eines kleinen Schneckenhäuschens aufgelöst.

WASSAGTDERCHEMIKERDAZU?

CaCO3+2CH3COOH→ Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑ Kalk+Essigsäure→ Calciumacetat+Wasser+Kohlendioxid

ERKlÄRUNG: Den Pfeil hinter dem CO2, der nach oben zeigt, bedeutet, dass das Kohlen-dioxid als Gas entweicht.

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Säuren haben chemische Gegenspieler, das sind die Basen. Kalk ist eine solche Base, sie war im vorangehenden

Experiment der Gegenspieler der Essigsäure. Bei diesem Spiel kann entweder die Säure oder die Base die Oberhand haben, die beiden können sich aber auch neutralisieren.

Ionen,saureundbasischelösungenEin Wassermolekül kann ein positiv geladenes Wasserstoff-Ion (H+, auch Proton genannt) auf ein anderes Wassermolekül übertragen. Die beiden entstandenen Moleküle sind elektrisch geladen. Solche Moleküle werden Ionen genannt. Ionen sind entweder positiv (H3O+) oder negativ (OH–) geladen.

H2O+H2O⇋ H3O++OH–

Wasser+Wasser⇋ Oxonium-Ion+Hydroxid-Ion

Reines Wasser ist «neutral», es hat gleich viele positiv wie negativ geladene Ionen – aller-dings sehr, sehr wenige. Anders wird es, wenn wir Säuren oder Basen in Wasser geben. Dadurch erhalten wir saure oder basische Lösungen.

In sauren Lösungen hat es mehr H3O+- als OH–-Ionen.

In basischen Lösungen (auch alkalische Lösungen oder Laugen genannt) hat es mehr OH–- als H3O+-Ionen.

Je mehr H3O+- oder OH––Ionen vorhanden sind, desto stärker – und somit gefährlicher – sind saure/basische Lösungen.

Wie stark eine saure oder basische Lösung ist, kann mit dem pH-Wert gemessen werden.

pH-WerteAuf der pH-Skala (ausgesprochen: Peh-Hah-Skala) von 0 bis 14 lässt sich ablesen, wie sauer bzw. basisch eine wäss-rige Lösung ist.

pH 0 = stark saure Lösung pH 7 = neutral (zum Beispiel reines Wasser) pH 14 = stark basische Lösung

Magensaft enthält Salzsäure und ist eine stark saure Lösung (pH ca. 1–1,5). Eine starke Lauge (pH = ca. 12) ist Javel-wasser (Eau de Javel, Natriumhypochlorit), das zum Bleichen verwendet wird. Auch eine Lösung mit Soda (Na2CO3, Natrium-carbonat) ist eine starke Lauge. Beide Substanzen wurden früher häufig zum Waschen verwendet.

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Indikatoren:ChamäleonsderChemiePH-Indikatoren sind farbige Stoffe, die ganz besondere Eigenschaften haben. Gibst du sie in eine saure oder eine basische Lösung, dann können sie die Farbe wechseln! Lackmus ist ein solcher Indikator. Der blau-violette Farbstoff wird aus Flechten gewonnen. Wird Lackmus in eine saure Lösung gegeben, wird er rot; gibt man ihn in eine basische Lösung, wird er blau. Im (neutralen) Wasser behält er seine violette Farbe.

Chemiker verwenden Universalindikatoren. Das sind kleine Kunststoff- oder Papier-streifen, die mit Indikator-Substanzen präpariert sind. Du findest sie in Apotheken und Drogerien. Du kannst dir aber auch einen eigenen Indikator aus Rotkohl (Rotkabis) herstellen!

FRAGE: Welche Farbe hat gekochter Rotkohl?

ERKlÄRUNG:Die Farbe hängt von der Zubereitungsart ab: Wo Rotkohl mit Essig (sauer) gewürzt wird, kommt er als Rotkraut auf den Tisch. Wo das Gemüse nur mit Salz gewürzt wird, wird das Gericht als Blaukohl serviert.

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EXPERIMENT pH-IndikatorausRotkohl

DUBRAUCHST:2 Blätter Rotkohl, Wasser, Pfanne, 8 Trinkgläser

SOGEHTES: Köchle 5 Minuten lang 1 Blatt Rotkohl in 1–2 dl Wasser. Du wirst beobachten können, dass sich das Kochwasser blau verfärbt. (Achtung: Nimmst du zu viel Kohl und köchelst ihn länger, wird die Farbe viel zu dunkel und du kannst nicht mehr viel erkennen.)

Lass die Lösung gut abkühlen, dann verdünne sie mit Wasser, sodass die blaue Farbe nur noch blass ist. Diese Lösung ist nun deine Indikator-Lösung – die Test lösung.

Nimm nun 8 Gläser und stelle sie in einer Reihe auf ein weisses Papier – am besten gleich neben das Spülbecken. Fülle in jedes Glas ein bisschen von deiner blauen Testlösung. Das dritte Glas von links ist dein «Vergleichsglas», in das du ausser der Testlösung sonst nichts mehr füllst.

Beginne mit dem Glas ganz links. Gib ein paar Tropfen Zitronensaft hinein und rühre mit einem Plastiklöffel vorsichtig um. In das zweite Glas direkt daneben kommt eine kleine Portion Essig.

In das Glas Nr. 4 gibst du 5 Tropfen Seifenlösung, in Nr. 5 krümelst du eine kleine Menge Natron (NaHCO3, Natriumhydrogencarbonat, Backsoda), in Nr. 6 Soda (Na2CO3, Natriumcarbonat).

DASKOMMTHERAUS:Je nach zugegebenem Stoff nimmt der Farbstoff des Blaukohls eine andere Farbe an:

sauer = rot, neutral = blau, leicht basisch = grün, stark basisch = gelb.

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Rotkohl

2 Blätter Rotkohl, Wasser, Pfanne, 8 Trinkgläser

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Eine grüne oder gelbe Färbung erhältst du nur, wenn du «scharfe» (starke) Putzmittel dazu gibst. Weil diese Mittel für dich gefährlich sein können, darf nur ein Erwachsener den Versuch weiter mit dir durchführen! Bitte ihn darum, in Glas Nr. 7 ein paar Körn-chen Spülmaschinenmittel und in Nr. 8 ein paar Tropfen Javelwasser oder Putzmittel/Antipilzmittel, das Javelwasser (Natriumhypochlorit) enthält, zu tropfen. Notiere deine Ergebnisse.

Bestimmt bekommst du Lust, noch weitere Sachen zu testen: Führe den Versuch durch mit Sauerkrautsaft, Milch-Wasser-Mischung, Speichel, destilliertem Wasser, See- oder Teichwasser, Seifenlösung.

IndikatorstreifenherstellenSchneide aus saugfähigem Papier (Fliess papier, in Schreibwarengeschäften erhältlich) Streifen von 1 × 6 cm Grösse und tauche sie in das Blaukohlwasser ein. Lass die Streifen trocknen und bewahre sie für spätere Versuche auf.

Salze–nichtnurzumSalzengut! Bald ist der 1. August. Globi geht in die Dorfdrogerie, um für den Feiertag ein Feuerwerk zu kaufen. Damit will er Justus überraschen. «Du hast Glück, Globi. Gerade sind Raketen, Vulkane und Sonnen eingetroffen. Made in China», lacht der Drogist, «direkt aus dem Land der Erfinder des Feuerwerks. Übrigens: Der Professor hat früher selbst Feuerwerke gebastelt. Das hättest du sehen sollen!»

Globis Überraschung glückt: Justus ist begeistert. «Sieh Globi», ruft er und zeigt in den vom Feuerwerk erleuchteten Himmel, «Natrium! Und dort: Kupfer! Hier drüben siehst du Barium!» Als Globi ihn ungläubig ansieht, sagt Justus: «Morgen zeige ich dir im Labor die Flammenfarben, du wirst erstaunt sein.»

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Natrium

Strontium

Calcium

Kupfer

Barium

Kalium

Magnesium

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Beim Frühstück streut Justus Salz auf sein Ei. «Leuchtet gelb», lächelt er. Globi schaut ihn fragend an. «Das zeige ich dir gleich», meint Justus.

Nach dem Frühstück geht er mit Globi zu der geheimnis vollen Tür, die mit «Kapelle» angeschrieben ist. Als er sie öffnet, sieht Globi eine auf drei Seiten verglaste Einrichtung, die tatsächlich an eine kleine Kapelle erinnert. «Ein altes Modell aus dem Institut; das habe ich beim Umbau gerettet», erklärt Justus. «Die Scheiben können bis zur Arbeitsfläche hinuntergelassen werden. Oben ist ein starkes Gebläse eingebaut – ideal für Versuche, bei denen es raucht.» Justus gibt Globi einen Labormantel und eine Schutzbrille: «Unverzichtbare Dinge für einen Chemiker.»

Bald ist alles für den Versuch vorbereitet. Justus zündet den Bunsenbrenner an – einen speziellen Gasbrenner mit einer sehr heissen Flamme. Dann nimmt er ein kleines weisses Stäbchen, taucht es erst in verdünnte Salzsäurelösung, dann in Kochsalz. Er erhitzt das Stäbchen in der Flamme, bis es glüht. Die Flamme wird intensiv gelb.

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«Natrium aus dem Kochsalz», erklärt Justus. Dann wiederholt er den Versuch mit anderen Salzen. Globi schreibt alles in sein Laborjournal und macht zum Schluss folgende Tabelle:

Metall Flammenfarbe

Natrium (Kochsalz) gelb

Kalium (Diätsalz) violett

Calcium ziegelrot

Strontium rot

Kupfer grün, blau

Barium grün

Magnesium weiss

Kochsalz(NaCl)Salze sind Verbindungen von positiven Ionen (Kationen) und negativen Ionen (Anionen). Kochsalz kennen wir alle. Es besteht aus Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen; der chemi-sche Name ist Natriumchlorid (NaCl). Na+ (En–Ah–Plus; Kationen) und Cl– (Ceh-Ell-Minus; Anionen) sind beim Kochsalz in einem regelmässigen Kristallgitter angeordnet.

Bei Zimmertemperatur sind Salze fest; sie schmelzen oft erst bei hohen Temperaturen, Kochsalz beispielsweise erst bei ca. 800 °C. Viele Salze sind in Wasser recht gut löslich. Manche verändern dabei den pH-Wert des Wassers und wirken als Säure oder als Base.

EXPERIMENT Salze

DUBRAUCHST: Kochsalz, Natron (NaHCO3, Natriumhydrogencarbonat, Backsoda), Soda (Na²CO³, Natriumcarbonat).

SOGEHTES: Gib einen Teelöffel Kochsalz in 2 Esslöffel Wasser und teste dann den pH-Wert mit deinem selbst gemachten Indikatorpapier oder mit Universalindikatorpapier (aus der Apotheke oder Drogerie). Dann mach das Gleiche mit den anderen Salzen.

DASKOMMTHERAUS: Während eine Kochsalzlösung neutral ist, ist eine Natronlösung leicht basisch, eine Sodalösung stärker basisch.

Na2CO3+H2O→ NaHCO3+Na++OH–

Natriumcarbonat+Wasser→ Natriumhydrogencarbonat+ Natrium-IonundHydroxid-Ion

NaHO3+H2O→ NaOH+CO2↑+H2O Natriumhydrogencarbonat+Wasser→ Natriumhydroxid(=Na++OH–)+ Kohlendioxid+Wasser

Manche verändern dabei den pH-Wert des Wassers und wirken als Säure oder als Base.

Salze

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DerZahnderZeitGlobi will mit dem Reis vom Vortag etwas kochen und findet im Schrank einen alten, echten chinesischen Wok. Am Stiel klebt ein Zettel: «Lieber Globi: Falls du den China-Wok benutzt: Nach dem Abwaschen bitte sofort mit Öl einreiben! Gruss Justus.»…Nach dem Essen ist Globi faul geworden. Er vergisst den Zettel und legt sich gemütlich aufs Sofa. Plötzlich fällt ihm die Anleitung von Justus wieder ein. Schnell saust er in die Küche, um sein Versäumnis nachzuholen. Aber schon ist die Innenseite angerostet. Zum Glück nur leicht. Mit Stahlwatte kann er den Rost gut wegscheuern. Nach dem Auswaschen und Trocknen reibt er den Wok innen mit etwas Öl ein und fragt sich dabei, warum Öl Eisen vor dem Rosten schützt.

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EXPERIMENT Nägelunterschiedlichschnellrostenlassen

DUBRAUCHST: 3 grosse Eisennägel, Schmirgelpapier, 3 Trinkgläser, Wasser, frisch abge-kochtes Wasser, Salz, Öl.

SOGEHTES: Nimm drei Nägel und reibe sie mit feinem Schmirgelpapier blank. Fülle das erste Glas mit Leitungswasser und lege einen Nagel hinein. In das zweite Glas schüttest du zwei Esslöffel Salz, das du mit Wasser unter Rühren auflöst. Hier hinein kommt der zweite Nagel. Das frisch abgekochte Wasser gibst du in das dritte Glas, dann legst du den dritten Nagel hinein und tropfst so lange Öl dazu, bis die gesamte Wasseroberfläche damit bedeckt ist.

Lass die Gläser mit den Nägeln stehen und notiere jeden Tag, was du siehst.

DASKOMMTHERAUS: Der Nagel im Salzwasser korrodiert (rostet) viel schneller als der Nagel im normalen Leitungswasser. Der Nagel im Glas mit dem abgekochten Wasser und dem Öl ist überhaupt nicht gerostet.

ERKlÄRUNG: Wie du ja schon aus dem Kapitel mit den Metallen weisst, entsteht Rost durch eine Oxidation: Eisen bildet mit Sauerstoff Salze – die Eisenoxide. Durch das Abkochen hast du den Sauerstoff aus dem Wasser entfernt. Die zusätzliche Ölschicht hat wie eine Schutzschicht gewirkt: Sie verhinderte, dass Sauerstoff aus der Luft wieder ins Wasser gelangen konnte. Auf gleiche Weise verhindert die dünne Ölschicht im Wok, dass der Sauerstoff aus der Luft an das Eisen gelangen und es oxidieren kann (siehe linke Seite).

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EXPERIMENT DamitEisenrostet,brauchtesSauerstoff

DUBRAUCHST: 1 Schale mit Wasser, 1 Glas, das unten nicht schmaler ist als oben, 1 Bällchen feinster Stahlwolle (ohne Seife).

SOGEHTES: Feuchte die Stahlwolle mit etwas Wasser an, zupfe sie auf und klemme sie in den Glasboden hinein. Dann stelle das Glas umgekehrt in die Schale mit Wasser. Nun warte mehrere Stunden ab und beobachte, was geschieht.

DASKOMMTHERAUS: Ein Teil des Sauerstoffs, der sich im Glas befunden hat, hat sich mit Wasser und der Stahlwolle chemisch zu Rost verbunden. Dadurch ist das Luftvolumen im Glas geschrumpft und entsprechend wurde Wasser aus der Schüssel hochgesogen.

HINWEIS: Die Stahlwolle rostet schneller, wenn du sie mit Salzwasser befeuchtest. Da Salz (Meerwasser, Streusalz) das Rosten beschleunigt, müssen Eisengegenstände gut geschützt werden (verzinken, anstreichen, einfetten).

Rost muss nicht nur mühevoll weggeschrubbt, sondern kann auch chemisch entfernt werden. Handelsübliche Rostentferner enthalten Phosphorsäure; sie wandelt die Eisen-oxide des Rostes in stabile Eisen-Phosphor-Verbindungen um.

EinGetränkalsEntrosterGlobi hat hinter dem Gartenschuppen eine kleine Kiste gefunden. Eine Schatzkiste? Der Deckel ist mit einigen Schrauben festgemacht. Nicht einmal mit dem Schrau-benzieher können die rostigen Schrauben gelöst werden! Justus hat Globi schimpfen gehört und kommt dazu. Er sieht gleich, was los ist. «Gib ein paar Tropfen Cola auf die Schrauben, warte eine Stunde und probiere es nochmals», meint er geheimnis-voll. Globi probiert’s und tatsächlich, es funktioniert!

WASISTPASSIERT? Cola enthält Phosphorsäure, und diese wandelt den Rost um (in Eisenphosphat).

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AllesnurKohlenstoff–aberwie!

Globi hat sich in einem schönen weissen Porzellankrug Tee gemacht. Zum Krug passend hat er ein Stövchen – einen Wärmer mit Teelicht – gefunden. Er zündet die Kerze an, stellt den Krug darauf und geniesst den Tee.

Als er den Krug abwäscht, bemerkt er am Boden eine kohlrabenschwarze dicke Schicht. Globi fährt mit dem Finger darüber. So wie der schwarze Stoff an seinem Finger haftet und ihn färbt, kann es sich nur um Russ handeln.

EXPERIMENT RussamGummiballon DUBRAUCHST: 1 Kerze, 1 Gummiballon, Wasser

SOGEHTES: Fülle den Ballon mit kaltem Wasser und verknote ihn. Zünde die Kerze an und halte den Ballon so nahe an die Kerze, dass der untere Teil des Ballons in der Flamme ist.

DASKOMMTHERAUS: Der Ballon bleibt heil, es lagert sich Russ an der Unterseite ab.

ERKlÄRUNG: Das Wasser leitet die Wärme der Kerzen-flamme schnell ab, es wird nicht heiss genug, um den Gummi schmelzen zu lassen. Weil die Kerze nicht optimal brennen kann, lagern sich am Gummi die unvollständig verbrannten Stoffe der Kerze (Kerzen-wachs) als Russ ab.

hart

mittel

weich

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Graphit,Diamant und Fullerene: Sie alle bestehen aus Kohlenstoff und weisen ganz verschiedene Eigenschaften auf.

GraphitIm Graphit sind die Atome des Kohlenstoffs (C) in sechseckigen Ringen in Schichten ange-ordnet. Die Bleistiftmine besteht aus Graphit. Zusätzlich ist Ton beigemischt und je här-ter die Mine ist, umso mehr Tonmineralien sind drin.

Russ enthält vor allem Graphit und daneben noch Verunreinigungen; Russ dient als Ausgangsmaterial für Druckerschwärze und Tusche.

DiamantWird Graphit hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt, ordnen sich die C-Atome zu einem anderen regelmässi-gen Kristallgitter an. Das Material wird klar, durchscheinend. Die meisten Dia-manten sind natürlich entstanden, bei hohen Drücken und hohen Temperatu-ren (1200–1400 °C) rund 150 Kilometer tief im Erdmantel.

0,2 Gramm Diamant entspricht 1 Karat. Der Diamant ist das härteste aller Minerale. Doch auch der härteste Diamant ist zerstörbar: Bei 900°C verbrennt Diamant in Gegenwart von Sau-erstoff (O2) vollständig zu CO2.

FullereneDie Chemie ist immer wieder für Überraschungen gut. 1985 gelang es einem Forscher-team, eine neue Art von Kohlenstoffmolekülen herzustellen. Die kugel förmigen Gebilde nannten sie Fullerene. Am bekanntesten ist das aus 60 Kohlenstoffatomen aufgebaute Fulleren C60: Es sieht aus wie ein Fussball und wird daher auch Fussballmolekül genannt.

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DasElementdeslebensGlobi hat im Frühling Sonnenblumen gepflanzt und immer schön mit Wasser gegossen. Im August sind einige schon grösser als er und die Samen gereift. Darum schneidet er die Köpfe ab. Die kann er dann im Winter als Futter für die Meisen in die Bäume hängen.

Nach einigen Tagen macht Globi ein kleines Feuerchen und wirft die Stengel hinein. Als er auch Abfallholz ins Feuer werfen will, kommt Justus mit einem Wasser-schlauch gerannt und löscht das Feuer. «Aus Umweltschutzgründen ist dies seit einigen Jahren verboten», tröstet er den verdutzten Globi.

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Globi nimmt den angekohlten Stengel in die Hand und betrachtet ihn aufmerksam. «Ist dies Kohlenstoff, so wie bei meiner missratenen Caramel-Crème?» «Ja», bestä-tigt Justus. «Aber wie kommt Kohlenstoff in die Pflanze? Ich habe ihr nur Wasser gegeben?», wundert sich Globi. «Gut überlegt», lobt Justus. «Der Kohlenstoff kommt aus dem Kohlendioxid (CO²) der Luft.»

WiePflanzendieAtmungumkehrenkönnenMenschen und Tiere brauchen Sauerstoff (O2) zum Atmen und geben Kohlendioxid (CO2) beim Ausatmen ab. Pflanzen können die Atmung umkehren: Sie nehmen Kohlen-dioxid (CO2, Kohlenstoffdioxid) aus der Luft und Wasser (H2O) auf. In den grünen Pflanzenteilen werden das CO2 und das H2O in Traubenzucker (C6H12O6) umgewandelt. Dabei gibt die Pflanze Sauerstoff (O2) ab. Die Energie für diesen Vorgang liefert das Sonnenlicht. Dieser Vorgang wird daher auch Photosynthese (von griech. photos = Licht und synthesis = Zusammensetzung) genannt.

6H2O+6CO2⇋ C6H12O6+6O2 Wasser+Kohlendioxid⇋ Traubenzucker+Sauerstoff

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Aus dem Traubenzucker kann die Pflanze weitere Substanzen herstellen: Cellulose und Stärke, aber auch Eiweisse, Fette sowie Vitamine, Farb- und Duftstoffe. Stoffe wie Trau-benzucker und Stärke, aus denen die Pflanze Energie gewinnen kann, sind Speicherfor-men der Sonnenenergie.

Weil Pflanzen das CO2 aufnehmen und umwandeln, spielen sie auch eine grosse Rolle für unser Klima. Denn zu viel CO2 in der Luft (Atmosphäre) führt zu einer Erwärmung der Erdatmosphäre mit gefährlichen Folgen für unsere Umwelt.

GespeicherteSonnenenergieViele Pflanzen, die vor Jahrmillionen gelebt und Sonnenenergie gespeichert haben, wurden zu Steinkohle und Braunkohle. Ähnliches geschah mit den Lebewesen in den Meeren: Sie wurden zu Erdöl und Erdgas. Alle diese fossilen Rohstoffe sind heute wich-tige Energiequellen. Aus ihnen werden die Ausgangsstoffe für die Synthese von neuen Stoffen wie Medikamente, Dünger und Kunststoffe gewonnen. Doch fossile Rohstoffe kommen nur in einer begrenzten Menge auf der Erde vor. Die Menschen sollten damit umsichtig und sparsam umgehen.

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EXPERIMENT DieGeheimtinte

DUBRAUCHST: Weisses Papier, Zitronensaft oder Milch, Schreibfeder oder Holz-stäbchen. Wattestäbchen oder Vogelfeder (Federkiel) sind auch möglich.

SOGEHTES: Tauche die Feder oder das Stäbchen in Zitro-nensaft oder Milch und schreibe eine Botschaft auf ein Stück Papier. Lass die Schrift trocknen. Erhitze dann das Papier auf einer heissen Herdplatte, mit dem Bügeleisen oder im Backofen.

DASKOMMTHERAUS: Die Botschaft wird beim Erwärmen sichtbar.

ERKlÄRUNG: Zitronensaft und Milch verkohlen schneller als Papier und werden als braune Schrift sichtbar.

GeheimtinteGeheimtinte

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Warumbraucht’simUrwaldkeinenDünger?

Justus ist wieder auf Reisen. Globi jätet gerade einige Beete im Garten. Ihm fällt auf, dass die Pflanzen ganz klein sind im Vergleich zu denen von Bauer Bräm. Er holt sich beim Bauer Rat. «Hast du im Frühjahr Kompost und Steinmehl in die Erde gemischt?», fragt er.

«Steinmehl?», runzelt Globi die Stirn. «Wozu ist das denn gut?»

«Pflanzen gedeihen zwar mit Sonne, Luft und Wasser, doch damit sie üppig wachsen und viele Früchte tragen, brauchen sie auch Dünger – also mehr Nahrung. Schau mal im Schuppen nach. Dort hat’s sicher noch Dünger.»

Globi findet im Schuppen Werkzeuge und eine Tonne auf der NPK ge -schrieben steht. Was könnte der Chemiker damit gemeint haben? Stick-stoff, Phosphor, Kalium? Globi fragt beim Bauer nach. «Diese drei Stoffe sind in jedem Dünger drin», lacht Bräm. «Ich nehme aber meistens meinen Hühnermist.»

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GuanoundNPK-DüngerEin bekannter Dünger ist Guano. Guano entsteht aus Kot von See-vögeln. Es ist ein Dünger, der aus der Natur kommt, ebenso wie Gülle, Jauche, Mist oder kompos-tierte Pflanzenreste (Humus).

Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckte der deutsche Chemiker Justus von Liebig: Pflanzen brauchen für ihr Wachstum nicht nur Wasser und Kohlendioxid, sondern auch Stoffe, die in der Erde gelöst vorkommen. Von diesen Nährstoffen braucht die Pflanze in grösseren Mengen Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K), aber auch Calcium (Ca). Dünger, die Stickstoff, Phosphor und Kalium als Salze enthalten, werden auch NPK-Dünger genannt.

NichtsgehtverlorenIm Urwald gedeihen die Pflanzen, ohne dass sie

gedüngt werden müssen. Denn abgestorbene Pflanzen-teile fallen auf den Boden und verrotten. So gelangen alle

Mineralien wieder in den Boden und die Pflanzen können sie zum Wachstum wieder aufnehmen.

Anders ist es in Gärten, Parks oder Feldern. Dort werden Pflan-zenteile (Blumen, Ähren) abgeschnitten und herabgefallene Blät-ter und Äste entfernt – und mit ihnen auch die Nährstoffe. Diese fehlen den neuen Pflanzen zum Wachsen. Damit sie wieder gut gedeihen, müssen die Mineralien in Form von Kompost dem Boden zugegeben werden.

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Kunststoffe:meist(zu)langlebigGlobi will Justus schmackhaft machen, mit ihm zum Leichtathletikmeeting in die Stadt zu fahren: «Das Stadion hat eine neue Tartanbahn, da werden sicher die Rekorde purzeln!» Justus beisst an: «Bin gespannt, ob die Kunst-stoffchemiker den Kunststoffbelag weiterentwickelt haben.» Die beiden machen sich auf den Weg. Als sie nach kurzer Erholungspause in einer Autobahnraststätte wieder losfahren, deutet Justus auf die Plastikflaschen, die links und rechts am Wegesrand liegen. «Einfach weggeworfen», schimpft er. Wenn sie niemand einsammelt, liegen sie noch am St. Nimmerleinstag hier. Plastik verrottet ja kaum.» «Halt», ruft Globi. Als Justus angehalten hat, springt er hinaus, sammelt die Flaschen und verstaut sie im Kofferraum.

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«Vorbildlich, Globi», lobt Justus. «Jetzt fahren wir gleich zur Sammelstelle. Dieses Material ist nämlich auch kostbar. Ausserdem setzen manche Kunststoffe beim Verbrennen giftige Gase frei.»

OhneKohlenstoffkeineKunststoffeHauptbestandteil der Kunststoffe ist der Kohlenstoff (C). Ausserdem enthalten sie Sauer-stoff (O) und Wasserstoff (H), manchmal auch Fluor (F), Chlor (Cl) und Stickstoff (N).

Wie der Name schon sagt, gibt es Kunststoffe in der Natur nicht – sie werden künstlich hergestellt. Sie sind aus sehr vielen gleichen Teilen oder Untereinheiten zusammenge-setzt, die Monomere (griechisch: ein Teil) heissen. Die Ausgangstoffe für die Herstellung von Kunststoffen werden aus fossilen Rohstoffen (S. 56) gewonnen. Diese Monomere reihen sich zu langen Ketten zusammen, die verzweigt und vernetzt sein können. Der Chemiker nennt diese Riesenmoleküle Polymere (griechisch: viele Teile).

Kunststoffe sind so langlebig, weil sie nicht wasserlöslich sind und auch mit Säuren und Laugen kaum reagieren und deshalb nicht von ihnen abgebaut werden können. Einige andere Substanzen wie zum Beispiel Benzin, Essigester (Nagellackentferner), Aceton und Chloroform können jedoch viele Kunststoffe lösen.

Viele Gegenstände bestehen ganz oder teilweise aus Kunststoffen, so zum Beispiel: CDs, Plastiktragetaschen, Haushaltsfolien, Bodenbeläge, Schuhsohlen und Kunstleder, Möbel, Schul- oder Turntaschen, Handys, Laptops, Kameras, Textilien, Getränkeflaschen, Sport-geräte sowie Einwegartikel der Lebensmittel-Verpackungen.

RecyclingundSondermüllBeim Verbrennen bilden manche Kunststoffe giftige und umweltschädliche Gase. Daher gehören sie zum Sondermüll. Sondermüll sind alle Gegenstände und Stoffe, die die Umwelt verschmutzen, also auch Batterien, Säuren und Laugen.

Kunststoffe werden aus Erdöl hergestellt. Da es nur eine begrenzte Menge an Erdöl auf unserer Erde gibt, sollten Kunststoffe gesammelt und wiederverwertet werden. Die Wiederverwertung heisst auch Recycling. Alles, was sich dafür eignet, trägt dieses Symbol, das du bestimmt schon auf der Rückseite von Verpackungen gesehen hast:

Produkte mit diesem Symbol müssen zur Sammelstelle gebracht werden.

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WennlämpchenundKäferleuchten«Hast du Lust auf einen Nachtspaziergang?», fragt Justus. «Unten beim Moor wim-melt es in dieser Jahreszeit von Glühwürmchen.» Globi nickt begeistert. «Dann hol deine Taschenlampe. Draussen ist es stockfinster.» Globi eilt fort und kehrt bald mit der Taschenlampe zurück. Als er sie einschaltet, leuchtet das Lämpchen nur sehr schwach. «Ist die Batterie schon leer oder liegt es an den Kontakten?», fragt er sich. Globi nimmt die Batterie heraus und legt seine Zunge über beide Pole, denn er weiss: Wenn es stark auf der Zunge kribbelt, ist die Batterie noch genügend geladen. «Dies hast du bestimmt bei den Pfadfindern gelernt», lobt Justus. «Das Kribbeln ist das Zeichen, dass der Strom vom einen Pol der Batterie durch die Zunge zum anderen Pol fliesst.» Draussen zieht überraschend ein Unwetter auf; die ersten Regentropfen klatschen an die Scheiben. «Wir verschieben den Ausflug besser auf morgen», schlägt Justus vor, «und ich zeige dir, wie Strom durch Wasser fliessen kann.» «Durch Wasser?», fragt Globi aufgeregt.

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EXPERIMENT WasserkannStromleiten

DUBRAUCHST: 1 LED-Taschenlampe mit abnehmbarem Kopfteil. Der Versuch funktioniert auch mit älteren Taschenlampen mit Flach- oder Blockbatterien.

3 × 40 cm Isolierdraht (Sonnerie- oder Lautsprecherkabel); an allen Enden ca. 4 cm Isolation entfernen. Lass dir von einer Person helfen, die schon Erfah-rung damit hat.

3 kleinere Büroklammern, 1 dünner Schlüsselring oder 1 Krokodil-/Abgreiferklemme oder Miniaturklemme.

1 Glas, Wasser, Kochsalz, Löffel zum Rühren.

Bezugsquellen: Do-it-Yourself, Elektrogeschäft.

SOGEHTES: Nimm einen Draht, wickle das eine Ende um eine Büroklammer und klemme diese an einen Anschluss der Batterie. Befestige das andere Ende des Drahtes, ebenfalls mit einer Büroklammer, am äusseren Kontaktring der Lampenfassung.

Nimm den zweiten Draht und befestige das eine Ende mit einer Büroklammer am zwei-ten Anschluss der Batterie; nimm zum Befestigen des anderen Drahtendes am zentralen Stift der Lampenfassung einen Schlüsselring oder eine Klemme. Achtung: Die Enden der beiden Drähte sowie die daran befestigten Anschlüsse dürfen sich nicht berühren. Ist alles korrekt angeschlossen, die Batterie geladen und das Lämpchen intakt, dann leuchtet es.

Löse nun bei einem Batterieanschluss die Büroklammer (das Lämpchen erlischt) und befestige dort das Ende des dritten Drahtes, wiederum mithilfe einer Büroklammer.

leiten

1 LED-Taschenlampe mit abnehmbarem Kopfteil.

Nimm das Glas und lass die zwei Enden der losen Drähte deiner Apparatur hineinhän-gen, sodass sie sich nicht berühren. Fixiere die Drähte am Glasrand mit Klebeband.

Giesse Wasser in das Glas; die blanken Enden der Drähte müssen im Wasser eingetaucht sein. Nun gib zwei Esslöffel Kochsalz ins Wasser und rühre vorsichtig um: Was passiert?

DASKOMMTHERAUS: Sobald sich das Kochsalz auflöst, beginnt das Lämpchen zu leuchten. Beim Versuch entsteht Chlorgas, das man riechen kann. Vorsicht: Grössere Mengen Chlorgas sind gefährlich!

ERKlÄRUNG:In den Kochsalzkristallen (NaCl) sind die Ionen in einem Gitter dicht gepackt. Beim Auflösen gehen die Ionen in die Flüssigkeit, wo sie sich frei bewegen können:

NaCl→ Na++Cl–

Kochsalz→ Natrium-Ion+Chlorid-Ion

Die Cl–-Ionen wandern zum positiven Pol (Anode) der Batterie, die Na+-Ionen zum nega-tiven Pol (Kathode): Das Wandern der elektrisch geladenen Teilchen ist ein elektrischer Strom durch die Kochsalzlösung.

In reinem (destilliertem), entmineralisiertem Wasser (wird z. T. fürs Bügeleisen und für Autobatterien verwendet) und in der Regel auch im Leitungswasser befinden sich prak-tisch keine oder zu wenige Ionen, und es kann nicht genügend Strom fliessen, um das Lämpchen leuchten zu lassen.

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«Und wann gehen wir zu den Glühwürmchen?», fragt Globi? «Morgen Abend, sobald es dunkel ist», antwortet Justus. «Übrigens: Hast du gewusst, dass es eine chemi-sche Reaktion ist, die in den Tierchen das Licht produziert? Und wie! Bei den Reak-tionen wird 95 Prozent der Energie in Licht umgewandelt – ein Rekord! Bei künstli-chen Lichtquellen ist der Wirkungsgrad viel kleiner. Bei einer Glühlampe ist er besonders tief und beträgt nur 3 bis 5 Prozent. Das heisst: Der Rest der zugeführ-ten Energie verpufft als Wärme. Dass die Leuchtkäfer auch Glühwürmchen genannt werden, ist nicht ganz passend, denn die Tierchen glühen nicht wie der Draht einer Glühbirne. Das Licht, das sie ausstrahlen, ist kalt.»

StromauschemischenReaktionenIn Batterien oder in wieder aufladbaren Akkus (Akkumulatoren) wird mit chemischen Reaktionen elektrischer Strom in Bewegung gesetzt. Dazu braucht es geeignete Materia-lien, beispielsweise Zink und Mangan und eine basische (alkalische) Lösung wie bei den Alkali-Mangan-Batterien. Strom fliesst, wenn geladene Teilchen wandern; in Metallen sind diese Teilchen die Elektronen, in Lösungen die Ionen.

Bei der Alkali-Mangan-Batterie wandern Elektronen vom Zink zum Mangan. Bei Auto-batterien (korrekt müsste es Autoakkumulatoren heissen, da sie wiederaufladbar sind) wird als Metall vor allem Blei verwendet. Als Flüssigkeit dient eine Schwefelsäurelösung. Aber Achtung: Schwefelsäure ist eine der stärksten Säuren! Also: Hände weg von Auto- und Motorradbatterien, da es sonst zu schweren Verätzungen kommen kann.

BatterienindenSondermüllGrundsätzlich gilt: Alle Batterien, auch die kleinsten, sind Sondermüll und müssen zu einer Sammelstelle (Händler, Gemeinden, Städte) zurückgebracht werden.

NeueGenerationenvonBatterienBatterien werden ständig weiterentwickelt. Sie werden immer umweltfreundlicher und verbrauchen bei gleicher Leistung immer weniger Energie. Batterien der Zukunft werden mithelfen, das Energieproblem zu lösen.

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Chemieheisstauch:MedizinGlobi hat sich beim Skateboarden an Kopf und Ellbogen verletzt und es blutet leicht. Leider findet er in Justus’ Medikamentenschränkchen nichts zum Desinfizie-ren. Globi verbindet die verletzten Stellen so, wie er es im Samariterkurs gelernt hat, und fährt mit dem Velo in die Dorf apotheke. Die Apothekerin empfiehlt ihm ein Produkt mit Iod.

«Steckt in den Medikamenten auch Chemie?», fragt Globi ungläubig. «Oh ja», lacht die Frau und zeigt auf die Gestelle um sie herum, «ohne die Chemie wären die Regale so gut wie leer.»

Globi ist beeindruckt und kauft die Iod-Lösung. Beim Gehen hört er die Apothekerin noch rufen: «Übrigens: Mit Iod kann Stärke nachgewiesen werden! Stärke ist eine langkettige Zuckerverbindung.» Globi beschliesst, dies auszuprobieren, sobald er wieder zurück in Justus’ Haus ist.

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EXPERIMENT NachweisvonStärke DUBRAUCHST: Iodhaltige Desinfektionslösung, Stärke: 1 Kartoffel oder etwas Mehl/Stärke aus Mais (Maizena), Weizen (Epifin) oder Kartoffeln (Paidol).

SOGEHTES: Gib etwas Mehl oder Stärke in 1 Esslöffel Wasser und rühre um. Dann gib einen Tropfen Iod hinein. Du kannst auch eine Kartoffel anschneiden und das Iod auf die Schnittfläche tropfen.

DASKOMMTHERAUS: In Wasser oder auf der Schnittfläche der Kartoffel bildet Iod mit Stärke eine intensiv blau-schwarze Färbung. Probiere auch aus, ob du in anderen Lebensmitteln wie Zucker, Apfelschnitzen oder Haferflocken Stärke nach-weisen kannst.

WirkstoffeinderMedizinIn der Antike und im Mittelalter wurden vor allem Pflanzen als Heilmittel verwendet. Sie wurden gegessen, direkt auf den Körper aufgelegt … oder aus ihnen wurden Extrakte, Salben, und Pillen hergestellt. Erst in unserer Zeit fanden Chemiker heraus, welche Wirkstoffe die Pflanzen enthalten und sind nun so auch in der Lage, Arzneien künstlich (synthetisch) herzustellen. 1899 kam z. B. das bekannte Schmerzmittel Aspirin auf den Markt.

Die Wirkstoffe werden auch gezielt abge-wandelt, um die Wirkung zu verbes-

sern und/oder die unerwünschten Nebenwirkungen zu verringern.

Antibiotika sind Wirkstoffe, die Bakterien abtöten. Das bekannteste Antibiotikum ist Penicillin. Es wurde in Schimmel-

pilzen entdeckt und 1929 erstmals eingesetzt. Dank den Antibiotika konnten viele Men-schenleben gerettet werden und die durchschnittliche Lebenserwartung des Menschen stieg stark an.

Die Chemie spielt nicht nur bei der Entwicklung von Medikamenten eine grosse Rolle. Es gibt kaum ein Gebiet der Medizin, das auf die Errungenschaften der Chemie verzich-ten könnte.

Stärke

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Gele:wederfestnochflüssigGlobi will einen Pudding kochen und liest das Rezept durch. Er hat alle Zutaten – bis auf die Gelatine. Im Dorfladen kauft er sich eine Packung und…noch einen Beutel Gummibärchen. Zu Hause öffnet er die Packung Gelatine, entnimmt ihr 6 Blatt und legt sie in einen tiefen Teller. Dann gibt er 1 Esslöffel warmes Wasser dazu und lässt die 6 Blatt aufquellen. In der Zwischenzeit lutscht er genüsslich ein paar Gummibärchen. Dabei liest er sich die Angaben auf der Rückseite des Beutels durch und stellt fest, dass auch die Gummibärchen Gelatine enthalten. Ob die Bär-chen in Wasser auch aufquellen können?

EXPERIMENT DasRiesengummibärchen

DUBRAUCHST: 1 Glas, Wasser, 2 Gummibärchen (Achtung: Bio-Gummibärchen enthalten keine Gelatine).

SOGEHTES: Lege ein Gummibärchen (das zweite dient als Vergleich) in das Glas Wasser und lass es über Nacht stehen. Schau dir das Bärchen am nächsten Morgen an. Lass es noch 2, 3 Tage im Wasser liegen und beobachte weiter.

DASKOMMTHERAUS: Das Gummibärchen wird im Verlaufe der Zeit immer grösser.

ERKlÄRUNG: Das Gummibärchen hat Wasser eingelagert; dadurch ist es immer grösser geworden. Probiere es: Es wird ziemlich wässerig schmecken.

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SüchtignachWasser:GelatineGelatine wird im Haushalt oft verwendet, um eine Flüssigkeit «dicker» zu machen. Auf diese Weise können aus Frucht- oder Fleischsäften leckere Gelees, Konfitüren, Puddings oder Sulz zubereitet werden. Der Chemiker bezeichnet die wabbeligen Resultate wie Pudding oder Sulz als Gele.

Ein Gel besteht aus mindestens einem festen und einem flüssigen Stoff. Die Flüssigkeit lagert sich zwischen den Molekülketten des festen Stoffes ein und bringt diesen dadurch zum Quellen.

Die Gelatine wird aus der Schwarte oder den Knochen von Tieren, vor allem von Schweinen gewonnen. Sie ist eine der durstigsten Substanzen überhaupt. Ein Blatt Gela-tine kann mehrere Deziliter Wasser binden.

Zum «Eindicken» lassen sich statt Gelatine auch Pektine (aus Äpfeln) oder Agar (aus Rotalgen) nehmen. Falls du wissen möchtest, ob beispielsweise Puddingpulver eine dieser Zutaten enthält, dann schau auf der Rückseite der Packung nach. Die Stoffe müssen dort angegeben sein: Pektine als E 440, Agar als E 400–405.

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leimefürjedenZweckGlobi beobachtet, wie an einer Fensterscheibe eine Häuschenschnecke senkrecht hinaufkriecht. Erstaunlich, dass sie nicht runterfällt – der Schneckenschleim muss ja fast wie Leim sein! Globi fragt den Professor, was es damit auf sich hat. «Ja», meint Justus, «das funktioniert fast genauso wie bei einem modernen Leim – dem Zweikomponentenkleber. Schnecken können ihrem Schleim bestimmte Eiweissver-bindungen zusetzen. In Sekundenschnelle verwandelt sich der Schleim dann in ein klebendes Gel. Es enthält bis zu 95% Wasser, ähnlich wie die aufgequollene Gela-tine, die du im Gummibärchenversuch kennengelernt hast.»

EXPERIMENT leimausCasein

DUBRAUCHST: Essig, 1 Glas, Milch, Backpulver, 1 Tuch, 1 verschliessbares Gefäss.

SOGEHTES: Gib 2 Esslöffel Essig in 1 Glas Milch. Nach 10 Minuten ist das Milcheiweiss Casein ausge-flockt und hat sich am Boden des Glases abgesetzt. Giesse die Flüssigkeit ab, gib die Caseinflocken in ein Tuch und drücke die Flüssigkeit raus. Mische dann das Casein mit einer Messerspitze Backpulver.

DASKOMMTHERAUS: Die Mischung kannst du als guten Papierkleber verwenden. Fülle ihn in ein verschliessbares Gefäss.

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DerleimLeim ist ein Klebstoff, der entweder aus natürlichen tierischen, aus pflanzli-

chen oder aus synthetischen Stoffen besteht, die in Wasser aufgelöst werden.

Schon in der Steinzeit kannte man Leim. Die Menschen verwendeten Birken-harz, mit dem sie Speer- oder Pfeilspitzen an Holzgriffen befestigten.

Neben Ötzi lag eine Axt, deren Klinge auf diese Weise befestigt war (siehe Seite 31).

Bei den Babyloniern war «Leimsieder» bereits ein Beruf. Zur Gewinnung von Leim wurden damals tierische Abfälle wie

Knochen und Knorpel ausgekocht. Später wurden zum Kleben auch Asphalt und das Milcheiweiss Casein benutzt. Vor 200 Jahren diente Naturkautschuk als Rohstoff für Klebemittel. 1960 kam der erste Sekundenkleber auf den Markt, 1969 der erste Klebestift.

SynthetischeKleberModerne Klebstoffe kleben viel schneller (Sekundenkleber) und stärker als Globis Kleis-ter. Wenn du Sekundenkleber als Klebstoff verwendest, musst du aufpassen, dass er nicht aus Versehen auf falsche Gegenstände, auf die Haut oder sogar in die Augen gelangt.

Und es gibt jede Menge Klebstoffe! Oft zeigt dir der Name an, für welche Materialien sich welches Produkt am besten eignet: Holzleim, Schusterleim, Fliesenleim.

EinTempelwirdzusammengeklebtAnfang der 1960er-Jahre plante die ägyptische Regierung ein gigantisches Bauprojekt: den Nil-Staudamm. Nur: Der antike Tempel von Abu Simbel wäre in den Fluten des Stausees verschwunden! Um das wertvolle Bauwerk zu retten, zersägten Spezialisten den Tempel in 1041 Blöcke und transportierten diese an einen sicheren Ort. Dort leimten sie die Teile mit einem Zweikomponentenkleber (Epoxidharzkleber: Araldit von Ciba-Geigy) wieder zusammen. Diese Arbeiten dauerten 5 Jahre (1963–1968). So können wir noch heute das über 3000 Jahre alte Bauwerk bestaunen.

DerleimLeim ist ein Klebstoff, der entweder aus natürlichen tierischen, aus pflanzli

chen oder aus synthetischen Stoffen besteht, die in Wasser aufgelöst werden.

Schon in der Steinzeit kannte man Leim. Die Menschen verwendeten Birkenharz, mit dem sie Speer- oder Pfeilspitzen an Holzgriffen befestigten.

Neben Ötzi lag eine Axt, deren Klinge auf diese Weise befestigt war (siehe Seite 31).

Bei den Babyloniern war «Leimsieder» bereits ein Beruf. Zur Gewinnung von Leim wurden damals tierische Abfälle wie

Knochen und Knorpel ausgekocht. Später wurden zum

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Hefen,kleineHelfercheninKücheundKeller

Globi will einen Kuchen backen. Er sucht sich in Justus Kochbuch ein leckeres Rezept aus, kauft die Zutaten ein und geht dann genau so vor, wie es im Rezept steht: Zuerst muss er Backhefe mit Wasser und Zucker verrühren und stehen lassen. Er beobachtet, wie die Masse nach einer Weile zu schäumen beginnt. Geht es hier mit rechten Dingen zu?

Zum Glück ist beim Rezept am Rand «CO²-Versuch!» hingekritzelt, in Justus’ unver-kennbarer Handschrift. Globi ist beruhigt und summt das alte Kinderlied auf neue Weise:

Wer will einen Kuchen backen, der braucht mehr als sieben Sachen, denn es weiss ein heller Kopf, es braucht für ’nen Gugelhopf nicht nur Eier, Milch und Salz, Safran, Zucker, Mehl und Schmalz: Auch die Hefen musst du wählen, soll’s an CO² nicht fehlen.

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EXPERIMENT HefenblaseneinenHandschuhaufDUBRAUCHST: 1 Würfel Hefe, Zucker, 1 leere Getränkeflasche (ca. 5–7 dl), 1 Einweghandschuh aus Latex.

SOGEHTES: Gib die zerkleinerte Hefe und 3 Esslöffel Zucker in die Flasche. Du kannst dazu einen Trichter benutzen. Gib 2 Esslöffel lau-warmes Wasser dazu und schüttle sie. Stülpe einen weichen Gummi-handschuh über die Öffnung der Flasche und ziehe ihn so weit hin-unter, bis er sitzt. Am besten befestigst du den Rand des Handschuhs zusätzlich mit einem Klebeband oben am Flaschenhals; so kann nichts verrutschen. Beobachte, was passiert.

DASKOMMTHERAUS: Nach einer Stunde ist der Handschuh aufgebla-sen.

ERKlÄRUNG: Die Hefe hat mit dem Zucker reagiert. Dabei hat sich ein Gas gebildet, das den Gummihandschuh aufgebläht hat.

HINWEIS: Statt einem Gummihandschuh kannst du auch einen weichen Luftballon verwenden, der schon ein paar Mal aufgeblasen worden ist.

auf

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Hefen,diekleinenHelferchenHefen sind winzige einzellige Pilze. Kommen sie mit Zucker in Kontakt, dann wandeln sie ihn in ein Gas, nämlich Kohlendioxid (CO2), und in Alkohol (genauer: zu Ethanol) um.

In der Symbolsprache der Chemiker heisst es:

C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2↑ Traubenzucker → Ethanol+Kohlendioxid

Dies machen Hefen allerdings nur, wenn sie ganz wenig Luft (Sauerstoff) bekommen; daher darf das Wasser-Hefe-Zucker-Gemisch bei der Zubereitung nicht umgerührt werden. Das Kohlendioxid lässt Backwaren wie Brote und Kuchen aufgehen, sodass sie «luftig» werden.

Der Alkohol, der ebenfalls entsteht, verdunstet beim Backen (Siedetemperatur bei 78 °C), sodass du deinen Kuchen ruhig essen kannst.

CO²ausNatronStatt Hefe wird heute oft Backpulver verwendet, das Natron (NaHCO3, Natriumhydro-gencarbonat, Backsoda) sowie ein Säuerungsmittel wie Zitronensäure oder Weinsäure/Weinstein enthält.

Auch Brausetabletten funktionieren nach diesem Prinzip. Sie enthalten Natron und Säure (meist Zitronensäure, Weinsäure oder Apfelsäure). Werden sie in Wasser aufgelöst, reagiert die Säure mit dem Natron und CO2 wird freigesetzt.

EXPERIMENT DerZaubertrickmitdemunsichtbarenGas

DUBRAUCHST:2 grosse Gläser, 1 Teelicht (Rechaudkerze), 1 Päckchen Backpulver, Wasser, 1 langes Streichholz.

SOGEHTES:Schliesse die Fenster, denn bei diesem Versuch ist Zugluft verboten. Stelle das Teelicht in das eine Glas und zünde mit einem langen Streichholz den Docht an. Gib Backpulver in das andere Glas, dann gib ein paar Tropfen Wasser dazu. Es beginnt zu schäumen; warte eine Minute. Nun «giesse» vorsichtig die Luft von diesem Glas in das andere mit der brennenden Kerze.

DASKOMMTHERAUS:Die Kerze erlischt sofort.

ERKlÄRUNG: Das vom Backpulver freigesetzte CO² ist schwerer als Luft und füllt langsam das Glas auf. Giesst du es ins Glas mit der brennenden Kerze, ver-drängt es dort die Luft und damit auch den Sauerstoff,

den die Kerze zum Brennen braucht.

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EXPERIMENT DieSchlangenderPharaonen VORSICHT: Brennsprit (Alkohol) ist leicht brennbar. Dieser Versuch sollte nur im Freien und im Beisein einer erwachsenen Person durchgeführt werden. Zieh auch bitte deine Schutzbrille und deinen Laborkittel an.

DUBRAUCHST: Tiki-Tabletten oder Emser Pastillen mit Zucker (aus der Drogerie, der Apo-theke oder aus dem Supermarkt), 1 feuerfeste Schale (alter Teller, flache Konserven-büchse, Topfuntersatz aus Ton), Sand, 3 Esslöffel Brennsprit, 1 Päckchen lange Streich-hölzer.

SOGEHTES: Fülle die Schale mit Sand und giesse Brennsprit darauf. Verschliesse die Flasche mit Brennsprit und stelle sie möglichst weit weg. Stecke 1 oder 2 Tikis oder Emser Pastillen zur Hälfte in das Sand-Brennsprit-Gemisch und halte ein langes, bren-nendes Streichholz daran. Beobachte, was passiert, bis die Flamme erloschen ist.

ACHTUNG: Wenn das Gemisch in der Schale brennt, darf keinesfalls Brennsprit nach-gegossen werden!

DASKOMMTHERAUS:Aus der weissen Zuckermasse kriecht langsam eine «schwarze Schlange».

ERKlÄRUNG: Der Zucker verkohlt (wie bei Globis Caramel-Crème-Versuch auf Seite 8) und gleichzeitig wird aus dem Natron, das in Tiki und Emser Pastillen enthalten ist, CO2 freigesetzt, das den verkohlten Zucker aufbläht.

Pharaonen

Versuch sollte nur im Freien und im Beisein einer erwachsenen Person durchgeführt werden. Zieh auch bitte deine Schutzbrille und deinen Laborkittel an.

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EXPERIMENT Colaspritzenlassen

VORSICHT: Mach den Versuch im Freien, am besten auf einer Wiese. Führe den Versuch in der Badehose oder in alten Kleidern durch. Schutzbrille nicht vergessen!

DUBRAUCHST: Mentos-Pastillen, 1 Flasche Coca-Cola light, zimmerwarm. Der Versuch funktioniert auch (aber schlechter) mit anderen Cola-Sorten.

SOGEHTES: Öffne die Flasche Coca-Cola light, gib 1 Mentos-Pastille hinein und gehe schnell zur Seite.

DASKOMMTHERAUS: Aus der Flasche schiesst ein Coca-Cola-Strahl; es bleibt nur wenig Flüssigkeit in der Flasche zurück. Gibst du 2 oder 3 Mentos-Pastillen hinein, spritzt es noch heftiger.

ERKlÄRUNG: Die Mentos-Pastillen (vermutlich weil ihre Oberfläche «löcherig» ist) setzen das im Cola gelöste CO2 sofort frei. Beides, Cola und CO2, schiessen aus der Flasche. Mit anderen Sprudelwassern geht es auch, nur nicht so dramatisch.

TIPP:Hast du im Restaurant «stilles Wasser» bestellt, erhältst aber solches mit Gas? Dann gib ein paar Zucker- oder Salzkörnchen ins Glas: An ihrer Oberfläche wird sich schnell CO2 bilden, und bald hast du ein stilles Wasser.

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WasimWeinkellerpassiertHefen kommen in der Natur auf der Haut von Früchten

vor. Werden nun zuckerhaltige Früchte wie Weintrauben zer-stampft und in einen Behälter gefüllt, dann beginnt es dort zu

gären: Die Hefepilze wandeln den Zucker in CO2 und Alkohol um. Wird (anders als beim Backen) während der Reaktion keine Hitze zugeführt, dann ver-

dunstet der Alkohol nicht und verbleibt in der Mischung. Hat die Masse einen Alkohol-gehalt von 12 bis 14 Prozent erreicht, dann wird das zu viel für die Hefepilze. Sie vergif-ten sich, sterben ab, und die Reaktion stoppt. Der Wein ist fertig.

Kefir wird aus Milch gemacht, welcher Hefen und Milchsäurebakterien zugegeben wur-den; dabei entsteht ebenfalls Alkohol. Wenn du zimmerwarmen Kefir langsam isst, spürst du, wie es auf der Zunge prickelt (das kommt vom CO2). Kinder dürfen Kefir essen, denn er enthält weniger als 1% Alkohol.

Auch aus Pflanzenteilen (Biomasse) wird Alkohol in grossen Mengen gewonnen. Er ist ein wichtiger Treibstoff (Bioethanol).

Du hast gelernt: Hefepilze sterben ab, wenn der Alkoholgehalt zu hoch wird. Doch es gibt auch Mikroorganismen, die vom Alkohol leben können. Mehr davon im nächsten Kapitel.

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WennWeinzuEssigwirdBauer Bräm bringt Globi Holz für den Winter. Als der Bauer die Scheite abgeladen hat, will ihm Globi etwas zu trinken anbieten. Auf dem Gestell im Keller findet er eine angebrochene Flasche Wein von Justus und schnuppert daran.

«Pfui Spinne», ruft er, «das riecht ja wie Essig!» Bräm wird hellhörig. «Essig?», meint er. «Darf ich auch probieren?»

Als Globi ihm die Flasche bringt, riecht Bräm zuerst daran, dann probiert er einen Löffel davon. «Mmmmh», meint er anerkennend, «das ist der beste Essig, den ich je gekostet habe. Kannst du mir etwas von deiner Mutter geben?» «Mutter…?», staunt Globi. «Ich meine die Essigmutter», lacht der Bauer. «Wie konnte denn der Wein zu Essig werden?», fragt Globi.

EXPERIMENT EssigaufgutGlück

DUBRAUCHST: 1 Flasche günstigen Rotwein (frage Erwachsene), 1 grössere (bauchige) Fla-sche, 1 Wattebausch, Indikator-Streifen.

SOGEHTES: Öffne die Weinflasche, giesse den Wein in die grosse Flasche um und ver-schliesse die Öffnung mit einem Wattebausch. Lass die Flasche mehrere Tage an einem warmen Ort stehen und kontrolliere regelmässig mit den Indikatorstreifen (siehe «Indi-katoren: Chamäleon der Chemie» auf Seite 41), ob und wie sich der pH-Wert verändert. Notiere deine Beobachtung.

Essigbakterien wachsen gut bei 25–30 °C. Da sie Sauerstoff benötigen, darf das Gefäss nicht luftdicht verschlossen werden. Rühre den Wein regelmässig um oder schüttle das Gefäss gelegentlich. Der fertige Essig kann gefiltert und zum Reifen noch zwei bis drei Monate im Keller gelagert werden. (Beim Filtrieren wird eine Flüssigkeit durch einen Filter gegossen, um kleine Verunreinigungen auszusieben.)

DASKOMMTHERAUS: Der Wein ist sauer geworden, das zeigt der niedrige pH-Wert.

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VonTaufliegenundEssigmutternÜber die Luft verbreiten sich auch winzig kleine Essigsäure-Bakterien und Schimmel-pilzsporen. Wenn du Glück hast, gelangen durch den Wattebausch genügend Essig -säure-Bakterien in den Wein. Sie «fressen» den darin enthaltenen Alkohol und wandeln ihn in Essigsäure um. Der Wattebausch soll verhindern, dass zusätzlich Schimmelpilzsporen hineingelangen, sich vermehren und den Wein oder den Essig in der Flasche ungeniessbar machen. Essigsäure-Bak-terien werden auch durch kleine Frucht- oder Taufliegen übertragen, die gerne vom Getränk naschen.

Schneller geht es, wenn du von einer bestehenden Essigzucht Bakterien wegnimmst und in den Wein gibst, der zu Essig werden soll. Die Bakte-rien vermehren sich und bilden eine gallertartige, Fäden ziehende Masse, die mit der Zeit auf den Boden des Gefässes sinkt; sie wird «Essigmutter» genannt.

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IndigofärbtJeansblauGlobi hat sich schon die Kochschürze umgebunden, da merkt er, dass ihm für das Dessert noch Brombeeren fehlen. Er eilt in den Garten, pflückt welche und püriert sie in der Küche. Hinterher ist seine Schürze voller blauer Flecken. «Das wird schon wieder herausgehen», denkt er sich.…Doch nach dem Waschen sind die blauen Flecken immer noch da. Sicher weiss Justus Rat!

Da der Professor wieder einmal im Land ist, schaut er sich Globis Schürze gleich an und meint: «Leider bin ich kein Spezialist darin, Flecken zu entfernen. Meine Grossmutter hatte für jeden Fleck ein passendes Hausmittelchen parat. Aber ich habe eine andere Idee! Hängst du sehr an deiner alten Schürze?»

Als Globi den Kopf schüttelt, holt Justus eine grosse Schere und schneidet die Schürze in quadratische Stücke. «Das ist ein idealer Stoff zum Färben», mur-melt Justus geheimnisvoll und holt ein Buch mit alten Rezepten.

Indigo–KönigderFarbstoffeGlobi erinnert sich, wie sich bei seiner Reise zu den Kelten (siehe «Globi bei den Kelten») die Menschen mit einem blauen Farbstoff bemalten. Mit dem gleichen Farbstoff färbten sie auch Stoffe. Globi hatte sogar bei einem Färber gearbeitet und nach der Reise alles in seinem Notizbuch festgehalten. Er holt es hervor und liest:

«Ich sammle die Blätter der Färberweid. Dann heisst der Färber mich, die Blätter zu zerstampfen. Sie gären in einem Bottich zwei Wochen lang. Dann feuchte ich sie mit Urin an und verschliesse den Bottich, damit die Brühe noch zwei volle Jahre gären kann.

Der Färber lässt mich mit einer alten Brühe weiterarbeiten. Sie stinkt gewaltig. Nochmals muss Urin rein und dazu Pottasche. Dann kochen wir die Brühe. Sie heisst Küpe und hat eine gelbe Farbe. Mit der Küpe färben wir Stoffe ein und hängen sie zum Trocknen auf. Beim Trocknen ändert sich wie ein Wunder die Farbe: Der Stoff wird blau – wie bei den Jeans.»

Die blaue Farbe Indigo wird auch «König der Farbstoffe» genannt. Schon in der Antike kannten die Ägypter ihr Geheimnis. Der Farbstoff wird hauptsächlich aus zwei Pflanzen gewonnen: aus der einheimischen Färberwaid und der Indischen Indigopflanze (indikos ist das griechische Wort für indisch).

1878 gelang es dem deutschen Chemiker Adolf von Baeyer, Indigo künstlich herzustel-len. Damit werden heute die meisten Jeans eingefärbt.Farbstoffe werden nicht nur zum Färben von Kleidern, für Anstriche usw. verwendet, sondern auch für Gummibärchen und andere Lebensmittel. Farbstoffe sind ein weites Gebiet in der Chemie.

GelbBirkenblätter, Curry

GrünBrombeerblätter, Petersilie

Gelb-OrangeKarotte

RotRande, Peperoni, Kirschen

BlauBlaukohl, Färbewaid

ViolettRotkohlblätter, Brombeeren, Blaubeeren

HellbraunZwiebelnschalen

Braungrüne Walnussschalen, eingeweicht

Dunkelbraun, SchwarzSchwarztee, Kaffee

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EXPERIMENT StoffemitPflanzenfarbenfärben

DUBRAUCHST: Geeignete Pflanzenteile (siehe Schema), 1 Sieb, 1 alte Pfanne, Herd, 1 Mörser und 1 Raffel zum Zerkleinern, weisse Stoff-reste (zum Beispiel 1 altes Leintuch), 1 ver-schliessbares Glas.

TIPP:Ziehe alte Kleider oder eine Malschürze an.

SOGEHTES: Presse Beeren und Früchte jeweils direkt durch ein Sieb und sammle den Saft in Gläsern. Köchle Blätter, Schalen und Rinden jeweils etwa 10 Minuten lang in ca. 50–100 ml Wasser, lass jeden Sud erkalten und giesse ihn durch ein feines Sieb in ein verschliessbares Glas.

DASKOMMTHERAUS:Du erhältst Farbstoffe, mit denen du die Stoffreste einfärben kannst.

TIPP:Statt Stoffreste kannst du auch Eier nehmen. Und wenn du die Farben mit Kleister vermischst, erhältst du schöne Fingerfarben.

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Seife:VomHeilmittelzumWaschkönig Globi möchte beim grossen Schlittenrennen im Dorf mitmachen. Doch bevor er losziehen kann, muss er zuerst seinen alten Davoser-Schlitten überholen: Erst schmirgelt er den Rost von den Kufen ab, dann reibt er das blanke Metall mit Kern-seife ein. Dann noch schnell das Holz abgewaschen und poliert und los geht’s!

Globi gewinnt das Rennen und zwar mit grossem Vorsprung. Seine Freunde wollen wissen warum er so schnell war. «Kernseife», lacht Globi, «die hat besonders viel Öl.»

«Aber», stutzt Erich, «warum waschen wir uns die fettigen Hände mit etwas, das Öl enthält?»

� 83

EXPERIMENT WarumSeifefettigeHändereinigt

DUBRAUCHST:Öl, Wasser, Seife.

SOGEHTES:Reibe deine Hände mit Öl ein. Versuche zuerst, das Öl nur mit Wasser abzuwaschen. Dann nimm Seife zum Waschen.

DASKOMMTHERAUS:Mit Wasser allein kannst du das Öl nicht abwaschen. Mit Seife jedoch geht es gut.

ERKlÄRUNG:Wie du weisst, lassen sich Wasser und Öl nicht mischen (siehe Seite 26). Es gibt jedoch chemische Verbindungen, die eine Art Brücke zwischen zwei nicht misch-baren Substanzen bilden. Der Chemiker nennt solche Substanzen Tenside. Auch Seifen wie Abwaschmittel (Spülmittel) und Waschpulver gehören dazu.

Ein Seifenmolekül hat zwei verschiedene Enden. Das eine Ende verbindet sich gut mit Wasser, das andere gut mit Ölen und Fetten. So hüllen mehrere Seifenmoleküle mit dem «fettfreundlichen» Ende die winzigen Öltropfen ein. Dabei zeigen dann die «wasser-freundlichen» Enden der Moleküle nach «aussen» und verbinden sich mit dem Wasser. Auf diese Weise können die Ölkügelchen mit Seife abgewaschen werden.

reinigt

Reibe deine Hände mit Öl ein. Versuche zuerst, das Öl nur mit Wasser

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EXPERIMENT AbwaschmittellässtGegenständesinken DUBRAUCHST: 3 Schalen, Wasser, 1 Gummiband, 1 Reissnagel, 1 Büroklammer, 1 kleines Stück dünnes Papiertaschentuch, Abwaschmittel.

SOGEHTES: Fülle die Schalen zu Hälfte mit Wasser. Lege Folgendes in je eine Schale vor-sichtig auf die Wasseroberfläche: in die erste das Gummiband, in die zweite den Reiss-nagel und in die dritte Schale das Papier taschentuch und darauf die Büroklammer. Warte, bis das Taschentuch hinabgesunken ist. Gummiband, Reissnagel und Büroklammer schwimmen auf dem Wasser. Tropfe langsam verdünntes Abwaschmittel (Spülmittel) in die Schalen.

DASKOMMTHERAUS: Das Abwaschmittel lässt die Gegenstände ins Wasser sinken. Je schwerer die Gegenstände sind, desto weniger Abwaschmittel musst du in die Schale tropfen.

ERKlÄRUNG: Wassermoleküle ziehen sich untereinander an; daher wird an der Grenze zur Luft die Oberfläche «gespannt» und eine Art «Haut» entsteht. So können sich Tiere wie Wasserläufer (Insekt) aber auch Spinnen auf einem Teich fortbewegen. Gibst du Abwaschmittel ins Wasser, drängen sich die Seifenmoleküle zwischen die Wassermole-küle: Die «Haut» wird zerstört. Diese Eigenschaft des Wassers wird Oberflächenspan-nung genannt.

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SeifealsHeilmittelSchon die Sumerer, die Griechen und die Ägypter konnten aus Pflanzen-asche und verschiedenen Ölen Seife herstellen, die zum Heilen von Verlet-zungen verwendet wurde. Erst viel spä-ter fanden die Römer heraus, dass Seife auch ein gutes Reinigungsmittel ist.

Nochvor150JahreneinluxusartikelSpäter änderten die Araber das Rezept: Sie verkochten Öl mit Lauge und erhielten eine vergleichbare Seife, wie du sie auch kennst.

Im Mittelalter war Seife sehr teuer. Allerdings brauchten die Menschen nur wenig davon, denn sie glaubten, dass Krankheiten wie Pest und Cholera durch Wasser übertragen werden und wuschen sich deshalb kaum. Selbst bei den Wohlhabenden und Adligen war es üblich, sich statt mit Seife und Wasser mit Puder und Parfum zu «reinigen» – und so den Gestank zu überdecken.

Erst als ab 1865 der Rohstoff Soda (Na2CO3, Natriumcarbonat) in Fabriken hergestellt wer-den konnte, wurden auch Seifen in Massen produziert und waren für alle erschwinglich.

Bei ihrer Herstellung werden meist noch ätherische Öle (Duftstoffe, Parfüm) und auch Farbstoffe zugesetzt.

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EXPERIMENT StichflammenmitätherischenÖlen

DUBRAUCHST:1 frische Mandarine (oder Zitrone, Orange), 1 bren-nende Kerze, deine Schutzbrille.

SOGEHTES: Schäle die Frucht. Nimm einen Teil der Schale und presse den Schalenteil dicht bei der Kerzenflamme schnell zusam-

men. Vorsicht: Halte die Schale nicht allzu nahe oder direkt in die Flamme, sonst beginnt sie zu brennen.

DASKOMMTHERAUS:Es gibt heftige Flammen quer zur Kerzenflamme.

ERKlÄRUNG: Presst du die Zitronenschale vor einem Blatt Papier zusammen, entstehen darauf Ölflecken, die schon bei Zimmertemperatur einen star-ken Duft verströmen. Diese Duftstoffe nennt der Chemiker ätherische Öle. Sie geben Nahrungsmitteln und vielen Gewürzen ihren Duft. Einige dieser Öle, zum Beispiel Eukalyptus oder Menthol, sind auch medizinische Wirkstoffe.

ParfumsundAromen–dieWeltderDüfteIn der Vorweihnachtszeit hat Globi Gewürznelken in eine Orange gesteckt und sie in der Küche aufgehängt, damit es lecker duftet. Aber nach einiger Zeit ist der Duft fast verflo-gen. Duftet es nicht mehr oder hat er sich an den Geruch gewöhnt? Auch wenn Globi zum Beispiel eine Zwiebel entzwei-schneidet, riecht es anfangs sehr stark. Schnuppert er nach

zwei, drei Tagen an einer Zwiebelhälfte, riecht sie kaum noch und so passiert

das mit vielen Düften. Was geschieht da? Wohin verschwin-den diese Düfte? Was für Stoffe

sind Düfte überhaupt?

FRAGE: Kennst du andere Gegenstände, die mit der Zeit an Geruch verlieren?

ANTWORT: Tee, Parfums, Seifen, Gewürze…Viele dieser Sachen

werden daher gut verpackt oder in verschlossenen Behältern aufbewahrt.

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WenndieNaseverwöhntwirdDuftstoffe wurden schon im alten Ägypten und in Indien für Parfums oder für Räucherwerk verwendet. Sehr kostbar war Myrrhe, ein duftendes Harz vom Weihrauchbaum. Auch heute stehen in vielen Wohnungen, Bädern und anderen Räumen Duftkerzen, Duftlämpchen, Duftsteine oder Räucherstäbchen.

Parfums bestehen vor allem aus Wasser, Alkohol und ätherischen Ölen. Neben natürlichen Riechstoffen gibt es eine Vielzahl künst-lich hergestellter Duftstoffe und Aromen.

AromenfürKaugummiundHustensirupDas Aroma eines Lebensmittels kommt aus dem Zusammenspiel von Hunderten von chemischen Substanzen zustande. Auch Aromaextrakte und Aromastoffe, die Lebens-mitteln oder Medikamenten zugegeben werden, bestehen aus vielen Einzelsubstanzen.

ledermussnachlederriechenGlobis Freund Hans hat sich in den Ferien auf dem Markt günstig eine echte Leder-jacke gekauft. Voller Stolz zeigt er sie Globi. Der befühlt sie und schnuppert daran. «Die riecht ja gar nicht nach Leder», meint er. Hans ist verunsichert und fragt in einem Fachgeschäft nach.

Der Verkäufer beruhigt ihn: «Früher wurde das Leder mit Eichenrinde und Fischöl bearbeitet, und die fertigen Kleidungsstücke oder Taschen rochen dann ‹nach Leder›. Heute haben künstlich hergestellte Stoffe zum gröss-ten Teil Hölzer und Fischöle abgelöst, und modernes Leder hat fast gar keinen Geruch mehr. Es gibt Aromen, die wie ein Parfum auf-gesprüht werden, sodass die Lederkleider wieder ‹wie echt› riechen. Aber Achtung: Auch Kunstleder kann mit dem Lederduft versehen werden.»

Myrre und Weihrauch

Räucherstäbchen

Rosen-Potpourri

Räuchermännchen

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DemTäteraufderSpurGlobi und sein Freund Jan schauen sich in einem Schmuckgeschäft um. Plötzlich hören die beiden irgendwo Glas zerbrechen und es entsteht grosse Aufregung. Eine Vitrine ist eingeschlagen worden, daran klebt ein wenig Blut, offenbar hat sich der Dieb verletzt. Der Ladenbesitzer vermisst ein wertvolles Schmuckstück. Aufgeregt und wütend ruft er die Polizei an. Alle Kunden müssen im Laden bleiben.

Die rasch eintreffende Polizei durchsucht alle Anwesenden. Zu Globis riesigem Entsetzen findet sie den Diamanten in seiner Tasche. Globi beteuert seine Unschuld und Jan unterstützt ihn wortkräftig dabei.

Doch es nützt ihnen nichts; sie werden auf den Polizeiposten mitgenommen. Dort werden sie befragt und müssen ihre Personalien abgeben. Danach nimmt eine Beamtin Globi Fingerabdrücke ab und sammelt noch mit einem Wattestäbchen etwas Speichel an der Innenseite seiner Backe ein – für die DNA-Profil-Erstellung, wie sie erklärt. In fünf Tagen muss Globi wieder vorbeikommen.

Er erscheint pünktlich und wird gleich zum Polizisten geführt, der in diesem Fall ermittelt und die Resultate der Untersuchung vor sich liegen hat. «Globi, du bist unschuldig. Die Fingerabdrücke und die DNA-Analyse schliessen dich als Täter aus!»

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WieTäterheuteentlarvtwerdenDie Polizei und die Gerichtsmedizin setzen viele Methoden ein, um Verbrechen auf-zuklären, eine der modernsten ist die DNA-Analyse. DNA-Analyse: DNA (sprich: Deh-Enn-Ah) ist die Abkürzung für den englischen Ausdruck Deoxyribonucleic acid.

Vielleicht hast du die Haarfarbe deines Vaters geerbt oder hast so blaue Augen wie deine Mutter. Diese Eigenschaften sind in einer Art Code oder Kombination in jeder deiner Körperzellen wie ein Computerprogramm gespeichert. Wenn du selbst einmal Kinder hast, werden an sie Teile dieses Codes weitergegeben. Dieser Code ist die DNA. Sie ist bei jedem Menschen verschieden, genauso wie ein Fingerabdruck. Mittlerweile gibt es Verfahren, diesen Code zu entschlüsseln und auf diese Weise festzustellen, von welcher Person er stammt.

Bei der DNA-Analyse werden Körperzellen untersucht. Es genügt schon eine ganz kleine Menge Blut, Speichel oder Hautzellen, um herauszufinden, wer sie verloren oder abgegeben hat. Da jeder Täter solche Spuren hinterlässt, kann die Polizei mit einer DNA-Analyse viele Verbrechen aufklären.

WasHaareallesverratenIn die Haare werden Atome und Moleküle eingebaut, die ein Mensch mit der Nahrung oder auf andere Art und Weise aufnimmt, wie Drogen und Medikamente. Aber auch Gifte aus der Umwelt lagern sich in den Haaren ab. Um herauszufinden, um welche Substan-zen es sich handelt, gibt es sehr genaue und empfindliche Methoden. Sie liefern sogar Hinweise, wo jemand lebt, denn das Trinkwasser ist von Gegend zu Gegend anders zusam-mengesetzt, und auch dieses «Wasser-muster» wird in die Haare eingebaut. Haare werden vor allem untersucht, wenn ein Ereignis oder eine kriminelle Tat schon Wochen oder Monate zurückliegt, da die Spuren sehr lange in den Haaren gespeichert werden.

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ChemieistallesAm frühen Nachmittag kehrt Justus von seiner letzten Reise zurück. Die Freude über das Wiedersehen ist gross. Globi kann es kaum erwarten, Justus sein Labor-buch zu zeigen. Der Professor blättert darin und ist beeindruckt, dass das Buch schon fast voll ist.

Da fällt ihm plötzlich etwas ein! «Oh je», beginnt er und wird ganz nervös. «Ich wurde ja gefragt, ob ich Schulklassen für die Chemie begeistern möchte. Das Unter-richten wäre kein Problem, aber…» Globi ist ganz gespannt, «Aaaaber…?», fragt er. «Für das Labor und die Experimente im Unterricht bräuchte ich einen Assistenten, er…». Der Professor fährt mit der Hand durch seinen wilden Haarschopf.

«Er…?», drängt ihn Globi voller Vorahnung.

«Er müsste etwas von Chemie verstehen, schon selbst experimentiert haben, gewis-senhaft und wissbegierig sein – ja, halt so wie du.» Justus holt tief Luft und fragt feierlich: «Globi, möchtest du mein Assistent werden?»

«Yttrium* und Molybdän*, ‹Ja› sagt froh dein grösster Fan!», reimt Globi fröhlich und streckt seinem überglücklichen Freund die Hand hin.

* Elemente. Siehe Periodensystem auf Seite 18.

EinigeWochenspäter …Und so kommt es, dass Globi in den Unterrichtsstunden von Justus als Assistent arbeitet. Das freut alle, besonders die Kinder!

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KlugeKöpfeinderChemie

Martin�Kohler,�Kantonschemiker�

Ich bin Kantonschemiker und kontrolliere zusammen mit meinen Mitarbeitenden im Labor und im Inspektorat, ob unsere Lebensmittel in der vom Gesetz vorgeschriebenen Qualität hergestellt und auf den Markt gebracht werden. Wir schauen hinter die Kulissen – sei es im

Restaurant, in der Lebensmittelindustrie oder in der Trinkwasserversorgung. Mit chemischen und mikrobi-

ologischen Analysen im Labor finden wir Probleme, die man von blossem Auge nicht sehen kann. Enthalten die farbigen Teller aus dem Sonderange-bot die giftigen Schwermetalle Blei und Cadmium? Sind die künstlichen Farbstoffe in den bunten Zuckerwaren zugelassen?

Ist etwas nicht in Ordnung, sorgen wir für Abhilfe und ziehen wenn nötig die betroffenen Produkte aus dem Verkehr.

Katharina�Fromm,�Chemieprofessorin

Ich lehre Chemie an der zweisprachigen Université de Fri-bourg in der Schweiz. Ich geniesse den Kontakt zu den Studierenden. Ich habe manchmal grosse Klassen mit 300 Studierenden, aber es können auch nur 8 oder 40 sein. Sie kommen aus der ganzen Schweiz und dem Ausland zu uns. Neben der Lehre, also der Vermittlung des Lehrstoffs, hat eine Universität auch den Auftrag zu forschen, um das Wissen der Menschheit zu vergrössern. Ganz besonders fasziniert mich dabei, dass meine Mitarbeiten-den fast täglich neue Substanzen herstellen, die es sonst nirgends auf der Welt gibt. Mit den chemischen Elementen, die sozusagen unser Alphabet darstellen, bilden wir neue Worte, die Moleküle, die sich wiederum zu neuen Sätzen, also Materialien zusammensetzen. Das ist so spannend wie die Entdeckung eines neuen Kontinents! Zu den Qualitäten eines Professors gehören auch die des Managers – alles zusammen ein absoluter Traumjob!

Monique�Fanger�,�Chemielaboratin

Ich bin Chemielaborantin und arbeite in einem analytischen Labor. Hier untersuche ich Substanzen, das heisst ich messe mit Hilfe von verschiedenen Messgeräten die Zusammenset-zung von Gemischen. Dafür muss ich auch neue Methoden entwickeln, da nicht alle Stoffe auf die gleiche Weise gemes-sen werden können. Früher habe ich in einem synthetischen Labor gearbeitet, wo ich chemische Reaktionen durchge-führt und neue Substanzen hergestellt habe. Meine Arbeit ist sehr abwechslungsreich und es erwarten mich immer wieder neue Aufgaben.

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Thomas�Lehmann,�Chemiker�in�der�Pharmaindustrie

Ich habe Chemie studiert und arbeite nun in der pharmazeutischen Industrie und entwickle neue Moleküle, die dann als Wirkstoffe in Medikamenten gegen verschie-dene Krankheiten verwendet werden. So stellen wir zum Beispiel Antibiotika her, die Bakterien abtöten, oder Wirkstoffe gegen Krebserkrankungen. All diese Moleküle werden ganz speziell aufgebaut, so dass sie im Körper genau an der richtigen Stelle wirken und gegen eine bestimmte Krankheit helfen können. Die Entwicklung von neuen Medikamenten ist eine sehr lange und komplizierte Arbeit und es dauert 5 bis 10 Jahre, bis ein Medikament schliesslich in der Apotheke zu kaufen ist. Da es so kompliziert ist, müssen auch ganz verschiedene Menschen zusammenarbeiten: neben den Chemikern sind dies vor allem Mediziner, Biologen und Apotheker.

Cornelia�Brehmer,�Chemikerin�in�der�Rechtsmedizin��

Ich arbeite als Chemikerin im Institut für Rechtsmedizin und fühle mich hier wie ein Sherlock Holmes für Moleküle. Wir arbeiten mit Richtern und der Polizei zusammen. Beobachtet ein Polizist z. B. eine Person, die im «Zick-Zack» Auto fährt, wird diese gestoppt. Beim Arzt wird dann eine Blutprobe entnommen. Diese wird an uns geschickt. Im Labor untersuchen wir dann, ob sich im Blut Fremdstoffe wie z.B. Alkohol, Medikamente oder Drogen befinden. Diese könnten bewirkt haben, dass die Person nicht mehr richtig Autofahren konnte. In einem Bericht (Gutachten) muss ich dann die Untersu-chungsergebnisse aufschreiben, beurteilen und angeben, von welchem Fremdstoff die Person beeinträchtigt war. Aufgrund meines Berichts spricht der Richter oder die Richterin dann die Strafe aus. Bei einem Mord untersu-chen wir Blut und Urin, um festzustellen, ob der Verstorbene eine tödliche Konzent-ration eines Fremdstoffes (z. B. einer Droge) im Körper hat.Es ist sehr abwechslungsreich in meinem Beruf, denn die Fälle, die ich untersuche, sind sehr unterschiedlich: es geht um Mord, Einbruch, Diebstahl, Drogenhandel, Verkehrsunfälle, und vieles mehr. Es geht stets darum, zu beurteilen, ob eine Person einen Fremdstoff eingenommen hat und davon beeinflusst war.

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Thomas Bucheli, Umweltchemiker

Zehntausende von Chemikalien sind in Haushalt und Industrie im täglichen Gebrauch. Viele davon gelangen gewollt oder ungewollt in die Umwelt. Wir Umweltchemiker beschäftigen uns mit den Auswirkungen dieser Substanzen in Wasser, Boden oder Luft sowie auf die Lebewesen. Wie Detektive machen wir uns auf die Suche nach geringsten Rückständen, ganz wie bei der Nadel im Heuhaufen. Mit Hilfe von eigens hierfür entwickelten Methoden und Geräten kommen wir den Chemikalien schliesslich auf die Spur. Die Suche dauert oft mehrere Tage – doch es lohnt sich: Mit unseren Resultaten tragen wir bei zu einem verantwortungs-vollen und umweltschonenden Umgang mit Che-mikalien.

�Richard�R.�Ernst,�Nobelpreis�für�Chemie�1991

Im Jahr 1991 wurde mir der Nobelpreis für Chemie verliehen für die Entwicklung von heute unentbehrli-chen Kernresonanz-Methoden (NMR) zum Studium

von Molekülen und von Materialien, sowie für meinen Beitrag zur Magnetresonanz-Tomogra-phie (MRI) in der Medizin. Meine Beiträge waren hochwirksame Verfahren, die viel detailliertere Messungen mit kürzerer Untersu-

chungszeit ermöglichen. Sie sind heute von grosser praktischer Bedeutung in der chemischen Forschung und in der klinischen Medizin.Nun bin ich seit 13 Jahren emeritiert und bin

fast ständig auf Vortragsreisen rund um die ganze Welt. Dabei geht es mir vor allem um die Motivierung von jungen Leuten, ebenfalls in die hochspannende Chemie einzusteigen, denn mit Chemie kann man wesentlich zur Lösung von Problemen im Zusammenhang mit Gesundheit, Umgebung, nachhal-tiger Energiegewinnung und ganz allgemein der Zukunftsfähigkeit unserer Gesell-schaft beitragen. Ohne verantwortungsbewusste und innovative Anwendung der Chemie wird die Menschheit ihre notwendigen Lebensgrundlagen in der ferneren Zukunft nicht mehr erhalten können.

Marie�Curie,�Nobelpreis�für�Chemie�1911

Marie Sklodowska Curie war Physikerin und wirkte in Frankreich. Sie wuchs in einem damals zu Russland gehörenden Teil Polens auf. Da Frauen dort nicht zum Studium zugelassen wurden, zog sie nach Paris. 1891 begann sie ein Studium an der Sorbonne, das sie mit Lizenziaten in Physik und Mathematik beendete. Während dieser Zeit arbeitete sie als Hauslehrerin in einer Anwaltsfamilie. Im Dezember 1897 begann sie die Erforschung radioaktiver Substanzen, die seitdem den Schwerpunkt ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit bildeten. 1903 erhielt sie den Nobelpreis für Physik und 1911 den für Chemie.

Sie wuchs in einem damals zu Russland gehörenden Teil Polens auf. Da Frauen dort nicht zum Studium zugelassen wurden, zog sie nach

Im Dezember 1897 begann sie die Erforschung radioaktiver Substanzen, die seitdem den Schwerpunkt ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit bildeten. 1903 erhielt sie den Nobelpreis für Physik und 1911 den für Chemie.

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Sie entdeckte zusammen mit ihrem Ehemann Pierre Curie die chemischen Elemente Polonium und Radium. Sie ist bis heute die einzige Frau unter den vier Mehrfach-Nobelpreisträgern und neben Linus Pauling die einzige Person, die Nobelpeise auf zwei unterschiedlichen Gebieten erhalten hat (Stand 2010).

Noch mehr zu Marie Curie ist hier zu finden: http://de.wikipedia.org/wiki/Marie_Curie

ChemischeBerufeWenn du dich für den Beruf des Chemikers genauer interessierst, gibt es im Internet Informationen darüber: www.berufsberatung.ch

Chemiker arbeiten heutzutage in vielen Bereichen, nicht nur in der chemischen und pharmazeutischen Industrie oder an Hochschulen, sondern z. B. auch in der Land-wirtschaft, in der Biotechnologie oder in der Umweltchemie. Es gibt Ausbildungsbe-rufe wie Laborant/in EFZ (EFZ = eidgenössisches Fähigkeitszeugnis), Weiterbildungs-berufe wie Chemie- und Pharmatechnologe/login oder die Möglichkeit, das Fach an einer (Fach-)Hochschule zu studieren. Mit einem abgeschlossenen Studium der Chemie kannst du in der Forschung arbeiten und interessante Dinge herausfinden!

literaturAnn Newmark, Eva Schweikart (Übers.), Hans-Jürgen Schweikart (Übers.): Chemie. 2007. Gerstenberg GmbH & Co. Buchverlag, Hildesheim, 978-3-8369-5517-1.

Rainer Köthe, Lena Kristensen (Illustr.), Frank Krüger (Illustr.): Was ist Was. Chemie. 2010. Tessloff Verlag, Nürnberg. 978-3-7886-0244-4.

Ulrike Berger: Die Chemie-Werkstatt. 2008, 3. Aufl. Velber. 978-3-8661-509-3.

Kristin Mäderfessel-Herrmann, Friederike Hammar, Hans-Jürgen Quadbeck-Seege: Chemie rund um die Uhr. 2004. Wiley-VCH, Weinheim, 978-3-527-30970-2.

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Quiz

� 1� Vorläufer�der�Chemiker�waren�die�� a. Prochemiker b. Chemantiker c. Alchemisten

� 2� Chemie�beschäftigt�sich�mit�� a. der menschlichen Zuneigung b. dem Schienenverkehr c. der Umwandlung von Stoffen

� 3� Chemiker�experimentieren�meist� a. im Labor b. in der Bibliothek c. in der Küche

� 4� Chemische�Elemente�sind� a. Grundbausteine b. Naturgewalten c. Kräfte

� 5� �Den�Begriff�«Atom»�kannten�schon�die�alten

a. Chinesen b. Griechen c. Ägypter

� 6� Fe�steht�in�der�Chemie�für� a. Eisen b. Fertig c. Feststoff

� 7� Wasser�ist�verbunden�aus� a. Stickstoff und Helium b. Kohlenstoff und Chlor c. Sauerstoff und Wasserstoff

� 8� Magnetisch�ist� a. Gold b. Eisen c. Aluminium

� 9� Bronze�ist�� a. eine kupferbraune Malfarbe b. ein chemisches Element c. eine Legierung (Kupfer und Zinn)

� 10� Coca-Cola�enthält� a. Phosphorsäure b. Colasäure c. Ameisensäure

� 11� Was�lässt�Eisen�schnell�rosten?� � a. Öl b. Stickstoff c. Salz

� 12� Die�Bleistiftmine�enthält� a. Blei b. Stiftstoff c. Graphit

� 13� �Was�kannst�du�mit�Iod��nachweisen?

a. Stärke b. Soda c. Silber

� 14� Gummibärchen�enthalten� a. Bärendreck (Lakritze) b. Gelatine c. Gummi

� 15� Was�entsteht�bei�der�Hefe-Gärung?� a. CO² b. Essigsäure c. Soda (Na²CO³, Natriumcarbonat)

� 16� Die�blaue�Farbe�der�Jeans�heisst� a. Blue Levi b. Jeansiline c. Indigo

Lösungen: 1c, 2c, 3a, 4a, 5b, 6a, 7c, 8b, 9c, 10a, 11c, 12c, 13a, 14b, 15a, 16c