Tausendsassa Alkohol Treibstoffe in der Diskussion Kohlenstoffdioxid im Blickpunkt Reinigen und Pflegen

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1 Inhalt Kontexte 1. Tausendsassa Alkohol Die Herstellung von Wein ein altbekanntes Geheimnis Vom Brauen und Brennen Alkohol im Alltag ein Problem? Alkohol zum Trinken viel zu schade? Trinkalkohol ist nur ein Alkohol unter vielen Neue Stoffe aus Alkoholen Fruchtiges aus Alkoholen Aromastoffe Für ExpertInnen Reinigen und Pflegen Aus grauer Vorzeit Welcher Reiniger für welchen Schmutz? Seifen und moderne Tenside Wasser ist zum Waschen da Waschpulver und Co Nach der Wäsche kommt die Pflege Cremes mehr als Wasser und Öl Für ExpertInnen Treibstoffe in der Diskussion Benzin hat Geschichte gemacht Benzin aus Erdöl raffiniert Benzin nach Maß für jeden Bedarf das richtige Autoabgase und Umwelt Auf der Suche nach alternativen Treibstoffen Benzin enthält Energie Treibstoffe im energetischen Vergleich Für ExpertInnen Kohlenstoffdioxid im Blickpunkt Kohlenstoffdioxid ein Gas mit vielen Vorkommen Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre natürlich gut? Beschreibung der Realität durch Modelle Die Ozeane geheimnisvoll und unerforscht? Gigantische Wasserfälle und Schneefall in den Ozeanen Aus Wasser zu Stein Kalk Stabile Systeme Puffersysteme Für ExpertInnen 74 5

2 5. Rost ohne Rast Dem Rost auf der Spur Rosten ein erstaunlicher Vorgang Was rostet, das kostet Für ExpertInnen Steinzeit Eisenzeit Plastikzeit Kunststoffe unter der Lupe Kunststoffe machen mobil Chemie macht Kleidung Clevere Fasern Kunststoffe in der Medizin Unsichtbare Helfer Alleskönner Silicone Für ExpertInnen Mobile Energiequellen für eine mobile Welt Strom für unterwegs Batterie ist nicht gleich Batterie Batterie leer, was nun? Durchstarten dank Bleiakku Batterien und Akkus für jeden Zweck Mit der Brennstoffzelle in die Zukunft? Neue Märkte für Brennstoffzellen Für ExpertInnen Müll wird wertvoll Vom Nutzen zur Sorge Ein Haufen Plastik was nun? Aus Alt wird Neu Computerschrott Thema von morgen? Alte Rechner neu entdeckt Kupfer eiskalt zurückgewonnen Leiterplatten Kupfererz einmal anders Für ExpertInnen 130 6

3 9. Nahrung für 8 Milliarden? Die Erde eine Vorratskammer? Was Pflanzen zum Leben brauchen Ammoniak der erste Schritt zum Düngemittel Vom Stickstoff zum Düngemittel und zurück Düngung um jeden Preis? Bodyguards für Pflanzen Pestizide wie gefährlich sind sie? Für ExpertInnen Chemie im Menschen Fett Leidensdruck und Lebensgarant Kohlenhydrate unsere Erfolgsquelle Geschmackstuning durch Aminosäuren Proteine Makromoleküle in vielen Formen Gelatine vielseitig und in aller Munde Nervenzellen in Erregung Insulin Bote von einer merkwürdigen Insel Für ExpertInnen Wunder der Medizin Ein Medikament mit Vergangenheit und Zukunft Von der Salicylsäure zum Aspirin Coffein Droge oder Medizin? Coffein natürlich und synthetisch Die Entschlüsselung des genetischen Materials DNA-Rekombinationstechniken und DNA-Analytik DNA-Analytik in der modernen Medizin Für ExpertInnen Ein Mund voll Chemie Die Bewohner der Mundhöhle Die Mundhöhle, ein Chemielabor en miniature Der Zahn und seine Pflege Karies eine Zivilisationskrankheit Quecksilber in aller Munde Zahnfüllungen eine Vielfalt an Materialien Zahnästhetik Für ExpertInnen Die Welt ist bunt Farben sehen Licht im Dunkeln Farbe bekennen Mit Farben gestalten Buntes Haar schönes Haar? Bunte Welt der Pflanzen Das Auge isst mit Für ExpertInnen 210 7

4 Basiskonzepte A Stoff-Teilchen-Konzept 211 A-1 Von Stoffbetrachtungen zu Atommodellen 212 Vorwissenschaftliche Vorstellungen von den Stoffen 212 Die Entdeckung wichtiger Gesetze der Chemie 214 Das Atommodell nach Dalton 216 Das Kern-Hülle-Modell 218 Das Bohr-Sommerfeld sche Atommodell 222 Das Orbitalmodell (das wellenmechanische Atommodell) 226 A-2 Atombau und Periodensystem der Elemente 230 Das Periodensystem der Elemente 230 Periodizität der Eigenschaften der Elemente 231 Umwandlung von Atomkernen 234 A-3 Modelle der chemischen Bindung 237 Elektronenpaarbindung 238 Beschreibung der Elektronenpaarbindung mit dem Orbitalmodell 240 Beschreibung der Elektronenpaarbindung mit dem Elektronenpaar- Abstoßungs-Modell 245 Ionenbindung 248 Metallbindung 249 Chemische Bindungen in Stoffen 251 B Struktur-Eigenschaften- Konzept 255 B-1 Struktur und Eigenschaften von anorganischen Stoffen 256 Edelgase 256 Metalle 258 Ionenverbindungen 260 Anorganische Molekülsubstanzen 262 B-2 Struktur und Eigenschaften von organischen Kohlenstoffverbindungen 272 Gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe 273 Aromatische Kohlenstoffverbindungen 279 Organische Stoffe mit funktionellen Gruppen 283 Alkohole und Ether 284 Aldehyde und Ketone 288 Carbonsäuren und Ester 290 Fette 295 Amine und Nitroverbindungen 297 Kohlenhydrate Monosaccharide und Disaccharide 298 Aminosäuren und Dipeptide 303 A-4 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen 252 Im Überblick 254 8

5 B-3 Methoden der Strukturaufklärung 308 Chromatografie 308 Qualitative und quantitative Elementaranalyse organischer Stoffe 311 Massenspektrometrie 316 Infrarotspektroskopie 318 NMR-Spektroskopie 320 B-4 Reaktionsmechanismen in der organischen Chemie 324 Additionsreaktionen 326 Substitutionsreaktionen 331 Eliminierungsreaktionen 341 B-5 Struktur und Eigenschaften von makromolekularen Stoffen 342 Polysaccharide 342 Polypeptide und Proteine 345 Nucleinsäuren DNA und RNA 350 Kunststoffe 352 Siliciumdioxid, Glas und Silicone 362 C Energie-Konzept 401 C-1 Das Phänomen Energie 402 C-2 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik 407 C-3 Energetische Betrachtungen bei chemischen Reaktionen 409 C-4 Energetische Betrachtungen zu chemischen Bindungen 418 C-5 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik 423 C-6 Enthalpie, Entropie und chemische Reaktionen 427 Im Überblick 430 B-6 Struktur und Eigenschaften von Tensiden 364 Seifen und Tenside 364 Waschmittelzusatzstoffe 371 B-7 Struktur und Eigenschaften der Farbstoffe 374 Licht als elektromagnetische Strahlung 374 Farbstoffklassen 383 Färben von Textilien 387 B-8 Struktur und Eigenschaften von Komplexverbindungen 390 Im Überblick 399 9

6 D Konzept der Kinetik und des chemischen Gleichgewichts 431 D-1 Geschwindigkeit von Reaktionen Bestimmung und Beschreibung 432 D-2 Stoßtheorie und Übergangszustand 444 D-3 Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit 448 D-4 Das chemische Gleichgewicht ein dynamisches System 452 D-5 Das Massenwirkungsgesetz Berechnungen zum chemischen Gleichgewicht 456 D-6 Die Verschiebung des chemischen Gleichgewichts 460 D-7 Gleichgewichtseinstellung bei natürlichen und technischen Prozessen 470 D-8 Katalyse und katalytische Reaktionen in Natur und Technik 475 Im Überblick 486 E Donator-Akzeptor-Konzept 487 E-1 Redoxreaktionen sind Elektronenübergänge 488 E-2 Säure-Base-Reaktionen nach Brönsted sind Protonenübergänge 497 E-3 Elektronenübergänge mathematisch erfasst 506 Elektrodenpotenziale 507 Zellspannung 510 E-4 Elektronenübergänge außerhalb der Standardbedingungen 516 E-5 Protonenübergänge ph-werte mathematisch erfasst 527 Starke und schwache Säuren und Basen 527 Säurekonstante und Basekonstante 529 Der ph-wert 532 Titration 540 E-6 Puffersysteme weisen den ph-wert in seine Schranken 545 Im Überblick 550 Anhang 551 Gefahrensymbole, Gefahrenhinweise 552 Entsorgung von Gefahrstoffabfällen 554 Liste von Gefahrstoffen 555 Register