Chemie in 2 Minuten podcast

#9 - Wasserstoffbrückenbindungen

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Hallo, mein Name ist Ricardo Grieshaber und ich begrüße euch zu dieser Folge von Chemie in 2 Minuten. Unser heutiges Thema sind die stärksten Kräfte, die zwischen Molekülen wirken können, die sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen. Sie entstehen in polaren Molekülen, in denen Wasserstoff an ein stark elektronegatives Atom wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden ist. Das beste Beispiel dafür ist das Wassermolekül: In diesem werden die Elektronen des Wasserstoffs viel stärker von dem Sauerstoffatom angezogen als von den Wasserstoffatomen selbst. Die Wasserstoffatome sind stark positiv geladen, das Sauerstoffatom dagegen stark negativ. Im Wasser ziehen dann negativ geladene Sauerstoffatome positiv geladene Wasserstoffatome aus anderen Wassermolekülen an und bilden eine Art großes, bewegliches Gitter. Im Eis ist dieses Gitter dann nicht mehr beweglich, sondern fest. Auch hier liegen Wasserstoffbrückenbindungen vor. Durch dieses Phänomen lässt sich auch die geringere Dichte von Eis erklären: Die Wasserstoffbrückenbindungen brauchen als festes Gitter mehr Platz als im flüssigen Wasser, da das Kristallgitter Hohlräume zwischen den einzelnen Wassermolekülen enthält. Außerdem machen es die Wasserstoffbrückenbindungen überhaupt möglich, dass wir auf der Erde leben können: Verglichen mit anderen Stoffen mit der gleichen Molekülmasse, müsste Wasser bereits bei minus 100 Grad Celsius schmelzen und ab minus 80 Grad Celsius gasförmig sein! Vielen Dank fürs Zuhören! Falls ihr ein Thema vorschlagen möchtet, schreibt mir einfach eine Mail an chemie@in2minuten.com. Weitere Informationen findet ihr unter in2minuten.com

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    #16 - Schalenmodell

    Willkommen zu einer weiteren Folge von Chemie in 2 Minuten, mein Name ist Ricardo Grieshaber. In der heutigen Folge geht es um eines der Modelle, um den Aufbau von Atomkernen zu erklären: das Schalenmodell. Es ist eine Erweiterung des Bohrschen Atommodells und eine Vereinfachung des Orbitalmodells. Das Schalenmodel dient der bildlichen Vorstellung des Atoms. Man vermutet, dass sich im Kern von Atomen Protonen und Neutronen befinden. In der Kurzschreibweise beziehungsweise in Skizzen werden Protonen abkürzend als P plus bezeichnet, da sie eine positive Ladung tragen. Neutronen tragen keine Ladung und werden daher lediglich als kleines N geschrieben. Um den Kern herum ordnen sich die Elektronenschalen an. Das kann man sich in etwa so vorstellen, wie mehrere ineinander stehende Schüsseln. Auf den Rändern der Schüsseln kreisen die Elektronen. Sie werden im Schalenmodell entweder als Punkte, umkreiste Minuszeichen oder auch als Zahl zusammengefasst für die jeweilige Schale als E minus geschrieben. Die Elektronenschalen haben sogar Namen: Von innen nach außen tragen sie die Großbuchstaben K, L, M, N, O, P, Q. Nicht in jede Elektronenschale passen gleich viele Elektronen rein: In die K-Schale passen nur zwei Elektronen, in die L Schale dagegen acht Elektronen. Die Maximale Elektronenzahl in einer Schale wird nach der Formel zwei n zum Quadrat gebildet, wobei n der Nummer der Schale entspricht, wenn man im inneren anfängt zu zählen. Zu dieser Regel kommt noch eine weitere dazu: In die äußerste Schale passen immer höchstens acht Elektronen, ganz egal, um welche Schale es sich handelt. Einzige Ausnahme bildet hier die innerste, also die K-Schale, denn in diese passen höchstens zwei Elektronen. Ergänzend zu dieser Folge könnt ihr euch auf unserer Webseite www.in2minuten.com im Glossar noch den Artikel “Edelgaskonfiguration” durchlesen und in unserem interakiven Periodensystem die Schalenmodelle verschiedener Atome nachschauen.
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    #15 - Fettsäuren

    Diese Folge von Chemie in 2 Minuten wird präsentiert von iCatcherTV, dem Magazin rund Mac, iPhone und Internet - http://icatchertv.com ---------------- Hallo und herzlich willkommen zu einer neuen Folge von Chemie in 2 Minuten mit Ricardo Grieshaber. In dieser Folge geht es um Fettsäuren. Fettsäuren sind das, was wir im Alltag als Fett bezeichnen. Fettsäuren sind Lipide und gehören zur Gruppe der Carbonsäuren. In Carbonsäuren ist ein Sauerstoffatom über eine Doppelbindung mit einem Kohlenstoffatom verbunden. Außerdem befindet sich an dem Kohenstoffatom noch eine OH-Gruppe. In wässriger Lösung kann von der OH-Gruppe ein Proton abgespalten werden, daher reagieren in Wasser gelöste Carbonsäuren sauer. Fettsäuren sind besonders lange Carbonsäuren. Außerdem sind sie meistens unverzweigt, ihr chemischer Aufbau ähnelt also einer sehr langen Kette. Für unseren Körper sind sie überlebensnotwendig. Fettsäuren, in denen manche Kohlenstoffatome über Doppelbindungen miteinander verknüpft sind nennt man ungesättigte Fettsäuren. Manche Fettsäuren kann unser Körper nicht selbst herstellen. Diese müssen wir deshalb über die Nahrung zu uns nehmen, man nennt sie auch essentielle Fettsäuen. Alle Fettsäuren sind besonders energiereich, da sie hauptsächlich aus Kohlenstoff und Waserstoff-Atomen bestehen. Deshalb verwendet sie unser Körper auch zur Energiegewinnung. Etwa dreißig Prozent unseres täglichen Energiebedarfs decken wir mit Fettsäuren. Aber nicht nur zur Energiegewinung sind Fettsäuren wichtig: Laut mehreren Studien senken ungesättigte Fettsäuren das Risiko für Herzkrankheiten. Fettsäuren wirken sich außerdem positiv auf den Stoffwechsel und das Immunsystem aus. Das war’s schon wieder für dieses Mal. Schickt mir eure Fragen oder Themenvorschläge an chemie@in2minuten.com. Weitere in2Minuten-Podcasts findet ihr auf www.in2minuten.com
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    #14 - Diffusion

    Hi, schön dass ihr wieder eingeschaltet habt zu einer neuen Folge von “Chemie in 2 Minuten” mit Ricardo Grieshaber. Heute geht es um “Diffusion”. Diffusion bezeichnet das Phänomen, dass sich Teilchen selbstständig in dem ihnen zur Verfügung stehenden Raum ausbreiten und gleichmäßig verteilen. Das liegt daran, dass Teilchen auf Grund ihrer thermischen Energie ständig in Bewegung sind. So weit, so gut: Teilchen bewegen sich ständig, weil sie thermische Energie haben und breiten sich deshalb aus. Diese Ausbreitung geschieht außerdem gleichmäßig, sodass nach einer Weile überall genau gleich viele Teilchen von einer Sorte sind. Aber warum ist das so? Jetzt wird’s leider noch theoretischer: Mal angenommen, es befinden sich in einem bestimmten Bereich eines Raumes mehr Teilchen von einer Sorte, als in einem anderen, gleich großen Bereich dieses Raumes. Die Konzentration der Teilchen ist also im ersten Bereich größer, als im Zweiten. Statistisch gesehen werden sich nun mehr Teilchen aus dem ersten Bereich heraus bewegen, als aus dem zweiten. Logisch, denn wo weniger ist, da kann auch weniger weg. Doch während zunächst mehr Teilchen den ersten Bereich verlassen und in den zweiten Bereich wandern als andersrum, wird sich mit der Zeit ein Gleichgewicht einstellen: Die Konzentration der Teilchen ist dann im ersten Bereich genau so groß, wie im zweiten Bereich. Die Diffusion von Teilchen spielt im alltäglichen Leben ständig eine Rolle. Selbst beim kurzen Durchlüften eines Zimmers ist die Diffusion mit im Spiel. Ich hoffe, ich konnte euch dieses Thema gut erklären. Falls ihr noch Fragen oder Anregungen habt, schreibt mir einfach eine Mail an chemie@in2minuten.com. Weitere Informationen zu diesem und weiteren “in 2 Minuten”-Podcasts findet ihr auch im Internet unter www.in2minuten.com
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    #13 - Legierung

    Willkommen zu einer weiteren Folge von Chemie in 2 Minuten, mein Name ist Ricardo Grieshaber und heute geht es um Legierungen. Das Wort legieren kommt aus dem lateinischen und bedeutet zusammenbinden, verbinden oder vereinigen. Eine Legierung ist im Prinzip eine Verbindung aus mehreren Metallen. Da keine chemische Reaktion zwischen den Metallen stattfindet, können Legierungen einfach durch Zusammenschmelzen von mehreren Metallen gebildet werden. Beim Abkühlen bildet sich dann wieder ein Metallgitter, doch nun sind auch Atome von anderen Elementen in dieses Gitter eingelagert: Die Eigenschaften der Legierung verändern sich. Somit kann eine Legierung einen besonders hohen oder auch niedrigen Schmelzpunkt besitzen. In der Industrie spielen Legierungen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, Werkstoffe mit bestimmten Eigenschaften zu erschaffen. Auch die Ummantelung von Flugzeugen ist eine bestimmte, besonders korrosionsbeständige Legierung. In Spaceshuttels wird eine Legierung mit besonders hohem Schmelzpunkt eingesetzt, welche den hohen Temperaturen beim Eintauchen in die Atmosphäre standhält. Auch die Härte eines Metalls kann durch Zusatz anderer Metalle beeinflusst werden. Die wohl bekannteste Legierung aus dem Alltag ist Messing: Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Viele Verzierungen sind aus Messing gefertigt, da es eine goldgelbe Farbe besitzt. Auch die meisten Blechblasinstrumente sind aus Messing hergestellt. Messing ist außerdem ein guter elektrischer Leiter, weshalb es gerne in Antennen verwendet wird. Und zum Schluss noch das Wichtigste: Nicht alle Metalle können mit beliebigen anderen Metallen eine Legierung bilden, sie müssen zum Beispiel das gleiche Kristallsystem haben und eine gewisse chemische Ähnlichkeit besitzen. Wenn du noch Fragen oder Anregungen hast, dann schreib mir einfach eine Mail an chemie@in2minuten.com. Oder besuche unsere Website in2minuten.com.
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    #12 - Ionenbindungen

    Hallo, mein Name ist Ricardo Grieshaber und ich begrüße euch zu dieser Folge von Chemie in 2 Minuten. Heute geht es um Ionenbindungen. Bei den meisten Verbindungen aus Metallen und Nichtmetallen sind die Unterschiede der Elektronegativität so groß, dass die Elektronenpaare nun nicht mehr nur von einem Atom stärker angezogen werden als von einem anderen, sondern komplett in die Schalen des elektronegativeren Bindungspartners wandern. Dies ist ab einer Differenz der Elektronegativität von 1,7 der Fall. Man kann nun nicht mehr von Molekülen mit Elektronenpaarbindungen sprechen, da die Atome dann nämlich als geladene Ionen vorliegen. Dies ist der Idealzustand von Ionenbindungen. Tatsächlich liegen in keinem Ionengitter die Atome zu 100% ionisiert vor. Es gibt immer einen mehr oder weniger großen Teil von Atomen, die miteinander eine Atombindung statt einer Ionenbindung eingehen. Es gibt als auch in Ionenverbindungen immer einen gewissen Anteil an Elektronenpaarbindungen. Dieser Anteil fällt mehr oder weniger groß aus, eine Ionenverbindung enthält umso mehr Atombindungen, je kleiner der Unterschied zwischen der Elektronegativität der Bindungspartner ist. Ionenverbindungen werden meist als Gitterstruktur dargestellt. Abhängig von der Verhältnisformel der Atome im Salz besitzt dieser Kristall dann eine bestimmte Kristallstruktur. Übrigens, in einer Ionenverbindung ziehen sich die einzelnen Ionen viel stärker gegenseitig an, als das die Atome in Molekülen tun. Deswegen haben Salze auch sehr hohe Schmelz- und Siedetemperaturen! Ich hoffe, dass ich euch dieses komplexe Thema ausreichend gut erklären konnte. Vielen Dank fürs Zuhören! Weitere Informationen findet ihr auf unserer Website in2minuten.com. Oder schreibt mir eine Mail an chemie@in2minuten.com.
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    #11 - Van-der-Waals-Wechselwirkungen

    Hallo, mein Name ist Ricardo Grieshaber und ich begrüße euch zu dieser Folge von Chemie in 2 Minuten, in der es um Van-der-Waals-Wechselwirkungen geht. Es gibt verschiedene Typen von intermolekularen Wechselwirkungen, die jeweils unterschiedlich stark sind. Nicht alle Wechselwirkungen können in allen Molekülen entstehen. Was also passiert zum Beispiel bei Propan-Molekülen, die keine Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden können, weil Wasserstoff keinen elektronegativen Bindungspartner hat? Auch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen können zwischen Propan-Molekülen nicht entstehen, weil die Elektronegativität von Wasserstoff und von Kohlenstoff viel zu nah beieinander liegt. In solchen Molekülen entstehen die schwachen Van-der-Waals-Wechselwirkungen. In Molekülen mit kleiner Masse wie Methan ist diese Kraft nicht besonders stark, sie wird jedoch größer, je mehr Masse ein Molekül hat. Außerdem spielt die Kontaktoberfläche eine große Rolle, also die Fläche von Molekülen, an denen sie sich gegenseitig berühren können. Van-der-Waals-Wechselwirkungen entstehen, da Elektronen ständig in Bewegung sind. Für eine kurze Zeit befinden sich dann mehr Elektronen auf der einen Seite als auf der anderen. Somit bilden sich auch in unpolaren Molekülen temporäre Dipole. Diese weisen wiederum positiv und negativ geladene Pole auf, welche die Elektronenverteilung in anderen Molekülen durch anziehen und abstoßen beeinflussen. Dadurch kommt es zu einer ständigen Kettenreaktion aus temporären und induzierten Dipolen, die sich gegenseitig anziehen. Und genau das hält die Moleküle zusammen. Solche Kräfte treten hauptsächlich zwischen Kohlenwasserstoffen auf. In dieser Folge musste ich leider Fremdwörter verwenden, deren Bedeutung ich aus zeitlichen Gründen nicht erklären konnte. Bitte verwendet hierfür den Glossar auf unserer Website! Weitere Informationen findet ihr unter www.in2minuten.com
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    #10 - Dipol-Dipol-Wechselwirkungen

    Hallo, mein Name ist Ricardo Grieshaber und ich begrüße euch zu dieser neuen Folge von Chemie in 2 Minuten. Heute geht es um Dipol-Dipol-Wechselwirkungen. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind halbwegs starke Kräfte zwischen Molekülen. Sie entstehen in Molekülen, die Atome mit unterschiedlicher Elektronegativität enthalten. Dabei werden Elektronen von dem elektronegativeren Bindungspartner stärker angezogen als von dem anderen. Dadurch entsteht ein Ladungsungleichgewicht, das Molekül ist dann zum Beispiel auf der einen Seite positiv geladen, weil weniger Elektronen als Protonen vorhanden sind und auf der anderen Seite negativ geladen, weil mehr Elektronen als Protonen vorhanden sind. Am besten lässt sich dies an einem Beispiel wie Chlorwasserstoff erklären: Dieses Molekül enthält jeweils ein Chlor und ein Wasserstoff-Atom. Da Chlor stark elektronegativ ist, zieht es stärker an dem Elektron des Wasserstoff-Atoms als das Wasserstoff-Atom selbst. Da das Elektron sich nun nicht mehr in der Mitte der beiden Atome befindet sondern viel mehr auf der Seite des Chlors, kommt es zu einem Ladungsungleichgewicht, somit ist das Chlor-Atom nun negativ geladen, das Wasserstoff-Atom dagegen positiv. Mehrere Chlorwasserstoff-Moleküle können sich nun gegenseitig anziehen, da sie sowohl einen positiv als auch einen negativ geladenen Teil besitzen. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen sind deutlich schwächer als Ionenbindungen oder Wasserstoffbrückenbindungen aber auch stärker als Van-der-Waals-Wechselwirkungen. Falls ihr ein Thema vorschlagen möchtet oder eine besondere Anregung habt, schreibt mir eine Mail an chemie@in2minuten.com. Mehr Informationen zu diesem und weiteren Podcasts findet ihr unter in2minuten.com
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    #9 - Wasserstoffbrückenbindungen

    Hallo, mein Name ist Ricardo Grieshaber und ich begrüße euch zu dieser Folge von Chemie in 2 Minuten. Unser heutiges Thema sind die stärksten Kräfte, die zwischen Molekülen wirken können, die sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen. Sie entstehen in polaren Molekülen, in denen Wasserstoff an ein stark elektronegatives Atom wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden ist. Das beste Beispiel dafür ist das Wassermolekül: In diesem werden die Elektronen des Wasserstoffs viel stärker von dem Sauerstoffatom angezogen als von den Wasserstoffatomen selbst. Die Wasserstoffatome sind stark positiv geladen, das Sauerstoffatom dagegen stark negativ. Im Wasser ziehen dann negativ geladene Sauerstoffatome positiv geladene Wasserstoffatome aus anderen Wassermolekülen an und bilden eine Art großes, bewegliches Gitter. Im Eis ist dieses Gitter dann nicht mehr beweglich, sondern fest. Auch hier liegen Wasserstoffbrückenbindungen vor. Durch dieses Phänomen lässt sich auch die geringere Dichte von Eis erklären: Die Wasserstoffbrückenbindungen brauchen als festes Gitter mehr Platz als im flüssigen Wasser, da das Kristallgitter Hohlräume zwischen den einzelnen Wassermolekülen enthält. Außerdem machen es die Wasserstoffbrückenbindungen überhaupt möglich, dass wir auf der Erde leben können: Verglichen mit anderen Stoffen mit der gleichen Molekülmasse, müsste Wasser bereits bei minus 100 Grad Celsius schmelzen und ab minus 80 Grad Celsius gasförmig sein! Vielen Dank fürs Zuhören! Falls ihr ein Thema vorschlagen möchtet, schreibt mir einfach eine Mail an chemie@in2minuten.com. Weitere Informationen findet ihr unter in2minuten.com
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    Neu und beachtenswert ;-)

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    #8 - Indikatoren

    Hi! In dieser Folge gehen wir auf den Themenvorschlag von einem Hörer ein. Annika bat uns darum, das Thema Indikatoren zu erklären. Indikatoren sind in der Chemie Stoffe, die ihre Farbe dem pH-Wert entsprechend anpassen. Indikatoren, die in Wasser oder in Ethanol gelöst sind, verwendet man gerne zum Titrieren von Stoffen. Außerdem gibt es Indikatoren auch in fester Form, zum Beispiel fein verteilt auf der Oberfläche von Indikatorpapier. Dieses Papier ist sehr hilfreich, wenn es darum geht den pH-Wert von einer wässrigen Lösung einigermaßen genau zu bestimmen, andererseits jedoch die Lösung nicht mit einem flüssigen Indikator zu kontaminieren. Doch obwohl die meisten erhältlichen Indikatoren so genannte Universalindikatoren sind, also eine ständige Farbänderung von pH 0 bis pH 14 aufweisen, bestehen diese aus vielen einzelnen Indikatoren, die zwischen pH 0 und pH 14 jeweils nur ein oder maximal zwei Mal ihre Farbe ändern. Ein bekannter Indikator ist zum Beispiel Bromthymolblau. Dieser ist im sauren Bereich gelb, im neutralen Bereich bei pH 7 grün und im basischen ab pH 8 blau. Deswegen ist er ein großer Bestandteil von Universalindikatoren, die im sehr basischen Bereich eine tiefblaue Färbung zeigen. Außerdem eignet sich Bromthymolblau auf Grund des Umschlages bei pH 7, also dem Neutralpunkt, hervorragend für die genaue Titration von sauren oder basischen Lösungen, da der Umschlag im Gegensatz zu Universalindikatoren nicht über verschiedene Farbstufen sondern schlagartig passiert. Übrigens: Die Indikatoren werden bei den Farbänderungen nicht beschädigt, der Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Das war’s schon wieder für dieses Mal! Weitere Informationen zu diesem und weiteren Podcasts findet ihr unter www.in2minuten.com

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