Wasserstoff ist das leichteste aller chemischen Elemente. Unter Normalbedingungen besteht Wasserstoff aus zweiatomigen Molekülen, die ein geruch- und farbloses, brennbares und ungiftiges Gas bilden, das leichter als Luft ist, und daher für den Auftrieb von Luftschiffen verwendet wird.

Der englische Chemiker Henry Cavendish entdeckte den Wasserstoff 1766 und fand später heraus, dass bei seiner Verbrennung Wasser als Produkt entsteht, woraus sich der Name des Gases ableitet. Da bei der Verbrennung von Wasserstoff neben dem Wasser sehr viel Energie freigesetzt wird, ist Wasserstoff zur Energiebereitstellung als Betriebstoff für Brennstoffzellen in Diskussion. In einer Wasserstoffbrennstoffzelle wird die Energie der Verbrennung direkt in elektrische Energie umgewandelt, die beispielsweise für den Antrieb eines Motors genutzt werden kann. Leider sind die benötigten Brennstoffzellen noch sehr schwer und die Wasserstoffgewinnung sehr teuer und häufig mit einem erheblichen Aufwand an Energie und unter Emission des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid verbunden. Auch muss noch die Hürde der sicheren und großräumigen Versorgung mit dem leicht brennbaren und flüchtigen Gas genommen werden. In vielen anderen Zweigen der Industrie wird elementarer Wasserstoff schon lange vielseitig eingesetzt, so zur Synthese von Ammoniak oder Methanol, zur Fetthärtung oder zur Gewinnung von Metallen wie Wolfram oder Cobalt und zu deren Verarbeitung durch autogenes Schweißen. Im interstellaren Raum ist Wasserstoff das am häufigsten vertretene Element und auch die Sonne besteht zu über 80 % aus diesen Atomen, deren Kernreaktionen hauptsächlich für die Erzeugung ihrer Energie verantwortlich sind. Auf unserem Planeten kommt Wasserstoff überwiegend in Verbindungen mit anderen chemischen Elementen vor, besonders als Wasser aber auch an Kohlenstoff gebunden in fast allen organischen Verbindungen.

Deike Banser

Mehr über Wasserstoff finden Sie unter:
http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/1Wassers.htm
http://www.hydrogen.org/indexd.html
http://www.uniterra.de/rutherford/ele001.htm

Carl Scheele nannte 1772 das Gas mit der chem. Formel N2 „verdorbene Luft“, da es weder die Verbrennung unterhält noch die Atmung unterstützt, obwohl es mit 78% Hauptbestandteil der Luft ist. Stickstoff dient u.a. als Kühlmittel, da dessen Verflüssigung relativ einfach ist. Man erhält dabei eine Flüssigkeit mit einer Temperatur um –195 °C. Damit werden z.B. frische Kräuter eingefroren und zerschlagen, um sie als tiefgekühlte Streukräuter in den Handel zu bringen.
Verbindungen des Stickstoffs sind als Dünger wichtig. Das Verfahren, bei dem der sehr reaktionsträge Stickstoff in der Düngemittelproduktion genutzt werden kann, heißt nach seinen Entdecker Haber Bosch ;Verfahren und ist auch noch nach 90 Jahren einer der größten Zweige der chem. Industrie.

Stephan T. Hatscher

Ausführlichere Informationen zum Stickstoff erhalten Sie unter:
http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/7Stickst.htm
http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/wsu-teok/kap_053.htm
http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/katalyse/k-nh3.htm

zur biochemischen Umsetzung des Stickstoffs:
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d34/34b.htm

In den siebziger Jahren des 18. Jahrhunderts erhielt Carl Wilhelm Scheele im Verlauf seiner Experimente ein höchst reaktionsfreudiges Gas, welches er Feuerluft nannte, da es mit vielen Stoffen unter Feuererscheinung reagiert. Antoine Lavosier nahm an, dass die Feuerluft in allen Säuren enthalten sei und soll den Namen Oxygenium (Säurebildner) geprägt haben, wovon sich das Kürzel - O - für das Element und sich der deutsche Name Sauerstoff ableiten. Die chemische Formel des Gases ist O₂, denn es besteht aus zwei Sauerstoffatomen.

Die Erdatmosphäre besteht durchschnittlich zu ca. 21 % aus Sauerstoff, wovon sich ein Teil in den Oberflächengewässern löst. So steht diese Verbindung praktisch allen Organismen für die lebenswichtige Atmung zur Verfügung. Auch bei Fäulnisprozessen, beim Rosten oder Bränden, so auch in einer Kerzenflamme, wird Sauerstoff verbraucht. Der empfindliche Sauerstoffkreislauf wird durch die Sauerstoffproduktion bei der Photosynthese durch Pflanzen und Grünalgen geschlossen. Sauerstoff ist das häufigste Element unseres Planeten und taucht auf diesem in mannigfaltigen Verbindungen auf.

Eine der vielleicht wichtigsten ist das Wasser, aber auch fast alle Gesteinsarten sind Sauerstoffverbindungen. Reiner Sauerstoff wird statt Luft für industrielle Prozesse verwendet, wenn Reaktionen dieses Stoffs intensiviert werden sollen. So findet das Gas beispielsweise bei vielen Metallgewinnungen und –verarbeitungen wie dem autogenen Schweißen Anwendung. Es ist Ausgangssubstanz bei der wichtigen Schwefelsäureherstellung und kommt für Sprengzwecke und Raketenantriebe zum Einsatz. Auch in der Medizin, zum Bleichen oder in Brennstoffzellen wird Sauerstoff verwendet.

Deike Banser

Mehr über Sauerstoff erfahren sie unter:
http://www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/6Sauerst.htm
http://www.uniterra.de/rutherford/ele008.htm
http://www.airliquide.de/loesungen/produkte/gase/gasekatalog/stoffe/katalog/sauerstoff.html

Stickstoffmonoxid ist ein kleines Molekül, das aus nur zwei Atomen der Elemente Stickstoff und Sauerstoff aufgebaut ist. Blitze oder Verbrennungen in Motoren können genug Hitze liefern, um die Bildung dieser Verbindung aus dem Stickstoff und dem Sauerstoff der Luft zu ermöglichen. Sie kommt als Zwischenprodukt in technischen Verfahren wie der Herstellung von Salpetersäure vor, die beispielsweise bei der Produktion von Düngemitteln zum Einsatz kommt.
Obwohl es sich beim Stickstoffmonoxid um ein farbloses und giftiges Gas handelt, wird die Verbindung auch im menschlichen Körper gebildet und erfüllt hier vielfältige Aufgaben. Im Gehirn fungiert das Molekül als Botenstoff bei bestimmten nervlichen Prozessen. Es beeinflusst das Lernen, das Gedächtnis, Schlaf- und Wachzustände, die Steuerung des Hungergefühls sowie das Geruchsempfinden. Es wirkt entspannend auf die Blutgefäße und reguliert somit den Blutfluss, den Blutdruck und hemmt die Gerinnung. Dadurch ist es ein wichtiger Faktor für die Vermeidung von Thrombosen.
Im Körper wird diese Substanz auch aus Nitroglycerin freigesetzt, weshalb man letzteres zur Behandlung von krankhaften Gefäßverengungen wie Arterienverkalkung einsetzen kann. Die entscheidende Rolle des Stickstoffmonoxids im Organismus konnte erst vor wenigen Jahren aufgedeckt werden. Daher ist das Molekül immer noch ein Thema in der aktuellen Forschung.

Deike Banser

Weitere Informationen zum Stickstoffmonoxid finden Sie unter:
http://www.swisseduc.ch/chemie/schwerpunkte/no/
http://www.medizin-netz.de/framesets/fsetscienceno.htm
http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/auto/nox.htm

Chrysanthemin ist eine Verbindung, die rotbraune dünne Kristalle bildet. Eine weitere Bezeichnung für das Molekül ist Asterin, entsprechend ihres Vorkommens in Astern und Chrysanthemen, also auch in vielen Früchten wie Holunderbeeren, Brombeeren, Heidelbeeren, Blutorangen oder Pfirsichen, bei denen es für appetitliche Färbungen sorgt.
Es gehört zu der Familie der so genannten Anthocyane, einer Gruppe von Pflanzenfarbstoffen, die für Lebensmittel verwendet und unter der Inhaltstoffliste mit E 163 gekennzeichnet werden. Der Familienname stammt von den griechischen Begriffen für Blüte (anthos) und blau (kyanos). Cyanin, Malvin und Pelargonin sind ebenfalls Vertreter dieser Verbindungsgruppe, die je nach Zusammensetzung des Zellsaftes der Pflanzen blaue bis violette Farbtöne annehmen.

Deike Banser

Mehr finden Sie zum Chrysanthemin unter
http://www.gym1.at/chemie/matura/lebensm/farbstof/farb_1.htm
http://www.rosengarten-dresden.de/site/rosen/fs_ros.html
http://www.rosengarten-dresden.de/site/rosen/doc_sortenliste_ddr_farbe3.html
http://www-ang.kfunigraz.ac.at/~katzer/germ/generic_frame.html?Rhus_cor.html

Das Molekül dieser Woche ist wieder ein Polymer: Aus etwa 2.000 Zuckereinheiten ist dieses Polysacharid aufgebaut – und ist der zweithäufigste Zucker weltweit.
Sein Name kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Panzer", in Anlehnung daran, dass aus Chitin die "Rüstungen" also die Außenskelette der Insekten, Krebse und Spinnen aufgebaut sind. Hier beweist es außergewöhnliche Flexibilität bei hoher Reiß- und Biegestabilität in vielerlei Formen und für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke. Es findet sich auch in bestimmten Algen, Hefen, Pilzen und Flechten.
Doch neben dieser "Anwendung" im Tierreich wird Chitin auch vom Menschen künstlich hergestellt und verwendet. Fasern dienen als abbaubare Wundverbände. Chitinderivate werden als Klebstoffe, Bindemittel und Membranen erfolgreich eingesetzt. Chitin löst sich nicht in Wasser oder organischen Lösungsmitteln. Schnecken oder bestimmte Bakterien oder Schimmelpilze jedoch verfügen über Enzyme, die das Material "knacken" können – und nach seiner Spaltung in die Einzelbausteine ist Chitin letztendlich doch nur Zucker.

Stephan T. Hatscher

Links zum Thema Chitin:
http://insel.heim.at/malediven/350824/krabben-NEU/Dateien/chitin.html
http://www.hitechnatur.ch/bauen/5/chitin.html
http://www.chemryb.at/schuelerproj/sp_chitin/sp_chitin_start.htm

„Ach ist das schön! Ach ist der Rasen schön grün!“, rief schon Wilhelm Bendow aus. Die Ursache seiner Begeisterung kann man praktisch an einer einzigen Substanz fest machen – nämlich am Chlorophyll. Es sorgt für das Grün aller höheren Pflanzen, Grünalgen und sogar einiger Bakterien und befähigt diese Photosynthese zu betreiben. Als Photosynthese oder auch Assimilation bezeichnet man die Bildung von Kohlenhydraten – also von Zuckern und Stärke – aus Wasser und dem Kohlenstoffdioxid der Luft mit Hilfe von Sonnenlicht.
Der Name dieser Verbindungsfamilie, die gut ein halbes Dutzend Mitglieder hat, ist dem Griechischen entlehnt (chloros = gelbgrün und phyllon = Blatt). Oben dargestellt ist das Chlorophyll a, welches am häufigsten vorkommt.
Richard Willstätter trug maßgeblich zur Aufklärung der Struktur von Chlorophyll bei und erhielt dafür und seine Untersuchungen anderer Pflanzenfarbstoffe 1915 den Nobelpreis.
Im Herbst wird in vielen Pflanzen das Chlorophyll abgebaut, so dass die Färbung der Blätter von anderen Blattfarbstoffen bestimmt wird. So verursachen beispielsweise die Vertreter der Carotinoidfamilie die freundlichen altweibersommerlichen Rot- und Gelbtöne vieler Laubbäume.
Da Chlorophylle im Allgemeinen ungiftig sind finden sie in Lebensmitteln, Kosmetika und in Kerzen als Farbstoffe Verwendung.

Deike Banser

Mehr zum Blattfarbstoff Chlorophyll können Sie hier nachlesen:
http://www.zzzebra.de/index.asp?themaid=587
http://www.defined.de/chloroplasten/cphyll.htm
http://www.ethz.ch/overview/nobelprize/people/r-willstaetter-de.html