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Ein Tag im Leben eines Chemikers. Ein Produkt des CITIES-Projekts Leo Gros, Hochschule Fresenius unter Mitarbeit von Noreen Klein und Verena Könitz. Können wir lehren, ohne spektakulär zu sein?. Ja, das geht – wir müssen die Phantasie wecken!. Was zeigen wir Ihnen heute?.
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Ein Tag im Leben eines Chemikers Ein Produkt des CITIES-Projekts Leo Gros, Hochschule Fresenius unter Mitarbeit von Noreen Klein und Verena Könitz Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Können wir lehren, ohne spektakulär zu sein? Ja, das geht – wir müssen die Phantasie wecken! Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Was zeigen wir Ihnen heute? • Der Digitalwecker klingelt – wie zeigt er die Uhrzeit an? • Das Deo und das Antitranspirans bei der Morgenwäsche – was bewirken die? • Die unappetitliche Mittagssuppe und der Küchendetektiv • Der gesunde Knoblauch zum Abendessen hat‘s in sich • Der Schmand am Wannenrand – Schmutz erkannt, Schmutz gebannt? • Zwei Gute-Nacht-Experimente Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Was unterscheidet Chemikerinnen und Chemiker von anderen Menschen? • Wer Chemie versteht, sieht Moleküle rennen, zusammen-stoßen und sich umwandeln - da, wo andere Leute nichts sehen Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
1. Flüssigkristalle: Eine unerwartete Beobachtung .... die wir nun auch machen können Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
„Pommes Frites-Moleküle“ Ein Stoff, der sich zum Teil wie ein Festkörper zum Teil wie eine Flüssigkeit verhält Flüssigkristall unter dem Polarisations-Mikroskop Die stäbchenförmige Moleküle richten sich in regelmäßigen Mustern aus (hier: parallel; „nematische Textur“) Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21 Bilder: http://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BCssigkristall
Erst 1970: Ein Patent .... und eine Publikation: M. Schadt, W. Helfrich, Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal Appl. Phys. Lett. 19, 127 (1971) Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Chemiker/innen sehen Moleküle tanzen:so funktioniert eine Flüssigkristallanzeige Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Und das kann man damit machen Das Innere eines Displays... ...und das sieht man von außen Eine weitere sehr bekannte Anwendung: Flachbildschirme http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/laptops/laptop_screen2.html Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Regelmäßige Ordnung: Flüssigkristall Wildes Durcheinander: normale Flüssigkeit Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
2. Ein Wirkstoff gegen den Schweiß http://de.wikipedia.org/wiki/Alaun Wirkstoff: Aluminium-Chlorohydrat Al2(OH)5Cl http://www.ciao.de/Nivea_Deodorant_Pure_Invisible_Spray__7701115 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Aluminiumchlorid-Hexahydrat Aluminium-Chlorohydrat liegt Aluminiumchlorid-Hexahydrat zugrunde. Das ist (AlCl3 · 6 H2O) Alumimiumchlorid-Hexahydrat liegt in wässriger Lösung als oktaedrischer Komplex vor lat. complexus = umarmen, umschließen in diesem Komplex umschließen sechs Wassermoleküle das zentral angeordnete Aluminium-Ion http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen.pdf Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Was ist die Funktion des Wirkstoffs im Deodorant oder Antitranspirans? Aluminium reagiert mit Wasser sauer Eine mit einem Indikator versetzte Lösung zeigt uns das an Formeln: http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen.pdf Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Schweiß enthält Proteine Proteine sind unter natürlichen Bedingungen löslich Aluminium ändert diese natürlichen Bedingungen Die Lösung wird sauer, die Struktur der Proteine ändert sich. Das nennt man Denaturierung. Lösliche Proteine Abbildungen: http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/faltung/denaturierung.vscml.html Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Durch die Denaturierung lagern sich die Proteine anders zusammen Die Proteine sind jetzt nicht mehr löslich Aluminium verengt durch Denaturierung von Proteinen auf der Haut die Poren und vermindert so die Schweißbildung Diese Eigenschaft wird als adstringierend (zusammenziehend) bezeichnet http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet.vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/faltung/denaturierung.vscml.html Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Deodorant - Antitranspirans – wo liegt der Unterschied? • Antitranspirans = Schweißhemmer: Ein Antitranspirans soll den Schweiß und damit auch den Schweißgeruch verhindern, das geschieht durch Aluminiumchlorid • Deodorant: Ein Deodorant (kurz Deo) soll mit seinen Parfumbestandteilen unangenehmen Körpergeruch bekämpfen Die Wirkung beruht auf dem Abtöten von Bakterien der Hautflora. Sie verursachen den unangenehmen Schweißgeruch, z.B. durch Abbau langkettiger Fettsäuren zu Buttersäure und Ameisensäure. • Den Deodorantien sind häufig Antispirantien beigemischt http://de.wikipedia.org/wiki/Antitranspirant http://de.wikipedia.org/wiki/Deodorant Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Auch bei Halsentzündungen wirkt Aluminiumchlorid Handelsprodukt Mallebrin • Zur Behandlung von Entzündungen der Schleimhaut des Mund- und Rachenraumes • Wirkstoff: Aluminiumchlorid • Aluminiumchlorid schützt die Schleimhäute vor dem Angriff von Krankheitserregern • Aluminium führt zum Aufbau einer Schutzschicht vonProteinen auf den Zellmembranen http://www.medikamente24.de/images/product_images/info_images/1671104.gif Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
3. Die Geschichte von der Hühnersuppe ….. oder:der Chemiker als Küchenkriminalist www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/archiv/tiere/voegel/Huhn2.jpg/view Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
So einfach wird die Köchin überführt Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
So beschreiben Chemikerinnen und Chemiker das Phänomen http://www.ieap.uni-kiel.de/plasma/ag-stroth/lehre/physik/HTML/f40_08.html Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Auf der Basis dieser Erkenntnisse entwickelten Bunsen und Kirchhoff eine analytische Technik: Die Emissionsspektralanalyse Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
So messen wir z.B. den Calciumgehalt im Blut Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
4. Ein gesundes Abendessen mit Knoblauch – und eine Geschichte von der Auer Dult in München Beobachten Sie mit einem wortgewandten Verkaeufer die wundersame Wirkung von Knoblauchsaft – und von Wein! http://www.gartendatenbank.de/photo/2004012583 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Alliin Allylsulfensäure alpha-Aminoacrylsäure Allylsulfensäure Allicin Alliin ((+)-(S)-Allyl-L-cysteinsulfoxid) http://www.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/umat/knoblauch/knoblauch.htm#1 Nur ein kleiner Ausschnitt aus der Knoblauch-Chemie Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
So reagiert Permanganat mit Oxalsäure: Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Wasserverschmutzung in der Elbe zu Beginn des 20. Jahrhunderts – aufgespürt mit Permanganat http://www.springerlink.com/content/k85400x365p3q37h/fulltext.pdf Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Eine Publikation aus jüngster Zeit weiß mehr: Here we show that human RBCs convert garlic-derived organic polysulfides into hydrogen sulfide (H2S), an endogenous cardioprotective vascular cell signaling molecule…. The vasoactivity of garlic compounds is synchronous with H2S production, and their potency to mediate relaxation increases with H2S yield, strongly supporting our hypothesis that H2S mediates the vasoactivity of garlic. Gloria A. Benavides et al., http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0705710104v1 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
… und 2008 wird noch mehr bekannt… Das Chemotherapeutikum Docetaxel, das hauptsächlich bei Brust- und Prostatakrebs eingesetzt wird, hat vor allem bei älteren Patienten starke Nebenwirkungen. Edward W. Howard und Kollegen entdeckten, dass die Wirkung des Medikaments durch einen Inhaltsstoff des Knoblauchs gesteigert werden kann, ohne dass sich dabei die Nebenwirkungen intensivieren. Die Autoren fanden, dass die Substanz S-Allylmercapto-Cystein, kurz SMAC, das Wachstum von drei verschiedenen Prostatakrebs-Zelllinien drosselt: Bei Mäusen, denen Prostatakrebs transplantiert worden war, reduzierte die Kombibehandlung Docetaxel-SMAC die Tumorgröße um 84 Prozent, eine Verbesserung von 37 Prozent im Vergleich zur Docetaxel-Monotherapie. Die Autoren gehen davon aus, dass bei einer Chemotherapie in Kombination mit SMAC bei gleicher Wirksamkeit die Docetaxel-Dosis reduziert werden könnte, um die Nebenwirkungen einzudämmen. http://www.dkfz.de/de/presse/ijc/2008/download/pm_ijc_122-9.pdf http://www3.interscience.wiley.com/journal/117881822/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Angew. Chem. 2009, S. 121, 163-166 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Angew. Chem. 2009, 121, 163-166 Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
5. Ein Chemiker badet…… ...läßt das Wasser ab, findet schmutziggraue Flocken am Badewannenrand… …. und muss die Wanne saubermachen wie alle anderen Menschen auch Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
…aber er sieht die Moleküle tanzen…. http://de.wikipedia.org/wiki/Tenside Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
... und nennt die Verursacher „Kalkseifen“... - Ca 2+ - Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
Phantasie – Professorenphantasie – können wir wirklich Moleküle tanzen sehen? Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
http://www.physics.ubc.ca/~stm/news0229.pdf Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21