kjemi

fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigasjon Hopp til søk

Kjemi ( føderaltysk høytysk : [ çeˈmiː ]; Østerriksk standardtysk : [ keˈmiː ]) er naturvitenskapen som omhandler struktur, egenskaper og transformasjon av kjemiske stoffer . Et stoff består av atomer , molekyler eller begge deler. Den kan også inneholde ioner . De kjemiske reaksjonene er prosesser i elektronskjellene til atomer, molekyler og ioner.

Det er et glassapparat i en gasshette dekket med fliser. Fra høyre til venstre: En rundbunnet kolbe, elektrisk oppvarmet nedenfra, der en klar væske koker. Væskens damp ledes inn i en mindre kolbe med en rød væske. Derfra leder et glassrør, som først stiger vertikalt og deretter skråner nedover, til en annen kolbe, der det er nedsenket i en blå væske som har blitt rørt opp av de stigende boblene. Røret er innkapslet i et andre rør som leder den resulterende gassen øverst inn i en vertikal sfærisk kjøler. Kjøleren er koblet til vannforbindelsene i gassutblåsingen. Kondensert væske drypper fra kjøleren til et åpent beger. En plastpipette plasseres i begeret. I forgrunnen er en umerket glassflaske med en klar væske og en gummikule som pipettehjelpemiddel.
Eksperimentelle apparater i gassutblåsning fra et kjemilaboratorium

Sentrale termer i kjemi er kjemiske reaksjoner og kjemiske bindinger . Kjemiske reaksjoner brukes til å danne eller dele kjemiske bindinger. Dette endrer sannsynligheten for at elektroner befinner seg i elektronskallene til stoffene som er involvert, og dermed deres egenskaper. Produksjonen av stoffer ( syntese ) med egenskaper som kreves av menneskeheten er kjemi sentralt i dag.

Kjemi er tradisjonelt delt inn i delområder. Den viktigste av disse er organisk kjemi , som studerer karbonholdige forbindelser, uorganisk kjemi , som omhandler alle elementer i det periodiske system og deres forbindelser, og fysisk kjemi , som omhandler de grunnleggende fenomenene som kjemi er basert på.

Kjemi i sin nåværende form som en eksakt naturvitenskap dukket gradvis opp på 1600- og 1700 -tallet fra anvendelsen av rasjonelle resonnementer basert på observasjoner og eksperimenter med alkymi . Noen av de første store kjemikerne var Robert Boyle , Humphry Davy , Jöns Jakob Berzelius , Joseph Louis Gay-Lussac , Joseph Louis Proust , Marie og Antoine Lavoisier og Justus von Liebig .

Den kjemiske industrien er en av de viktigste industriene. Den produserer stoffer som er nødvendige for fremstilling av dagligdagse gjenstander (f.eks. Grunnleggende kjemikalier , plast , maling ), mat (også som hjelpemidler som gjødsel og plantevernmidler ) eller for å forbedre helsen (f.eks. Legemidler ).

Ords opprinnelse

Gravering av Pieter Brueghel den eldre : alkymisten

Begrepet kjemi stammer fra gammelgresk χημεία chēmeía "[kunst av metall] støperi" i betydningen "transformasjon". Den nåværende stave kjemi ble trolig først introdusert av Johann Joachim Lange i 1750-1753 [1] og erstattet ordet Chymie, som hadde eksistert siden det 17. århundre, i begynnelsen av det 19. århundre, sannsynligvis en forenkling og nytolkning av det 13. århundre Det påviste uttrykket alkymi var "kunsten å lage gull", som i seg selv har en tvetydig etymologi (for konnotasjonene sammenlign etymologien til ordet alkymi : [2] Ordet er sannsynligvis forankret i arabisk al-kīmiyá , som blant annet betyr ting, kan " filosofens stein ", muligens fra gammelgresk χυμεία chymeía "pouring" eller fra koptisk / gammel egyptisk kemi "black [e earth]", sammenlign også Kemet ).

Fram til begynnelsen av 1800 -tallet ble begrepene "Scheidekunde" og "Scheidekunst" ansett som alternativer til ordet kjemi. [3] [4] [5]

historie

De "alkymiske figurene" til Nikolaus Flamel

Kjemi i antikken besto av akkumulert praktisk kunnskap om prosesser for materialomdannelse og antikkens naturlige filosofiske syn. Kjemi i middelalderen utviklet seg fra alkymi , som har blitt praktisert i Kina, Europa og India i årtusener.

Alkymistene omhandlet både håpet på foredling av metaller (produksjon av gull fra uedle metaller, se også transmutasjon ) og søket etter medisiner. Spesielt, for produksjon av gull, søkte alkymister etter Elixir (Philosophers stone 's Stone ), som skulle konvertere basismetallene ("syke") til fine ("sunne") metaller. I den medisinske grenen av alkymi ble det også søkt etter en eliksir, livets eliksir, en kur mot alle sykdommer, som til slutt også skulle gi udødelighet. Imidlertid har ingen alkymist noensinne oppdaget filosofens stein eller livseliksir.

Frem til slutten av 1500 -tallet var alkymistenes idéverden generelt ikke basert på vitenskapelig forskning, men på erfaringsfakta og empiriske oppskrifter. Alkymister utførte et stort utvalg eksperimenter med mange stoffer for å nå sine mål. De skrev ned sine funn og brukte de samme symbolene for notatene sine som var vanlige innen astrologi . Den mystiske naturen til arbeidet og fargede flammer , røyk eller eksplosjoner som ofte oppstår i prosessen førte til at de ble kjent som tryllekunstnere og trollmenn og noen ganger forfulgt. For sine eksperimenter utviklet alkymistene noen enheter som fremdeles brukes i dag i kjemisk prosessteknikk .

Albertus Magnus; Fresco (1352), Treviso, Italia

En kjent alkymist var Albertus Magnus . Som geistlig behandlet han dette komplekset av emner og fant et nytt kjemisk element , arsen , i sine eksperimenter. Det var bare med arbeidet til Paracelsus og Robert Boyle ( The Skeptical Chymist , 1661) at alkymi endret seg fra en rent aristotelisk vitenskap til en mer empirisk og eksperimentell vitenskap som ble grunnlaget for moderne kjemi.

Kjemilaboratorium fra 1700 -tallet

Kjemi i moderne tid mottok avgjørende impulser som vitenskap på 1700- og 1800 -tallet: Den var basert på måleprosesser og eksperimenter , fremfor alt ved bruk av skalaer , samt på bevisbarheten til hypoteser og teorier om stoffer og transformasjon av stoffer.

Justus von Liebigs arbeid med gjødselens virkemåte grunnla landbrukskjemi og ga viktig kunnskap om uorganisk kjemi . Søket etter en syntetisk erstatning for fargestoffet indigo for farging av tekstiler var utløseren for den banebrytende utviklingen innen organisk kjemi og apotek . Fram til begynnelsen av 1900 -tallet hadde Tyskland absolutt forrang på begge områdene. Denne kunnskapsledelsen gjorde det for eksempel mulig å trekke ut sprengstoffene som var nødvendige for å føre første verdenskrig ved hjelp av katalyse fra nitrogenet i luften i stedet for fra importerte nitrater (se Haber-Bosch-prosessen ).

Nasjonalsosialistenes selvforsyningsinnsats ga kjemi som vitenskap ytterligere impulser. For å bli uavhengig av importen av råolje , ble prosesser for kondensering av hardkull videreutviklet ( Fischer-Tropsch-syntese ). Et annet eksempel var utvikling av syntetisk gummi for produksjon av bildekk .

I dag har kjemi blitt en viktig del av livskulturen . Kjemiske produkter omgir oss overalt uten at vi er klar over det. Ulykker i storskala kjemisk industri som i Seveso og Bhopal har imidlertid gitt kjemi et veldig negativt image , slik at slagord som “ Kom deg vekk fra kjemi!” Har blitt veldig populære.

Forskning utviklet seg så langt rundt begynnelsen av 1900-tallet at grundige studier av atomstruktur ikke lenger tilhørte kjemi, men atomfysikk eller kjernefysikk . Likevel ga disse undersøkelsene viktig innsikt i arten av kjemisk metabolisme og kjemisk binding. Ytterligere viktige impulser kom fra funn i kvantefysikk ( elektronorbitalmodell ).

Generell

Brom med damp
venstre: delvis karamelliserte sukkerbiter , høyre: brenning av en sukkerbit med aske som katalysator

Kjemi omhandler egenskapene til elementer og forbindelser, med mulige transformasjoner av ett stoff til et annet, gjør spådommer om egenskapene til tidligere ukjente forbindelser, gir metoder for syntese av nye forbindelser og målemetoder for å dechiffrere den kjemiske sammensetningen av ukjente prøver.

Selv om alle stoffene består av relativt få "byggestenstyper", nemlig fra rundt 80 til 100 av de 118 kjente elementene , fører de forskjellige kombinasjonene og arrangementene til elementene til flere millioner svært forskjellige forbindelser, som igjen har så forskjellige former av materie som vann, sand, plante og bygge opp animalsk vev eller plast. Sammensetningstypen bestemmer til slutt stoffets kjemiske og fysiske egenskaper og gjør dermed kjemi til en omfattende vitenskap. I tillegg til skolekunnskap, kan de som er interessert i kjemi og spesielt studenter utdype kunnskapen gjennom kjemisk litteratur .

Fremskritt innen de forskjellige delområdene i kjemi er ofte en uunnværlig forutsetning for ny kunnskap innen andre fagområder, spesielt innen biologi og medisin , men også innen fysikk og ingeniørfag . I tillegg gjør de det ofte mulig å redusere produksjonskostnadene for mange industriprodukter. For eksempel fører forbedrede katalysatorer til raskere reaksjoner og dermed til å spare tid og energi i industrien. Nyoppdagede reaksjoner eller stoffer kan erstatte gamle og er derfor også av interesse for vitenskap og industri.

  • For medisin er kjemi uunnværlig i søket etter nye legemidler og i fremstilling av legemidler .
  • Ingeniørvitenskapen ser ofte etter skreddersydde materialer avhengig av bruksområdet (lette materialer til konstruksjon av fly, holdbare og spenstige byggematerialer, halvledere med høy renhet ...). Syntesen deres er en av kjemioppgavene.
  • I fysikk, for eksempel, er det ofte nødvendig med meget rene stoffer for å utføre eksperimenter, hvis produksjon krever spesielle syntesemetoder.

Økonomisk betydning av kjemi

Høyhus til det kjemiske selskapet BASF

Den kjemiske industrien er - spesielt i Tyskland - en veldig viktig gren av økonomien : I Tyskland var omsetningen til de tyske kjemiske selskapene med høyest omsetning i 2017 over 250 milliarder euro, [6] antallet ansatte var over 700 000 etter gjenforeningen av Tyskland og er den samme vokste til over 900 000 i 2017. [6] På den ene siden produserer den grunnleggende kjemikalier som svovelsyre eller ammoniakk , ofte i mengder på millioner tonn per år, som den deretter bruker til å produsere gjødsel og plast , for eksempel. På den annen side produserer den kjemiske industrien mange komplekse stoffer, inkludert farmasøytiske midler ( legemidler ) og plantevernmidler ( plantevernmidler ), skreddersydd for spesifikke applikasjoner. Produksjon av datamaskiner , drivstoff og smøremidler for bilindustrien og mange andre tekniske produkter er også umulig uten industrielt produserte kjemikalier.

opplæring

Skoletimer

Svart -hvitt foto av fem personer i laboratoriekåper som står rundt to bord med fylte reagensglassholdere og Bunsen -brennere. De holder prøverørene og diglene i flammene med en tang. Et brett med resultater kan sees i bakgrunnen.
Kjemiundervisning ved den økonomiske kvinneskolen i Maidhof i 1926

Det er kjemiundervisningen å gi et innblikk i materialets sammensetning, stoffgrupper og materielle prosesser i naturen. Omdannelser av materie i levende og livløs natur er også basert på kjemiske reaksjoner og bør anerkjennes som sådan. På samme måte bør formidling av vitenskapelig kunnskap bidra til å bygge en forståelse av moderne teknologi og en positiv holdning til den, ettersom kjemi spesielt har bidratt betydelig til å forbedre folks levekår gjennom introduksjon av nye produkter. Sist men ikke minst tjener kjemiundervisning også til å utdanne studenter til å bli ansvarlige forbrukere. Av denne grunn er den designet i henhold til læreplaner og pedagogiske begreper (kjemididaktikk).

yrke

Det er mulig å bli utdannet til kjemisk laboratorieassistent i bedriften og fagskolen i det såkalte dobbeltsystemet. En annen læreplass for arbeid i kjemilaboratoriet er kjemisk teknisk assistent (CTA). The Chemical (inkludert kjemisk og farmasøytisk teknolog eller tidligere kjemitekniker) er en profesjonell opplæring for ansatte i kjemisk industri.

Mange universiteter tilbyr en grad i kjemi . De fleste av kjemikerne tar en doktorgrad etter å ha fullført studiene.

Se på

Den offentlige oppfatningen av kjemi har endret seg over tid. Selv om entusiasmen for de teknologiske mulighetene som moderne kjemi åpnet fortsatt hersket i de industrialiserte landene på 1800 -tallet, skyet dette bildet over inntrykket av første verdenskrig med sin omfattende bruk av sprengstoff og kjemiske våpen . I løpet av det 20. århundre forårsaket thalidomid -skandalen , Bhopal -katastrofen og miljøproblemer ytterligere skade på det offentlige bildet av kjemi. I noen tilfeller tok den kjemiske industrien handling mot kritiske forskere med skitne kampanjer , for eksempel mot Rachel Carson etter utgivelsen av boken hennes Silent Spring i 1962 eller mot Frank Sherwood Rowland og Mario J. Molina etter publiseringen av studien deres om ozonet hull i 1974. [7]

Logo for året for kjemi

Kjemi har et relativt dårlig rykte blant den tyske offentligheten. Det til tider uforståelige formelspråket for kjemiske forbindelser og reaksjonsligninger, og rapporteringen med fokus på kjemiske katastrofer og miljøskandaler, har muligens ført til en negativ konnotasjon. I Europa spesielt i dag garanteres i stor grad sikker håndtering av kjemikalier på grunn av streng lovgivning ( Chemicals Act , Hazardous Substances Ordinance ). [8] For å forbedre kjemiens omdømme, ble året 2003 erklært som " kjemiår " av forskjellige sponsororganisasjoner. 2011 ble erklært som "Internasjonalt år for kjemi" av FN (i samarbeid med UNESCO og IUPAC ). [9]

Irrasjonell avvisning av kjemi har nylig blitt diskutert under overskriften kjemofobi . Imidlertid er dette først og fremst rettet mot kjemiske stoffer, mindre mot kjemi enn vitenskapen eller forskerne til kjemikere selv. For Storbritannia kom en studie av Royal Society of Chemistry i 2015 til det overraskende resultatet at kjemi er langt mer populær blant publikum har et mindre dårlig rykte enn det som kjemikere selv antar. [10] Avgjørende for dette er en assosiativ separasjon mellom kjemikere og kjemi på den ene siden og kjemiske stoffer på den andre. De skadelige effektene av den kjemiske industrien tilskrives ikke kjemikerne, men beslutningstakerne i selskapene. Selv om forskerne får ganske edle motiver og de bare er lite knyttet til sluttproduktene av arbeidet sitt, vurderes selskapenes fortjenesteorientering , som ligger til grunn for potensielt skadelige beslutninger, kritisk. [11] Kjemi som vitenskap ble av de fleste respondentene sett på som nøytral til positiv, om enn fjernt. 59% mente at fordelene med kjemi var større enn de mulige skadelige effektene, og 72% anerkjente viktigheten av kjemisk forskning og utvikling for økonomisk vekst . [10]

Kjente kjemikere

Emner

Kjemi er tradisjonelt delt inn i organisk og uorganisk kjemi, med fysisk kjemi lagt til rundt 1890.

Siden Friedrich Wöhlers ureasyntese i 1828, hvor det organiske stoffet urea ble produsert fra den uorganiske forbindelsen ammoniumcyanat , har grensene mellom stoffer fra livløse (de "uorganiske" stoffene) og den levende naturen (de organiske stoffene) blitt uskarpe. Levende vesener produserer også et stort antall uorganiske stoffer, mens nesten alle organiske stoffer kan produseres i laboratoriet.

Det tradisjonelle, men også vilkårlige skillet mellom uorganisk og organisk kjemi ble beholdt. En grunn er at organisk kjemi i stor grad bestemmes av molekylet , men uorganisk kjemi bestemmes ofte av ioner , krystaller , komplekse forbindelser og kolloider . En annen er at reaksjonsmekanismer og stoffstrukturer i uorganisk og organisk materiale er forskjellige på mange måter.

En annen mulighet er å dele kjemien i henhold til målretningen i den undersøkende, 'nedbrytende' analytiske kjemi og til den konstruktive, produktorienterte preparative eller syntetiske kjemi. I undervisningspraksis ved universiteter blir analytisk kjemi ofte representert som et emne, mens forberedende kjemi blir behandlet i sammenheng med organisk eller uorganisk kjemi.

Det er andre fagområder (for eksempel rettsmedisinsk kjemi som en gren av anvendt kjemi [12] ).

Generell kjemi

Periodisk tabell over elementene

Generell kjemi forstås som grunnleggende om kjemi, som er viktige i nesten alle kjemiske delområder. Det representerer dermed det konseptuelle grunnlaget for all kjemi: atomets struktur, elementernes periodiske system (PSE), den kjemiske bindingen , grunnleggende for støkiometri , syrer , baser og salter og kjemiske reaksjoner .

I motsetning til andre vitenskapelige disipliner bruker kjemi begrepet technicus "generell kjemi" (det er ingen "generell fysikk"). I denne forbindelse er generell kjemi i begynnelsen av alle nærmere studier av kjemi.

Uorganisk kjemi

En datagrafikk som består av grå og røde kuler. Sfærene skyves delvis inn i hverandre og bygger dermed opp en romlig struktur. Grå kuler er parvis forbundet med en rød ball hver. Det er fem sylindriske hulrom i strukturen, rundt hvilket nettverket av kuler er plassert. Hulrommene er arrangert symmetrisk med hverandre og diameteren er omtrent like stor som avstanden mellom to hulrom.
Zeolitter (mikroporøse stoffer)

Denne retningen, også kalt uorganisk kjemi, inkluderer i enkle termer kjemien til alle elementer og forbindelser som ikke utelukkende inneholder karbonkjeder, fordi disse er objekter for organisk kjemi. Uorganisk kjemi omhandler for eksempel mineralsyrer , metaller og andre karbonfrie forbindelser, men også karbondioksid , syrene hydrogencyanid ( hydrogensyanid ) og karbonsyre og deres salter. Forbindelser som ikke kan klassifiseres nøyaktig faller inn i feltet organometallisk kjemi . Bio -organisk kjemi , på den annen side, overlapper tematisk mer med biokjemi.

Klassisk uorganisk kjemi omhandler små molekyler eller om salter eller metaller generelt, så en sumformel er vanligvis tilstrekkelig. I kompleks kjemi , hvor det fortsatt er isomerer, kreves det forståelig nok systematiske navn og strukturformler, som i organisk kjemi. Ofte er disse til og med basert på stoffene til lignende strukturerte stoffer i organisk kjemi (se for eksempel silaner ). Moderne uorganisk kjemi omhandler strukturdannelse ( strukturell kjemi ) av molekyler og faste stoffer ( faststoffkjemi ), for eksempel for å lage nye materialer med spesielle fysiske og kjemiske egenskaper eller kompleks oppførsel av partikler i løsninger ( kolloidkjemi ).

Historisk definisjon: Uorganisk kjemi omhandler de kjemiske elementene og reaksjonene til stoffer som ikke produseres av organisk liv (ved hjelp av den hypotetiske livskraften ).

Organisk kjemi

Kuppelmodeller av noen hydrokarboner

Organisk kjemi (også organisk) er kjemien til elementet karbon og bare noen få andre elementer, men det har det største utvalget av kjemiske forbindelser. På grunn av det store antallet strukturelle elementer, inneholder kjemi av hydrokarboner alene et stort antall forskjellige stoffer som bare er forskjellige i forskjellige typer bindinger, arrangementer ( isomerisme ) eller bare når det gjelder struktur ( stereokjemi ). I tillegg er fremmede atomer ofte bygget inn i hydrokarbonstrukturen. Sumformler er ikke lenger tilstrekkelige for å identifisere dette myriaden av forbindelser på riktig måte. Av denne grunn er det IUPAC -nomenklaturen , som tildeler hvert stoff (inkludert alle uorganiske) et klart, systematisk navn, selv om trivielle navn (kjente navn, f.eks. Eddiksyre) ofte brukes for organiske stoffer. Organisk kjemi deler derfor forbindelsene i funksjonelle grupper med lignende kjemiske egenskaper og læres ved bruk av sammenlignbare reaksjonsmekanismer .

Historisk definisjon : Man pleide å tro at organiske stoffer, som ordet "organisk" allerede sier, bare kan produseres av levende ting. Dette ble tilskrevet en såkalt “vis vitalis”, det vil si en “livskraft” som var gjemt i disse stoffene. Denne teorien var uimotsagt lenge til Friedrich Wöhler i 1828 lyktes i å omdanne et uorganisk stoff til et organisk i laboratoriet for første gang. Wöhlers berømte urinstofsyntese fra ammoniumcyanat ved oppvarming til 60 ° C.

Strukturen belysning og syntese av naturlige stoffer er en del av naturlig stoffkjemi . I dag er petroleumsforedlingssektoren ( petrokjemi ) av økonomisk betydning, ettersom den gir utgangsmaterialer for mange store synteser.

Fysisk kjemi

Fysisk kjemi er grensen mellom fysikk og kjemi. Mens det i preparativ kjemi (organisk, uorganisk) er spørsmålet, for eksempel: "Hvordan kan jeg lage et stoff?", Fysisk kjemi svarer på flere kvantitative spørsmål, for eksempel "Under hvilke forhold finner en reaksjon sted?" ( Termodynamikk ), "Hvor rask er reaksjonen?" ( Kinetics ). Det gir også grunnlag for analytiske prosesser ( spektroskopi ) eller tekniske anvendelser ( elektrokjemi , magnetochemistry og nanokjemi ). I overlapping med meteorologi, også atmosfærisk kjemi .

Teoretisk kjemi, kvantekjemi eller molekylær fysikk, som får stadig større betydning, prøver å forstå egenskapene til stoffer, kjemiske reaksjoner og reaksjonsmekanismer ved hjelp av fysiske modeller som kvantemekanikk eller kvanteelektrodynamikk og numeriske beregninger.

Fysisk kjemi ble grunnlagt rundt 1890 hovedsakelig av Svante Arrhenius , Jacobus Henricus van 't Hoff og Wilhelm Ostwald . Sistnevnte var også den første redaktøren av tidsskriftet for fysisk kjemi, grunnlagt sammen med van 't Hoff i 1887, og hadde den første tyske stolen for fysisk kjemi i Leipzig .

Det første uavhengige instituttet for fysisk kjemi ble grunnlagt i Göttingen i 1895 av Walther Nernst , som hadde fullført habiliteringen i Ostwald. Andre institutter spesielt dedikert til fysisk kjemi fulgte raskt etter hverandre i Leipzig (1897), Dresden (1900), Karlsruhe (1903), Breslau, Berlin (1905) og andre steder.

Kjemikere og fysikere som hovedsakelig jobber innen fysisk kjemi er også kjent som fysiske kjemikere.

biokjemi

Biokjemi er grensedisiplin til biologi og omhandler belysning av metabolske prosesser, arvelighet på molekylært nivå ( genetikk ) og strukturoppklaring og syntese ( molekylær design ) av store biomolekyler. Anvendelsen av biokjemi i det tekniske feltet kalles bioteknologi . Sie überschneidet sich mit den angrenzenden Disziplinen Pharmazeutische Chemie und Medizinische Chemie .

Theoretische Chemie

Theoretische Chemie ist die Anwendung nichtexperimenteller (üblicherweise mathematischer oder computersimulationstechnischer) Methoden zur Erklärung oder Vorhersage chemischer Phänomene . Man kann die Theoretische Chemie grob in zwei Richtungen unterteilen: Einige Methoden basieren auf Quantenmechanik ( Quantenchemie ), andere auf der statistischen Thermodynamik ( Statistische Mechanik ). Wichtige Beiträge zur theoretischen Chemie bzw. physikalischen Chemie leisteten Linus Carl Pauling , John Anthony Pople , Walter Kohn und John C. Slater .

Präparative Chemie

Dieses Teilgebiet der Chemie ist gewissermaßen das Gegenteil der analytischen Chemie und befasst sich mit Synthesen von chemischen Verbindungen . Die anderen Teilbereiche sind im Wesentlichen präparativ ausgerichtet, da es eine Hauptaufgabe der Chemie ist, Verbindungen entweder im kleinen Maßstab oder in großen Mengen, wie im Rahmen der technischen Chemie , zu synthetisieren. Insofern ist die präparative Chemie ein wesentlicher Bestandteil der Chemikerausbildung. Sie spielt ebenfalls eine bedeutende Rolle in sich mit der Chemie überschneidenden Gebieten, wie der pharmazeutischen Chemie bzw. pharmazeutischen Technologie .

Analytische Chemie

Die Analytische Chemie beschäftigt sich mit der qualitativen Analyse ( welche Stoffe sind enthalten?) und der quantitativen Analyse ( wie viel von der Substanz ist enthalten?) von Stoffen. Während die klassische analytische Chemie noch stark auf aufwendige Trennungsgänge , um verschiedene Substanzen zu isolieren und Nachweisreaktionen im Reagenzglas aufbaute, so werden heutzutage diese Fragestellungen in der instrumentellen Analytik mit hohem apparativen Aufwand bearbeitet.

Man unterteilt auch hier in Anorganische analytische Chemie und Organische analytische Chemie . Hier haben sich zahlreiche Spezialgebiete herausgestellt, beispielsweise die klinische Chemie in Überschneidung mit der Medizin (vergleiche Labormedizin ) und Toxikologie oder die Lebensmittelchemie . Für manche Verfahren in der Mikrochemie und Spurenanalytik werden nur noch kleinste Substanzmengen benötigt.

Technische Chemie

Fritz Haber , 1918

Die Technische Chemie beschäftigt sich mit der Umsetzung von chemischen Reaktionen im Labormaßstab auf großmaßstäbliche Industrieproduktion. Chemische Reaktionen aus dem Labor lassen sich nicht ohne weiteres auf die großindustrielle Produktion übertragen. Die technische Chemie beschäftigt sich daher mit der Frage, wie aus einigen Gramm Produkt im Labor viele Tonnen desselben Produktes in einer Fabrik entstehen.

Etwas abstrakter ausgedrückt: Die technische Chemie sucht nach den optimalen Bedingungen für die Durchführung technisch relevanter Reaktionen; dies geschieht empirisch oder mehr und mehr durch eine mathematische Optimierung auf der Grundlage einer modellhaften Beschreibung des Reaktionsablaufs und des Reaktors.

Vorbereitung → Reaktion → Aufbereitung

Nahezu jede Produktion in der chemischen Industrie lässt sich in diese drei Schritte gliedern. Zunächst müssen dabei die Edukte vorbereitet werden. Sie werden eventuell erhitzt, zerkleinert oder komprimiert. Im zweiten Schritt findet die eigentliche Reaktion statt. Im letzten Schritt wird schließlich das Reaktionsgemisch aufbereitet. Mit der Vorbereitung und der Aufbereitung beschäftigt sich die chemische Verfahrenstechnik. Mit der Reaktion im technischen Maßstab beschäftigt sich die Chemische Reaktionstechnik .

Kosmochemie

Die Kosmochemie befasst sich mit chemischen Vorgängen im Weltraum . Ihr Gegenstand sind chemische Substanzen und Reaktionen, die im interstellaren Raum, auf interstellaren Staubkörnern und auf Himmelskörpern wie z. B. Planeten , Kometen , Planetoiden und Monden ablaufen können.

Quellen und weiterführende Informationen

Portal: Chemie – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Chemie

Literatur

Lexika

Sachbücher

  • Gerhard Quinkert : Spuren der Chemie im Weltbild unserer Zeit. In: J. Mittelstraß, G. Stock (Hrsg.): Chemie und Geisteswissenschaften: Versuch einer Annäherung. Akademie Verlag, Berlin 1992.
  • Charles E. Mortimer: Chemie – Das Basiswissen der Chemie . Thieme, Stuttgart 2003, ISBN 3-13-484308-0 .
  • Joachim Kranz, Manfred Kuballa: Chemie im Alltag. Cornelsen Scriptor, Berlin 2003, ISBN 3-589-21692-1 .
  • Michael Wächter: Kleine Entdeckungsgeschichte(n) der Chemie im Kontext von Zeitgeschichte und Naturwissenschaften , Verlag Königshausen und Neumann, Würzburg 2018, ISBN 978-3-8260-6510-1

Datensammlungen

  • Karl-Heinz Lautenschläger, Wolfgang Weber: Taschenbuch der Chemie , Verlag Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer GmbH & Co., Ausgabe 22., vollständig überarbeitete Auflage, 2018, ISBN 978-3-8085-5763-1
  • Wächter, Michael: Tabellenbuch der Chemie. Daten zur Analytik, Laborpraxis und Theorie , Wiley-VCH, Weinheim 2012, 1. Aufl., ISBN 978-3-527-32960-1
  • Aylward, Gordon H., Findlay Tristan JV: Datensammlung Chemie in SI-Einheiten , 3. erw. und neu bearb. Aufl., Verlag Chemie, Weinheim 1999, ISBN 978-3-527-29468-8

Allgemeinverständliche Chemie-Zeitschriften

Chemische Fachzeitschriften (Auswahl)

Organisationen

Weblinks

Commons : Chemie – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Chemie – Lern- und Lehrmaterialien
Wikiquote: Chemie – Zitate
Wikisource: Chemie – Quellen und Volltexte
Wiktionary: Chemie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Hans Schimank: „Der Chemiker im Wandel der Zeiten“, Verlag Chemie, Weinheim 1972, S. 214.
  2. Kluge Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache, 24. Auflage, ISBN 3-11-017473-1
  3. Scheidekunde. Duden , abgerufen am 3. Februar 2014 .
  4. Scheidekunst. Duden, abgerufen am 3. Februar 2014 .
  5. Crusius (1788): Einleitung zur allgemeinen Scheidekunst, S. 313.
  6. a b Die umsatzstärksten deutschen Chemieunternehmen - Verband der Chemischen Industrie eV (VCI). Abgerufen am 8. November 2018 .
  7. Matthew R. Hartings, Declan Fahy: Communicating chemistry for public engagement . In: Nature Chemistry , 2011, Band 3, S. 674–677. doi:10.1038/nchem.1094
  8. Guido Kickelbick: Chemie für Ingenieure. Pearson Deutschland 2008, ISBN 978-3-8273-7267-3 , S. 19.
  9. Deutsche UNESCO-Kommission e. V.: Internationales Jahr der Chemie 2011 .
  10. a b Royal Society of Chemistry: Public attitudes to chemistry . Research report TNS BMBR, 2015. Online auf der Website der RSC , abgerufen am 26. Juni 2021, S. 19–24.
  11. Royal Society of Chemistry: Public attitudes to chemistry . Research report TNS BMBR, 2015. Online auf der Website der RSC , abgerufen am 26. Juni 2021, S. 54.
  12. Hochschule Fresenius: Angewandte Chemie (B.Sc.) – Schwerpunkt Forensik .