Transcript Ein Tag im Leben des Chemikers

Ein Tag im Leben
eines Chemikers
Ein Produkt des CITIES-Projekts
Leo Gros, Hochschule Fresenius
unter Mitarbeit von Noreen Klein und Verena Könitz
4.3.2. Day in the Life of a
chemist-DE-3.1.
Project N. 129193-CP-1-2006-1-DE–COMENIUS–C21
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Können wir lehren, ohne spektakulär zu sein?
Ja, das geht – wir müssen die Phantasie wecken!
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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
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Was unterscheidet Chemikerinnen und Chemiker
von anderen Menschen?
• Wer Chemie versteht, sieht Moleküle rennen, zusammenstoßen und sich umwandeln - da, wo andere Leute nichts
sehen
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1. Flüssigkristalle: Eine unerwartete Beobachtung
.... die wir nun auch machen können
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„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“)
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Bilder: http://de.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BCssigkristall
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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)
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Chemiker/innen sehen Moleküle tanzen:
so funktioniert eine Flüssigkristallanzeige
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Und das kann man damit machen
Das Innere eines Displays...
...und das sieht man von außen
http://www.iap.uni-bonn.de/P2K/laptops/laptop_screen2.html
Eine weitere sehr bekannte Anwendung: Flachbildschirme
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Regelmäßige Ordnung:
Flüssigkristall
Wildes Durcheinander: normale
Flüssigkeit
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2. Ein Wirkstoff gegen den Schweiß
http://de.wikipedia.org/wiki/Alaun
Wirkstoff:
Aluminium-Chlorohydrat
Al2(OH)5Cl
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http://www.ciao.de/Nivea_Deodorant_Pure_Invisible_Spray__7701115
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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
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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
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Schweiß enthält
Proteine
Proteine sind unter natürlichen
Bedingungen löslich
Aluminium ändert diese natürlichen
Bedingungen
Lösliche Proteine
Die Lösung wird sauer, die Struktur
der Proteine ändert sich. Das nennt
man Denaturierung.
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
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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
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Deodorant - Antitranspirans – wo liegt der
Unterschied?
Antitranspirans = Schweißhemmer: Ein Antitranspirans soll
den Schweiß und damit auch den Schweißgeruch verhindern, das
geschieht durch Aluminiumchlorid
http://de.wikipedia.org/wiki/Antitranspirant
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/Deodorant
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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
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3. Die Geschichte von der Hühnersuppe …..
oder:
der Chemiker als
Küchenkriminalist
www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/archiv/tiere/voegel/Huhn2.jpg/view
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So einfach wird die Köchin überführt
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So beschreiben Chemikerinnen und Chemiker das
Phänomen
http://www.ieap.uni-kiel.de/plasma/ag-stroth/lehre/physik/HTML/f40_08.html
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Auf der Basis dieser Erkenntnisse entwickelten Bunsen und
Kirchhoff eine analytische Technik:
Die Emissionsspektralanalyse
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So messen wir z.B.
den Calciumgehalt im Blut
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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
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Alliin
Allylsulfensäure
Allylsulfensäure
alpha-Aminoacrylsäure
Allicin
Alliin ((+)-(S)-Allyl-L-cysteinsulfoxid)
http://www.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/umat/knoblauch/knoblauch.htm#1
Nur ein kleiner
Ausschnitt
aus der KnoblauchChemie
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So reagiert Permanganat mit Oxalsäure:
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Wasserverschmutzung in der Elbe zu Beginn des
20. Jahrhunderts – aufgespürt mit Permanganat
http://www.springerlink.com/content/k85400x365p3q37h/fulltext.pdf
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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
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… 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
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Angew. Chem.
2009, S. 121, 163-166
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Angew. Chem. 2009, 121, 163-166
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5. Ein Chemiker badet……
...läßt das Wasser ab, findet schmutziggraue
Flocken am Badewannenrand…
…. und muss die Wanne saubermachen wie alle anderen Menschen auch
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…aber er sieht die Moleküle tanzen….
http://de.wikipedia.org/wiki/Tenside
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... und nennt die Verursacher „Kalkseifen“...
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Ca 2+
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Phantasie – Professorenphantasie –
können wir wirklich Moleküle tanzen sehen?
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http://www.physics.ubc.ca/~stm/news0229.pdf
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