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Butanal

Butanal

Butanal oder Butyraldehyd ist eine chemische Verbindung, die zu den niederen Aldehyden gehört und eine farblose Flüssigkeit mit stechendem Geruch ist. Abgeleitet von Butanal kennt man die isomere Verbindung Isobutanal (Isobutyraldehyd).

Darstellung

Butanal ist durch Oxidation des entsprechenden 1-Butanols zugänglich. Eine weitere Synthesemöglichkeit ist die Hydroformylierung von Propen.

Verwendung

Butanal wird zur Herstellung von Vulkanisationsbeschleunigern, Kunstharzen und Weichmachern benötigt. Es ist Grundlage synthetischer Gerb- und Riechstoffe.

Sicherheitshinweise

Die Substanz kann in den Körper durch Inhalation der Dämpfe und durch Verschlucken aufgenommen werden. Dabei werden die Augen, die Haut und die Atemwege gereizt. Der Dampf ist schwerer als Luft und kann sich auf dem Boden ausbreiten. Die Bildung explosiver Peroxide ist möglich.

Eigenschaften

Bei einer Temperatur von 230 °C entzündet sich Butanal selbst. Explosive Gemische mit Luft liegen in einem Konzentrationsbereich von 2,5 - 12,5 Volumenprozent Butanal vor. Butanal polymerisiert beim Erhitzen sowie unter Einfluss von Säuren und Alkali. Es reagiert mit Oxidationsmitteln, starken Säuren, starken Basen und Aminen.

Weblinks

- [http://en.wikipedia.org/wiki/Aldehyde Aldehyde in der englischen Wikipedia] Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Aldehyd

Chemische Verbindung

In der Chemie bezeichnet man mit Verbindung eine Substanz, die aus zwei oder mehr verschiedenen chemischen Elementen besteht, welche in einem festen Massenverhältnis zueinander stehen. Das Charakteristische ist die chemische Formel, mit der man unter Verwendung des Molgewichts z.B. die Menge an Produkten einer chemischen Reaktion errechnen kann. Somit zählen Legierungen (z.B. Messing) oder andere Stoffgemische (etwa Schokolade) nicht zu den chemischen Verbindungen. Allerdings ist es bei Legierungen und Intermetallischen Verbindungen nicht immer einfach festzustellen, ob eine Verbindungsbildung stattfindet oder nicht.

Elektronenverteilung

Eine Verbindung ist in jedem Falle elektronenarm, wenn es sich hierum um ein Kation handelt, da solche Verbindungen weniger Elektronen als Protonen enthalten. Als elektronenreich wird eine chemische Verbindung bezeichnet, wenn es sich hierbei um ein Anion handelt, da solche Verbindungen mehr Elektronen als Protonen enthalten. Alle neutralen Verbindungen sind in sich zunächst elektroneutral. Innerhalb einer Verbindung kann allerdings die Elektronenverteilung sehr ungleichmäßig sein, so dass man hier von elektronenreichen und elektronenarmen Bereichen spricht. Elektronenreiche Bereiche sind potentiell nucleophil - elektronenarme Bereiche sind dagegen potentiell electrophil.

Siehe auch:

Organische Verbindung, Chemikalienliste, R- und S-Sätze, Gefahrstoff, Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien, Dendrimer

Weblinks

- [http://www.chem.ox.ac.uk/inorganicchemistry3/index.html Einige chemische Verbindungen nach ihren Hauptelementen] Kategorie:Chemie ja:化合物 ko:화합물 simple:Chemical compound th:สารประกอบเคมี

Aldehyde

Aldehyde oder Alkanale sind chemische Verbindungen, die als funktionelle Gruppe eine Aldehydgruppe (-CH=O) enthalten. Der Name Aldehyd ist ein Kurzwort aus den jeweils ersten Wortteilen der neulateinischen Bezeichnung alcohol(us) dehydrogenatus, was svw. "dehydrierter Alkohol" oder "Alkohol, dem Wasserstoff entzogen wurde" bedeutet. Im Unterschied zu den Ketonen, bei denen der Carbonylkohlenstoff (>C=O) mit zwei C-Atomen verbunden ist, ist bei Aldehyden dieser nur mit einem C-Atom und einem Wasserstoff-Atom verknüpft. Das einfachste Aldehyd ist Methanal (Formaldehyd). Aldehyde sind reaktive Verbindungen.
- Die Polarisierung des C-Atoms am Carbonylsauerstoff ist Ansatzpunkt für den nucleophilen Angriff.
- Aldehyde liegen in der Keto- und Enolform vor. Siehe: Keto-Enol-Tautomerie
- Bei Aldehyden tritt CH-Acidität auf, d.h. die positive Partialladung des Carbonylkohlenstoffatoms wirkt sich auf das benachbarte C-Atom aus. Trägt dieses ein Wasserstoff-Atom wird es leichter als Proton abgegeben.

Nomenklatur

Aldehyde erhalten nach der IUPAC-Nomenklatur das Suffix -al oder -carbaldehyd. Dementsprechend heißt das vom Methan abgeleitete Aldehyd Methanal, das vom Ethan abgeleitete Ethanal.

Beispiele

Analog wird vorgegangen bei Aldehyden mit Alken-Resten (also mit C-C-Doppelbindungen) oder Alkin-Resten (also C-C-Dreifachbindungen). Weiters existieren natürlich auch Mehrfachaldehyde, wie beispielsweise das Glyoxal - der einfachste Dialdehyd.

Reaktionen

Nukleophile Addition

Nach Angriff des Nukleophils geht das π-Elektronenpaar gänzlich zum nun negativ geladenen Sauerstoff. Im protischen Lösungsmittel wird dies durch Protonenaufnahme ausgeglichen, wodurch eine OH-Gruppe anstelle der Carbonylgruppe entsteht.

Addition von Alkoholen

Alkohol + Aldehyd => Halbacetal Halbacetal + Alkohol => Acetal + Wasser Beispiel: Ringschluss der Zucker

Addition von Stickstoff-Nukleophilen

Prim. Amin + Aldehyd => Imin (schiffsche Base) + Wasser Oxidation zur Carbonsäure (wichtig für Nachweise)

Aldolreaktion

Das CH-acide H-Atom kann durch Basen vom Aldehyd abgespalten werden. Das entstandene Enolat-Anion reagiert mit einem weiteren Aldehyd-Molekül weiter. Es entsteht ein Aldol, ein Kondensationsprodukt aus Alkohol (OH-Gruppe) und Aldehyd. Auf diese Weise können C-C-Bindungen geknüpft werden.

Gemischte Aldolreaktion

Reagiert ein aromatisches Aldehyd, (siehe: Benzaldehyd), das kein CH-acides H-Atom besitzt, mit einem weiteren CH-aciden Aldehyd, entsteht ein "gemischtes" Aldol. Auf diese Weise wird in der Knoevenagel-Kondensation Zimtaldehyd, ein wichtiger Duftstoff, gewonnen.

Nachweise

Tollensprobe Fehlingprobe schiffsche Probe

Spektroskopie von Aldehyden

In IR-Spektren von Aldehyden und Ketonen findet man den charakteristischen Peak der C=O-Valenzschwingung im Bereich von 1690-1750 cm^-1.

Eigenschaften

Zwischen den Aldehyd-Molekülen kommt es zu Dipol-Dipol-Kräften, weil die C-O Bindung sehr polar ist. Es kommt nicht zu Wasserstoffbrückenbindungen, weil kein H an das O gebunden ist. Deswegen liegen die Siedepunkte zwischen denen der Alkohole und denen der Alkane. Mit Wasser können Aldehyde Wasserstoffbrückenbindungen eingehen, weil das O zwei freie Elektronenpaare hat. Deswegen sind kurzkettige Aldehyde gut wasserlöslich.

Verwendung

Mengemäßig ist der Formaldehyd (Methanal) der weitaus bedeutendste Aldehyd. Er wird als Desinfektionsmittel (Formalinlösung) und zur Herstellung organischer Präparate verwendet. Aldehyde und Ketone werden außerdem zur Herstellung von Kunststoffen, Lösungsmitteln, Farbstoffen, Parfums und Medikamenten verwendet.

Physiologische Bedeutung

Im Stoffwechsel der Zellen finden sich eine Reihe von Aldehyden. Eine besondere Rolle spielt das Ethanal (Trivialname Acetaldehyd), das im Verlauf des Alkoholabbaus entsteht und für den so genannten Alkohol-Kater verantwortlich ist. Kategorie:Stoffgruppe Kategorie:Funktionelle Gruppe ja:アルデヒド ko:알데하이드

Butanol

Butanol ist ein höherer Alkohol mit vier Kohlenstoffatomen und einer Summenformel von C₄H₉OH. Es gibt insgesamt vier Isomere von Butanol. Alle Butanole sind brennbare Flüssigkeiten.

1-Butanol

auch n-Butanol (1) Bild:Nbutanol.PNG

Herstellung

1-Butanol kann sowohl durch Hydroformylierung von Propen und anschliessender Hydrierung als auch durch Fermentation von Zucker und Stärke hergestellt werden.

Verwendung

1-Butanol dient als Lösungsmittel und ist ein Ausgangsmaterial zur Herstellung von Lacken, Duftstoffen und für die Synthese von Ethern und Estern.

2-Butanol

auch sec-Butanol (2) Bild:Secbutanol.PNG

Eigenschaften

2-Butanol ist das einzige Butanol, das in zwei Enantiomeren vorkommt.

Herstellung

Die racemische Form kann durch einfache Reduktion von 2-Butanon erhalten werden. Enantiomerenrein lässt sich 2-Butanol durch Hydroborierung von cis-2-Buten hergestellt werden.

Verwendung

2-Butanol ist Bestandteil von Bremsflüssigkeiten, Abbeizmitteln und dient als Xanthogenat zur Herstellung von Flotationsmitteln. Die Ester werden in Aromen, Parfüms und für Nitrocellulose verwendet.

2-Methyl-1-Propanol

auch Isobutanol (3) Bild:Isobutanol.PNG

Herstellung

Isobutanol entsteht ebenfalls bei der Hydroformylierung von Propen.

Verwendung

Es wird als Lösungsmittel und zur Synthese von Weichmachern und Estern benötigt. Die Ester werden in der Riechstoff- und Aromenindustrie verwendet.

2-Methyl-2-Propanol

auch tert-Butanol (4) Bild:Tbutanol.PNG

Eigenschaften

2-Methyl-2-propanol oder auch tertiär-Butylalkohol ist der einfachste tertiäre Alkohol; es handelt sich dabei um eine bei Raumtemperatur feste, farblose, brennbare Substanz von charakteristischem campherartigem Geruch. Bei einem tertiären Alkohol ist die funktionelle Gruppe an das Kohlenstoff-Atom gebunden sein, das selbst wieder an 3 weitere Kohlenstoff-Atome gebunden ist.

Herstellung

2-Methyl-2-propanol wird durch Hydratation von Isobuten hergestellt.

Verwendung

Es ist ein Treibstoffzusatz und dient als Antiklopfmittel und ist Ausgangsstoff zur Synthese von tert.Butylestern.

Weblinks

- [http://www.basf.de/basf/img/produkte/loesemittel/d/n-Butanol_d.pdf Datenblatt der BASF zum n-Butanol (1-Butanol)]
- [http://www.hedinger.de/bilder/6/2-Butanol_v002.pdf Sicherheitsdatenblatt zum 2-Butanol] Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Alkohol

Hydroformylierung

Die Hydroformylierung, auch als Oxosynthese bezeichnet, ist die chemische Reaktion von Alkenen (Olefinen) mit Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid unter Bildung von Alkanalen (Aldehyden). Sie wurde 1938 von Otto Roelen entdeckt und diente in den ersten Jahren zur großtechnischen Synthese von Waschmittelalkoholen. Die allgemeine Reaktionsgleichung lautet:
R-CH=CH₂ + CO + H₂ → R-C(CHO)-CH₃ + R-CH₂-CH₂-CHO Die Umsetzung findet unter erhöhtem Druck und Temperatur statt, wobei ein homogenerKatalysator benötigt wird. Wurden anfangs noch Cobaltcarbonyle katalytisch eingesetzt, so wird mittlerweile ein Komplex basierend auf Rhodium und Triphenylphosphan verwendet. Wie aus der Gleichung ersichtlich, entsteht meist ein Isomerengemisch von linearen und verzweigten Alkanalen. Je nach Wahl des Katalysators kann der verzweigte oder der lineare Aldehyd bevorzugt gebildet werden. Zur besseren Rückgewinnung des wertvollen Rhodiums wurde das Ruhrchemie/Rhône-Poulenc-Verfahren in den 1980er Jahren entwickelt. Hierbei wird Rhodium mit TPPTS komplexiert, das durch die Substitution mit Sulfonatgruppen hydrophilere Eigeschaften besitzt als das übliche Triphenylphosphan. Die Reaktion findet nun in Wasser statt und im Laufe der Reaktion bildet sich eine organische Produktphase aus, die leicht durch Phasenabscheidung abgeführt werden kann. Die Hydroformylierung ist ein wichtiger großtechnischer Prozess der chemischen Industrie. Die entstehenden Alkanale werden dabei meist zu Alkanolen (Alkoholen) weiterverarbeitet. Kategorie:Technische Chemie

Kunstharz

Kunstharze sind nach DIN 55958 (Dezember 1988) synthetische Harze, die durch Polymerisations-, Polyadditions- oder Polykondensationsreaktionen hergestellt werden. Sie können durch Naturstoffe, zum Beispiel pflanzliche oder tierische Öle beziehungsweise natürliche Harze, modifiziert sein, oder durch Veresterung oder Verseifung natürlicher Harze hergestellt sein. Kunstharze bestehen in der Regel aus mindestens zwei Komponenten. Die Vermischung beider Teile (Harz und Härter) ergibt die reaktionsfähige Harzmasse. Bei der Härtung steigt die Viskosität an (der sogenannte "Trommsdorff-Effekt"), und nach abgeschlossener Härtung erhält man einen unschmelzbaren (duroplastischen) Kunststoff. Die Verarbeitung von Kunstharz (kurz Harz) erfolgt häufig im Gußverfahren. Hierbei wird das Gießharz in eine wiederverwendbare oder eine verlorene Form gegossen. Als härtbare Formmassen bezeichnet man meist rieselfähige Massen, die in einem Warmformungsvorgang mit unmittelbar anschließender irreversibler Aushärtung bei erhöhter Temperatur zu Formteilen und Halbzeugen verarbeitet werden. Hierbei sind häufig hohe Drücke zur kompletten Füllung der Form notwendig (zum Beispiel in der Mouldtechnik). Ein Teil der als Kunstharz verwendeten Materialien ist auch als Klebstoff im Einsatz.

Verwendung/Anwendungen

- Bestandteil von Vergussmassen/Gießharzen
- Imprägnierharze (zum Beispiel für Elektromotoren)
- Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbunden (Glasfaserverstärkter Kunststoff GfK, Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff CFK,..)
- Herstellung von Holzfaserwerkstoffen
- Reparaturharze (Maschinenbau, Bauindustrie,..)
- Herstellung von Formen und Modellen (Rapid Prototyping)
- Umpressen von integrierten Schaltkreisen durch härtbare Formmassen
- Verwendung in Lacken und Beschichtungen siehe auch Acrylharz
- Bestandteil von Polymerbeton
- Gebäude- und Fußbodenanhebung durch Injektion in den Baugrund, z. B. nach Setzungen
- Sicherung geologischer Strukturen durch Lackabzüge Kategorie:Kunststoff

Duftstoff

Ein Duftstoff ist ein den Geruchssinn anregender, chemischer Stoff, der bei Tieren der Kommunikation dient. Bei Pflanzen dienen Duftstoffe sowohl der Anlockung von Insekten zur Verbreitung von Pollen, Samen oder Sporen als auch zur Abschreckung (vergl.: Stinkdrüse).

Tierische Duftstoffe

Viele Tiere besitzen Duftdrüsen, die (zumindest für bestimmte Tiere) angenehm riechen; bekannt ist zum Beispiel das Moschus. Die Tiere benutzen ihren Duftstoff beispielsweise um ihr Revier zu markieren (Duftmarken) oder Artgenossen Botschaften mitzuteilen. (Verständiung der Artgenossen) So markieren Ameisen ihre Straßen mit Ameisensäure. Für die Anlockung der Sexualpartner verspritzen beispielsweise empfängnisbereite weibliche Tiere Urin, um den männlichen Artgenossen zu signalisieren, dass sie gedeckt werden können. Auch locken einige Schmetterlingsarten ihre Partner über viele Kilometer hinweg mit Duftstoffen an. Duftstoffe können zudem zur Erregung des Geschlechtspartners dienen. Duftdrüsen sind bei Säugermännchen besonders während der Brunst stark entwickelt. (Vorhautdrüse des Bibers oder dem Moschusbeutel des Moschustiers). Zur Abschreckung gegenüber Feinde nutzen beispielsweise Stinktiere Stinkdrüsensektret.

Pflanzliche Duftstoffe

Pflanzen besitzen Duftstoffe, um Insekten anzulocken oder Fressfeinde abzuschrecken. Süße Düfte werden meist als Lockmittel verwendet, übelriechende zur Abwehr.

Duftstoffe beim Menschen

Der Mensch nutzt, ähnlich dem Tier, eigene Duftstoffe Pheromone zur Sexuellen Lockung und Werbung, auch sind verschiedene Duftstoffe in der Reinigungs- und Waschmittelindustrie zentrale Bestandteile der Produkte. Siehe auch: Pheromone, Parfum, Riechstoff

Weblinks

- [http://www.quarks.de/duefte/ Die Welt der Düfte] Kategorie:Chemikaliengruppe Kategorie:Verhaltensbiologie Kategorie:Chemische Industrie !

Auge

Das Auge (lat. Oculus) ist ein empfindliches Sinnesorgan. Bei Säugetieren liegen beide Augen umgeben von Nasenbein, Jochbein und Stirnbein, eingebettet in ein Fettpolster, in den knöchernen Augenhöhlen des Schädels. Das Sehorgan (Organon visus) der Säugetiere kann in drei Untereinheiten gegliedert werden: #den Augapfel, Bulbus oculi (lat.) oder Ophthalmos (griech.), #die Anhangsorgane des Auges (Tränenapparat, Augenmuskeln, Bindehaut und Augenlider) und #die Sehbahn.

Augapfel der Säugetiere

Sehbahn

Anatomie

Die Wand des Augapfels besteht aus drei übereinander liegenden Häuten. Die äußere Augenhaut (Tunica externa bulbi, auch Tunica fibrosa bulbi) wird in zwei Abschnitte untergliedert. Die weiße Lederhaut (Sclera) liegt im hinteren Augapfelbereich. An ihr setzen die äußeren Augenmuskeln an, die das Auge in der Augenhöhle bewegen. Dort wo das Licht ins Auge eintritt, befindet sich die durchsichtige Hornhaut (Cornea). Sie wird ständig mit Tränenflüssigkeit befeuchtet. Die 2. Schicht ist die mittlere Augenhaut (Tunica media bulbi oder Uvea), besteht aus drei Abschnitten. Die Aderhaut ist reich an Blutgefäßen und versorgt die anliegenden Schichten mit Nährstoffen und Sauerstoff und besitzt eine Pigmentschicht. Nach vorn geht die Aderhaut in den Ziliarkörper (auch Strahlenkörper, Corpus ciliare) über, der der Aufhängung der Augenlinse und deren Akkomodation dient. Der vorderste Abschnitt der mittleren Augenhaut ist die Regenbogenhaut (Iris). Sie bildet die Pupille und reguliert den Lichteinfall (Adaptation). Die innere Augenhaut (auch Netzhaut, Tunica interna bulbi oder Retina) enthält die Lichtsinneszellen (Photorezeptoren). Im Bereich des Austritts des Sehnervens befinden sich keine Lichtsinneszellen. Diese Stelle nennt man Blinden Fleck. Die Stelle des schärfsten Sehens ist der gelbe Fleck. Der Innenraum des Augapfels besteht aus dem Glaskörper (Corpus vitreum), der Linse (Lens) und den beiden Augenkammern (Camera anterior und posterior bulbi).

Funktionsmechanismus der Bilderzeugung

Der Sehraum für farbiges Sehen (farbiges Licht) ist sehr viel kleiner als der für Hell und Dunkel (weißes Licht). Somit liegt der Farbsehraum auch innerhalb des Weißlichtsehraumes. Im 19. Jahrhundert erklärte man die Funktion des Auges analog des Fotoapparates so: Reflektiertes Licht (aktiv) fällt in das Auge (passiv), die Abbildung der Welt auf der Netzhaut wird schließlich ins Gehirn weitergeleitet. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert wurde mit Hilfe technischer Geräte zur Messung der Augenbewegungen diese Idee widerlegt. Zwar ist die ganze Retina (Netzhaut) mit Sinneszellen bedeckt, das Scharfsehen konzentriert sich jedoch auf nur 0,02 Prozent der Retinafläche, der sogenannte gelbe Fleck. Dies entspricht etwa 2 Grad unseres rund 200 Grad umfassenden horizontalen Blickfeldes. Wir sehen also eigentlich nur den Ausschnitt scharf, den unsere beiden Augen mit ihren Sehachsen fixieren. Beim Betrachten eines Gegenstandes kommt das ruhende und scharfe Bild dadurch zustande, dass die Augenmuskeln, uns meist unbewusst, nacheinander verschiedene Ausschnitte des Objektes vor den gelben Fleck rücken. Das Auge ruht also beim Betrachten nie, es ist immer in kleinster Bewegung begriffen. Ein Punkt wird für Sekundenbruchteile fixiert, dann springen die Muskeln mit einer ruckartigen Bewegung (Saccade) zu einem nächsten Punkt. Aus diesem Abtasten wird schließlich das deutliche Gesamtbild generiert. Bei ruhiger Betrachtung dauern die einzelnen Fixationen 0,2 bis 0,6 Sekunden, sodass in einer Sekunde 2 bis 5 Saccaden stattfinden, bei schnellerem Blicken werden die Saccaden häufiger und die Fixationszeiten kürzer. Die Wahl der Fixationspunkte und das Muster der Saccaden ist in hohem Maße individuell und steht im Zusammenhang mit den Gewohnheiten und dem Interesse des Betrachters oder der Aufgabenstellung an ihn. Man spricht heute vom Intentionalen Sehen, einem aktiven Vorgang zur Welt hin.

Erkrankungen des Auges

Mit den Erkrankungen des Auges beschäftigt sich die Ophthalmologie (Augenheilkunde).

Auge der anderen Tiere

Obwohl sich die Augen von Wirbeltieren und Weichtieren im Aufbau stark ähneln, haben sie sich unabhängig voneinander entwickelt. Dies wird bei der Bildung des Auges beim Embryo sichtbar: Während sich das Auge bei Wirbeltieren durch eine Ausstülpung der Zellen entwickelt, die später das Gehirn bilden, entsteht das Auge der Weichtiere durch eine Einstülpung der äußeren Zellschicht, die später die Haut bilden. Es gibt Schätzungen, dass Augen der verschiedensten Bauweisen im Laufe der Evolution etwa 40 Mal neu entwickelt wurden. Die ersten Augen gab es bereits vor 505 Mio. Jahren im Erdzeitalter Ordovizium (z. B. beim Nautilus). Die einfachsten „Augen“ sind lichtempfindliche Sinneszellen auf der Außenhaut, die als passive optische Systeme funktionieren. Sie können nur erkennen, ob die Umgebung hell oder dunkel ist. Man spricht hier von Hautlichtsinn. Insekten und andere Gliederfüßer haben Augen, die aus vielen einzelnen Augen zusammengesetzt sind. Diese Facettenaugen liefern ein rasterartiges Bild (nicht mehrfache Bilder, wie man vermuten könnte). Neben den beschriebenen Augentypen mit lichtbrechenden Linsen findet man in der Natur gelegentlich auch Spiegelaugen. In den Augen der Kammmuschel (Pecten) wird das Bild durch Hohlspiegel erzeugt, die hinter der Netzhaut angeordnet sind. Die direkt vor der Netzhaut liegende Linse dient der optischen Korrektur des stark verzerrten Spiegelbildes. Die Spiegel sind nach dem Prinzip von reflektierenden Glasplatten gebaut, mehr als 30 Schichten aus feinsten Guanin-Kristallen liegen dicht gestapelt, jede Schicht in eine Doppelmembran eingeschlossen. Auch andere Tiere haben Spiegelaugen, unter anderem der Tiefseekrebs Gigantocypris, Hummer und Langusten. Diese Form hat sich offenbar dort durchgesetzt, wo es weniger auf die Bildqualität und mehr auf die Lichtausbeute ankommt. = Siehe auch = Optik, Optische Täuschung

Haut

Die Haut (lat. cutis) ist flächenmäßig das größte (je nach Körperumfang und Körpergröße 1,5 - 2 m²), das schwerste (bis zu 10 kg) und funktionell das vielseitigste Organ des menschlichen Körpers. Sie dient der Abgrenzung von Innen und Außen (Hüllorgan), dem Schutz vor Umwelteinflüssen, der Repräsentation, Kommunikation und Wahrung der Homöostase (inneres Gleichgewicht). Weiterhin übernimmt die Haut wichtige Funktionen im Bereich des Stoffwechsels und der Immunologie und verfügt über vielfältige Anpassungsmechanismen. Aufgrund der engen Beziehung zur Psyche wird sie auch als "Spiegel der Seele" bezeichnet. Die Haut verträgt den pH-Wert von 5,5 am besten.

Aufbau der Haut

Seele Die äußere Haut (Cutis) gliedert sich prinzipiell in 3 Hauptschichten:
- Oberhaut (Epidermis)
- Lederhaut (Dermis oder Corium)
- Unterhaut (Subcutis)

Epidermis (Oberhaut)

Die Epidermis oder "Oberhaut" gehört zu den Epithelgeweben, es handelt sich um ein mehrschichtiges verhornendes Plattenepithel, das üblicher Weise zwischen 0,03 bis 0,05 Millimeter, an den Handinnenflächen und den Fußsohlen aber bis zu mehrere Millimeter dick ist. Von Außen nach Innen können folgende Schichten unterschieden werden: Hornschicht (Stratum corneum), Glanzschicht (Stratum lucidum), Körnerschicht (Stratum granulosum), Stachelzellschicht (Stratum spinosum), Basalschicht (Stratum basale).

Dermis (Corium, Lederhaut)

Die Dermis besteht vorwiegend aus Bindegewebsfasern und dient der Ernährung und Verankerung der Epidermis. Hier versorgt das fein kapillarisierte Blutgefäßsystem die Grenzzone zur Epidermis. Der Ursprung der Talg- und Schweißdrüsen findet sich in der unteren Lederhaut. Diese enthält die für die Temperaturregelung wichtige glatte Muskulatur und Blutgefäße. Die Dermis wird in ein Stratum papillare (Papillenschicht, Zapfenschicht) und ein Stratum reticulare (Netzschicht) untergliedert.

Subcutis (Unterhaut)

Die Subcutis bildet die Unterlage für die darüberliegenden Hautschichten und enthält die größeren Blutgefäße und Nerven für die oberen Hautschichten, sowie das subkutane Fett und lockeres Bindegewebe. In der Unterhaut liegen Sinneszellen für starke Druckreize.

Hautanhangsgebilde

Hautanhangsgebilde Zu den sog. Hautanhangsgebilden der Haut gehören Haare mit ihren Talgdrüsen und dem Haarbalgmuskel (Musculus arrector pili), Nägel und Schweißdrüsen, wobei letztere in ekkrine und apokrine Schweißdrüsen unterteilt werden. Zähne, Hörner und andere Gebilde werden von der Haut gebildet. Nicht zuletzt ist auch die Milchdrüse eine modifizierte Hautdrüse.

Leistenhaut und Felderhaut

Betrachtet man die Haut genauer oder mit einer Lupe, so wird man ein feines Relief sichtbar. Nach diesem wird die Haut in zwei Typen unterschieden. Die Leistenhaut tritt an den Fingern, der Handinnenseite und der Fußsohle auf. Die Epidermis zeigt hier feine Papillarlinien (Hautleisten), die dadurch entstehen, weil sich die Lederhautpapillen in Längsreihen anordnen. Dabei ist jede Hautleiste von zwei Papillarkörperreihen unterlagert. Die Hautleisten bilden ein individuelles Muster aus verschiedenen geometrischen Figuren (Wirbel, Bogen, Schleife, Doppelschleife). Diese Muster werden bei der Daktyloskopie (Fingerabdruckerkennung) kriminaltechnisch als eine Form der biometrischen Daten genutzt. Die übrigen Hautbereiche sind von der Felderhaut bedeckt. Hier zeigt die Oberfläche durch feine Furchen abgegrenzte rhombische Felder (Areolae cutaneae). Die Furchen entstehen an den papillenfreien Epidermisbereichen und verstreichen bei stärkerer Hautspannung. Sie dienen als Reservefalten, da die Oberhaut weniger dehnungsfähig ist als die Lederhaut. Die Größe der Hautfelder variiert je nach Körperregion.

Die Haut als Grenzorgan

Die Haut schützt uns vor dem Eindringen von Erregern bzw. gasförmigen, flüssigen oder festen Fremdsubstanzen im weitesten Sinn, mechanischen Verletzungen, Strahlenschäden, aber auch vor Flüssigkeits- Elektrolyt- und Proteinverlusten, die bei schweren Verbrennungen der Haut lebensbedrohliche Ausmaße annehmen.

Wärmehaushalt

Über die Haut kann der Körper seinen Wärmehaushalt regulieren. Einer Überhitzung wirkt die Haut mit den Schweißdrüsen entgegen. Durch die Schweißproduktion und die dadurch mögliche Verdunstung wird Wärme von den dicht unter der Haut verlaufenden Kapillargefäßen, die dazu weit geöffnet sind, abgeführt (siehe Schwitzen). Mit Hilfe des Unterhautfettgewebes und im geringeren Maße durch die der Behaarung wird Wärme zurückgehalten. Bei Kälte werden die Haut und das Unterhautfettgewebe nur noch gering durchblutet und beide wirken dadurch als Isolatorschicht. Die Haare können Aufgrund des geringen Haarkleides des Menschen nur noch geringe Isolationsfunktion übernehmen. Dennoch kann man das Wirkprinzip eines Fellkleides noch gut beobachten. Bei der bei Kälte auftretenden Gänsehaut richtet der Musculus arrector pili das Haar auf. Eine geschlossene Behaarung ermöglicht hier einen wesentlich besseren Schutz vor Unterkühlung.

UV-Strahlungsschutz

Die Haut des Menschen schützt das darunterliegende Gewebe und das Blut vor Ultraviolett-Strahlung (UV-Strahlung). Die Stärke der einfallenden UV-Strahlung hängt von der geographischen Lage und von der Jahreszeit ab. Die Haut reagiert auf den Reiz mit der Bildung des Melanins, das der Haut einen braunen Farbton gibt und der Verdickung der Hornschicht, die die Haut umgibt, der sogenannten Sonnenschwiele. Auch die Hautfarbe des Menschen stellt eine Anpassung an diese Variation dar.

Die Haut als Stammzellenspeicher

Die Haut enthält wertvolle adulte Stammzellen die sich nach den neuesten Erkenntnissen aus Wissenschaft und Forschung zufolge in alle anderen Organgewebe (alle drei Keimblätter des menschlichen Organismus) weiterentwickeln können. Somit bietet sich die Haut als ideale Quelle für multipotente Stammzellen für innovative Therapien der regenerativen Medizin, an. Zukünftig werden adulte Stammzellen aus der Haut in den verschiedensten Bereichen der Stammzelltransplantation und dem Herstellen von Geweben aus adulten Stammzellen durch Tissue Engineering ihren Einsatz finden. Die Stammzellen aus dem Hautgewebe können bis in das fortgeschrittene Erwachsenenalter gewonnen und für eventuell notwendige medizinische Anwendungen ein Leben lang aufbewahrt werden. Stammzellen aus dem eigenen Hautgewebe haben gegenüber den bislang am häufigsten transplantierten Stammzellen aus dem Knochenmark, dem Nabelschnurblut oder dem peripheren Blut mehrere Vorteile:
- Die Haut enthält eine große Zahl an wertvollen Stammzellen
- Es existiert ein molekularer Marker der die Isolierung der Stammzellen für die klinische Anwendung ermöglicht
- Die Haut als Organ ist leicht zu erreichen
- Die Entnahme von einer kleinen Menge Hautgewebe ist einfach und risikolos
- Die Entnahme kann bis in das fortgeschrittene Erwachsenenalter problemlos vorgenommen werden.

Immunologisches System der Haut

Als antigenpräsentierende Zellen fungieren in der Haut die Langerhanszellen.

Die Haut als Kontakt- und Sinnesorgan

Die Haut stellt den sichtbaren Teil des menschlichen Körpers dar. Als solcher erfüllt die Haut eine Reihe kommunikativer Funktionen. Zur Reizaufnahme ist die Haut mit unterschiedlichen Typen von Rezeptoren ausgestattet:
- Schmerzrezeptoren: Sie liegen in der Lederhaut, ihre Dichte varriiert je nach Körperregion (bis zu 200/cm² Haut).
- Druckrezeptoren (Vater-Pacini-Körperchen): Sie dienen der Wahrnehmung von Druckempfindungen und liegen in der Unterhaut. Ihre Dichte beträgt bis zu 100/cm².
- Thermorezeptoren (Krause-Körperchen und freie Nervenendigungen): Sie sind besonders dicht an Kinn, Nase, Ohrmuschel, Ohrläppchen (9 bis 12/cm²) und Lippen (> 15/cm²). Insgesamt besitzt die menschliche Haut ca. 250.000 Kälterezeptoren. Die Anzahl der Wärmerezeptoren beträgt nur etwa 1/10, sie arbeiten zudem deutlich langsamer als Kälterezeptoren.
- Dehnungsrezeptoren (Ruffini-Körperchen): Sie registrieren den Dehnungszustand der Haut und liegen in der Lederhaut (Stratum reticulare). Ihre Dichte beträgt bis zu 2/cm² Haut.
- Tastrezeptoren (Meissner-Körperchen und Merkel-Zellen): Tastrezeptoren kommen in der unbehaarten Haut vor. Besonders dicht (Abstand: 1-5 mm) sind sie in den Fingerspitzen, den Lippen, der Zunge, den Brustwarzen, den äußeren Geschlechtsorganen und der Afterregion verteilt.
- Haarfollikelrezeptoren: Sie registrieren die Haarstellung (siehe auch Sinushaar). Die psychogalvanische Hautreaktion gibt Rückschlüsse auf emotionale Vorgänge (siehe auch Lügendetektor). Siehe auch: Erröten und Erythrophobie, Zärtlichkeit, Streicheln, Erotik, Mechanorezeptor, Taktile Wahrnehmung, Sensibilität.

Die Haut als Repräsentationsorgan

Da die Haut stark das Erscheinungsbild des Menschen prägt, ist sie Hauptobjekt der Kosmetik. Natürliche Erscheinungen sind Sommersprossen, Leberflecken und Altersflecken. Künstlich verändert wird das Aussehen der Haut durch Tätowierungen, der afrikanischen Skarifizierung, Brandnarben oder der indischen Körperbemalung Mehndi. Außerdem ist die Haut Träger aller Arten von Körperschmuck.

Siehe auch

- Hautatmung, Hautfeuchtigkeit, Hautfarbe, Hautkrankheit

Weblinks

- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/253505.html wissenschaft.de: Ein bisschen Sonne pur tut gut] Forscher empfehlen, für kurze Zeit auch ungeschützt in die Sonne zu gehen, um den Vitamin D-Spiegel zu erhöhen
- [http://www.haut.de haut.de - die Gesundheitsquelle] Informationsportal zum Thema Haut und Körperpflege

Literatur

- Kardorff Bernd: Gesunde Haut - Lexikon von A bis Z. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2004, ISBN 3540205659
- Deutschmann Gerhard: Die Haut und ihre Anhangsgebilde. Springer Wien 2005, ISBN 3211836705 ! Kategorie:Morphologie Kategorie:Histologie ja:皮膚 simple:Skin

Grad Celsius

Der (umgangssprachlich häufig, aber falsch: das) Grad Celsius ist eine Einheit der Temperatur. Die Celsius-Skala wurde 1742 durch den schwedischen Astronomen Anders Celsius eingeführt, nach welchem die Einheit auch benannt wurde. Die Celsius-Skale orientiert sich an den Temperaturen von Gefrier- und Siedepunkt des Wassers bei Normaldruck - d.h. bei einem Luftdruck von 1013,25 hPa. Anders Celsius definierte ursprünglich den Gefrierpunkt mit 100 °C und den Siedepunkt mit 0 °C. Die Skala wurde erst später der Logik entsprechend umgedreht. Seitdem ist der Gefrierpunkt des Wassers mit 0 °C und der Siedepunkt des Wassers mit 100 °C definiert. Diese Werte gelten bei Normaldruck - d. h. bei einem Luftdruck von 1013,25 hPa (Meeresspiegel-Höhe von 0 m über NN). Eine etwas andere Darstellung findet sich in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) des DIN. Dort wird eine besondere Größen-Benennung "Celsius-Temperatur" eingeführt; sie ist demnach die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 K. Weil diese Norm für Temperaturdifferenzen die Verwendung des Kelvin empfiehlt, legt sie weiterhin fest: "Bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius (Einheitenzeichen: °C) als besonderer Name für das Kelvin benutzt.

Formelzeichen

Als Formelzeichen für die Celsius-Temperatur ist das

\vartheta

(selten auch

\theta

) (Theta) üblich und normgerecht. Fälschlicherweise wird aber auch T verwendet. Nach DIN 1345 vom Dezember 1993 ist auch t Formelzeichen für die Celsius-Temperatur. Eigentlich ist T für die absolute Temperatur in Kelvin vorbehalten (Abgrenzungsformen t und Indexierung). Hiermit sind die Formelzeichen für die Temperatur gemeint, nicht etwa ein Symbol für Grad Celsius.

Definition

\vartheta_ = T_

\left\ = \left\ - 27315

Temperaturdifferenz

Die Temperaturdifferenz

\Delta \vartheta

ist der Unterschied in der Temperatur von zwei Messpunkten

\varphi \,

, die sich in der Zeit und/oder räumlichen Position unterscheiden. Als Einheit für Temperaturdifferenzen wird das Kelvin (wegen des SI-Systems) benutzt und vom DIN in der Norm DIN 1345 (Ausgabe Dezember 1993) empfohlen; allerdings räumt das DIN dort ein: "Nach dem Beschluß der 13. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (1967-1968) darf die Differenz zweier Celsius-Temperaturen auch in der Einheit Grad Celsius (°C) angegeben werden." Im Sinne dieser Norm stellt die "Celsius-Temperatur" die Differenz der jeweiligen thermodynamischen Temperatur und der festen Bezugstemperatur 273,15 K dar; bei Angabe der Celsius-Temperatur wird der Einheitenname Grad Celsius als besonderer Name für das Kelvin benutzt. (Denn für Temperaturdifferenzen empfiehlt die Norm ja an sich das Kelvin.) Auf nationalstaatlicher Ebene wird häufige auch °C als Einheit für Temperaturdifferenzen verwendet. Tatsächlich müsste man °C als eine Funktion in Postfix-Notation sehen:

=

Beispiel: :Richtig:

\rightarrow (24 + 273,15)\,\mathrm - (20 + 273,15)\,\mathrm = 4\ \mathrm

:Falsch:

\rightarrow

Da jedoch die Schrittweite bei der Celsius-Skala und der Kelvin-Skala gleich groß ist, wird 1 °C mit 1 K für Temperaturdifferenzen gleichgesetzt. Dadurch wird aber nur der Fehler durch einen weiteren Fehler korrigiert. :Falsch:

1 \, ^ \mathrm \, = \, 1 \, \mathrm

Daher wurde früher die Einheit Grad (grd.) verwendet, welches aber nicht mehr gültig ist und durch das Kelvin ersetzt wurde: :Richtig:

\Delta 1 \, ^\mathrm = 1 \,  = 1\ \mathrm

Umrechnung

Im folgenden Abschnitt werden einige Umrechnungstabellen für verschiedene Temperaturwerte und -Einheiten angegeben.

Temperaturskalen

Temperaturumrechnung

Temperaturvergleich

Siehe auch

- Temperatur
- Kelvin
- Internationales Einheitensystem
- Grad

Weblinks

- [http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/general/units.html#temp Temperatur-Umrechnungen: Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Réaumur und Rankine] Kategorie:SI-Einheit Kategorie:Thermodynamik Kategorie:Temperaturmessung ko:섭씨 온도 ja:セルシウス度

Polymerisation

Die Polymerisation ist eine chemische Reaktion, bei der Monomere, meist ungesättigte organische Verbindungen, unter Einfluss von Katalysatoren und bei Auflösung der Mehrfachbindung zu Polymeren (Moleküle mit langen Ketten, bestehend aus miteinander verbundenen Monomeren) reagieren. Dabei unterscheidet man zwischen Homo-Polymerisation, bei der nur eine Monomerart umgesetzt wird, und Co-Polymerisation, bei der zwei oder mehr verschiedene Monomere zur Reaktion gebracht werden. Die Produkte der Polymerisation nennt man Polymerisate.

Historische Informationen

1872 gelang dem Chemiker Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer (1835 – 1917) erstmals die Polykondensation von Phenol und Formaldehyd zum so genannten Bakelit. Damit legte er die Grundlage für die heutige Polymerchemie. Hermann Staudinger, der sich hauptsächlich mit der Polymerchemie befasste, erklärte in Thesen die Polymerisation schließlich als Kettenreaktion bei der Makromoleküle entstehen..

Mechanismen

Bei den Polyreaktionen werden zwei Klassen unterschieden: Stufenwachstumsreaktionen und Kettenwachstumsreaktionen. Während im ersten Fall auch bereits vorhandene Kettensegmente zu einer größeren Kette zusammenwachsen können (z. B. bei der Polyaddition und Polykondensation), lagert sich im zweiten Fall immer ein Molekül nach dem anderen an das sogenannte reaktive Kettenende an. Zu den Kettenwachstumsreaktionen gehören die radikalische Polymerisation, ionische Polymerisation und Koordinationspolymerisation (s. u.), die unter Verwendung von Ziegler-Nattta-Katalysatoren durchgeführt wird.

Thermische Polymerisation

Die thermische Polymerisation ist eine spezielle Form der radikalischen Polymerisation, die sich auf den Reaktionsstart bezieht. Bei ihr wird bis zur Bildung von Radikalen Wärme zugeführt, die so die Polymerisation starten(s.u.).

Radikalische Polymerisation

Die radikalische Polymerisation umfasst im Wesentlichen drei Teilschritte: 1. Startreaktion, bei der das aktive Zentrum gebildet wird. 2. Wachstumsreaktion, bei der die makromolekulare Kette in einer Kettenreaktion wächst (wiederholte Anlagerung der Monomere) und 3. Abbruchreaktion, bei der das Wachstum der Kette durch Disproportionierungsreaktionen oder Kombinierung irreversibel beendet wird.

Reaktionen

Zum Kettenstart bricht ein Radikal die Mehrfachbindung (beispielsweise eine C=C-Doppelbindung, Vinylbindung) auf und erzeugt ein wachstumsfähiges Primärradikal, an das sich nun in einer Wachstumsreaktion mit geringer Aktivierungsenergie ständig Monomere anlagern. Durch das Zusammentreffen zweier Radikale oder durch Übertragungsreaktion (Disproportionierung) wird ein Kettenabbruch hervorgerufen. Um die Reaktion gezielt zu stoppen, können spezielle Reagenzien, so genannte Radikalfänger, zugegeben werden. Daneben kann eine gewisse Kontrolle über das Molekulargewicht erreicht werden, in dem man sog. Kettenüberträger der Polymerisation hinzufügt. bild:Radikalische-polymerisation.png

Kinetik der radikalischen Polymerisation

Für jede der Teilreaktionen der radikalischen Polymerisation lassen sich Gleichungen für die Reaktionsgeschwindigkeiten formulieren. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge ermöglicht es, den mittleren Polymerisationsgrad eines entstehenden Polymers zu steuern, sowie einige bei der Polymerisation auftretende Effekte zu deuten. 1. Initiation Die Geschwindigkeit

v_

der Initiation hängt von der Konzentration des Initiators

[I]

und von dem entsprechenden Geschwindigkeitskoeffizienten

k_

ab: ::

v_= - \frac   = k_ \cdot [I]

Der Initiator-Zerfall liefert aber nicht vollständig wirksame Radikale R
- , da manche davon nicht einen Kettenstart verursachen, sondern anderweitig abreagieren oder rekombinieren. Dementsprechend wird ein Faktor

f < 1

eingeführt, der die Wirksamkeit des Initiatorzerfalls für den Kettenstart wiedergibt: ::

\frac   = 2f \cdot k_ \cdot [I]

2. Kettenwachstum Die Geschwindigkeit

v_

des Kettenwachstums, also des Monomerverbrauchs, ist abhängig von der Monomerkonzentration

[M]

, der Konzentration der Polymerradikale

[P - ]

und dem entsprechenden Geschwindigkeitskoeffizienten

k_

: ::

v_= - \frac   = k_ \cdot [I] \cdot [P - ]

3. Rekombination Die Geschwindigkeit

v_

der Rekombination, also des Verbrauchs an Polymerradikalen P
- , hängt quadratisch von deren Konzentration

[P - ]

ab und natürlich vom Koeffizienten

k_

: ::

v_= - \frac   = k_ \cdot [P - ]^

4. Übertragung Die Geschwindigkeit der Übertragung

v_

, hängt von der Konzentration des Überträgers

[Trans]

, der Konzentration der Polymerradikale

[P - ]

und dem Koeffizienten

k_

ab: ::

v_= k_ \cdot [P - ] \cdot [Trans]

5. Wurzel-I-Gesetz Aus den gegebenen Geschwindigkeitsgesetzen kann man eine Formel für die Wachstumsgeschwindigkeit herleiten. Diese gilt nur bei mittleren Umsätzen, gibt aber dann im Grunde die Bruttoreaktionsgeschwindigkeit an: ::

v_= k_ \cdot \sqrt  \cdot [M] \cdot \sqrt

6. Mayo-Gleichung Ebenso kann man das Zahlenmittel des Polymerisationsgrades

\overline _n

bestimmen. Es ergibt sich aus dem Verhältnis der Wachstumsgeschwindigkeit zu den Geschwindigkeiten aller Reaktionen, bei denen das Wachstum abbricht: ::

\overline _n = \frac

Mayo hat daraus eine Formel abgeleitet, mit der man entweder die Übertragungskonstante

C = k_ / k_

für ein Gemisch von Monomer und Überträger berechnen kann, oder den mittleren Polymerisationsgrad des entstehenden Polymers wenn man konkrete Mengen Monomer und Überträger mischt: ::

\frac   = \frac   + \frac   \cdot \frac   = \frac   + C \cdot \frac

Darin ist

\overline _

das Zahlenmittel des Polymerisationsgrades bei Abwesenheit eines Überträgers.

Polymerisationsverlauf

Der Reaktionsablauf der radikalischen Polymerisation sieht wie folgt aus:
- Umsatz < 0,01%: Initiation - Nicht Stationärer Verlauf Es entstehen zunehmend Initiator-Radikale, Primärradikale und wenige oligomere Radikale. Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit steigt rasant, der durchschnittliche Polymerisationsgrad ist gering.
- Umsatz 0,01 bis 5%: Ideal Stationärer Reaktionsverlauf Bei so geringem Umsatz kann die Monomerkonzentration als konstant betrachtet werden, ebenso die Anzahl vorhandener Radikale, die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit bleibt konstant, während der Polymerisationsgrad steigt. Es entstehen erste Makroradikale. Die Polymerisationsgradverteilung ist relativ eng.
- Umsatz 5 bis 20%: Ende des Stationären Reaktionsverlaufes Die Monomerkonzentration nimmt durch den Verbrauch stark ab, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit abnimmt. Es sind nun viele Makroradikale vorhanden und Abbruch-Reaktionen finden statt.
- Umsatz 20 bis 60%: Gel-Effekt oder Norrish-Trommsdorff-Effekt Die Polymerisation unterliegt einer Selbstbeschleunigung. Es liegen nun sehr große Polymerradikale vor, die wegen ihrer Größe diffusionsgehindert sind. Das hat zur Folge, dass immer weniger Abbruchreaktionen statt finden, während der Initiator weiterhin zerfällt und neue Radikale bildet. In dieser Phase nimmt der Polymerisationsgrad stark zu und die Polymerisationsgradverteilung wird sehr breit.
- Umsatz 60% bis max. : Glas-Effekt Die Reaktionsgeschwindigkeit fällt zunehmend bis zum Minimum ab. Die Polymermoleküle und Polymerradikale sind mittlerweile so groß und unbeweglich, dass das Reaktionsgemisch langsam erstarrt (deswegen "Glas"). Es wird nie der thermodynamisch mögliche maximale Umsatz erreicht, da viele Monomere im erstarrten Reaktionsgemisch gefangen bleiben, ohne zu reagieren.

Aktuelle Trends

Seit wenigen Jahren ist es möglich, über die radikalische Polymerisation Kontrolle zu erlangen. Mit den Techniken der Controlled Free Radical Polymerization (LFRP) gelingt es, Polymere mit enger Molekulargewichtsverteilung durch Zusatz eines 'Kontrollreagenz' zu synthetisieren. Je nach Verwendung des Kontrollreagenzes unterscheidet man bisher zwischen Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP), Nitroxide Mediated Polymerization (NMP) und Kettentransfermethoden wie dem Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer-Prozesses (RAFT).

Kationische und Anionische Polymerisation

Hier greift, im Unterschied zur radikalischen Polymerisation, ein Kation bzw. Anion die Mehrfachbindung an, um den Kettenstart hervor zu rufen. Hier erfolgt der Kettenabbruch durch Zusammentreffen von Kation und Anion. bild:Kationische-polymerisation.png

Koordinationspolymerisation

Die Katalysatoren sind Übergangsmetallverbindungen, deren Struktur so zu charakterisieren ist, dass ein Zentralatom (das Metall-Ion) derart von Liganden umgeben ist, dass ein Monomer und die Polymerkette daran anlagern (koordinieren) können. Das Prinzip beruht auf einer Aktivierung der Monomere aufgrund der Wechselwirkung des Monomers mit dem Metall. Die Doppelbindung im Monomer wird hierdurch geschwächt und die Anlagerung eines zweiten Monomers initiiert. Zur Stabilisierung der so entstandenen Komplexverbindung schiebt sich das Monomer in die bereits vorhandene Polymerkette ein und ein weiteres Monomer wird angelagert usw. Die Polymerisationsreaktion wird so in die Wege geleitet. Das Verfahren wird auch Insertionspolymerisation genannt. Der Vorteil der Koordinationspolymerisation liegt darin, dass je nach Wahl von Katalysator und Monomeren die Taktizität des entstehenden Polymers gesteuert werden kann, die wesentlichen Einfluss auf die Polymereigenschaft haben kann. Es gibt verschiedene Arten von Koordinationspolymerisationen mit unterschiedlichen Mechanismen. Die wichtigste ist die nach ihren Entdeckern benannte Ziegler-Natta-Polymerisation, die es erlaubt, bei niedrigen Temperaturen und niedrigen Drücken zum Beispiel Ethen zu linearem Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) umzusetzen. Von großer Bedeutung ist zudem die Polymerisation mit Metallocen-Katalysatoren. Speziellere Arten der Koordinationspolymerisation wie die oben erwähnte ringöffnende Metathesepolymerisation (Ring-Opening Metathesis Polymerization, ROMP) finden ihre Anwendung bei der Herstellung von Spezialpolymeren, die mittels Ringöffnung und Verknüpfung cyclischer Monomere durch Übergangsmetallkatalysatoren produziert werden.

Technische Verfahren

Polymerisation

Emulsionspolymerisation, Massepolymerisation, Lösungspolymerisation, Suspensionspolymerisation, Fällungspolymerisation

Polykondensation

Lösungspolykondensation, Schmelzpolykondensation, Grenzflächenpolykondensation

Literatur

- J.M.G. Cowie Chemie und Physik der synthetischen Polymeren, Vieweg, 2 Ed., 1991.
- K. Matyjaszewski, T.P. Davis Handbook of Radical Polymerization, Wiley, 2002.
- B.Tieke, Makromolekulare Chemie, Wiley-VCH, 2002.
- H.G. Elias, Makromoleküle, Wiley-VCH, 2002. Kategorie:Chemische Reaktion ja:重合反応

Amin

Amin bezeichnet
- Amine, basische, organische Derivate des Ammoniaks. Zudem ist es in der Form Amin oder al-Amin der Familienname folgender Personen
- Al-Amin, abbasidischer Kalif,
- Hafizullah Amin, afghanischer Präsident,
- Idi Amin, ugandischer Diktator,
- Mohammed al-Amin, König von Tunesien,
- Qasim Amin, ägyptischer Jurist,
- Rizgar Muhammad Amin, irakischer Jurist.

Kategorie:Chemische Verbindung

Diese Kategorie enthält Chemische Verbindungen. Kategorie:Chemie Kategorie:Chemischer Stoff

The Battle of Put-in-Bay

The Battle of Lake Erie, sometimes also referred to as the Battle of Put-in-Bay, was fought on September 10, 1813 in Lake Erie off the coast of Ohio during the War of 1812. It was between nine ships of the United States Navy and six vessels of Great Britain. The decisive victory of the Americans over the British fleet ensured American control of the lake and the Northwest Territory during the War of 1812, opened supply lines, and improved American morale after a series of U.S. defeats in the Great Lakes theater. The successful U.S. invasion of Canada in the following month, culminating in the U.S. victory at the Battle of the Thames, is regarded by many historians as a critical factor in forcing the eventual stalemate in the war.

Background

The British had been blockading the port of Erie, Pennsylvania during the summer of 1813, but on August 1 they unexpectedly withdrew. The American ships in the harbor were finally able to leave, and throughout August, Oliver Hazard Perry prepared for the inevitable battle while keeping a close eye on the British ships at Detroit

The Battle

On September 10, British Commodore Robert Heriot Barclay, in his flagship HMS Detroit, met Captain Perry near Put-in-Bay, Ohio. Barclay's six ships outweighed and outgunned Perry's nine, including Perry's flagship, Lawrence. Lawrence faced an unfavourable wind and was destroyed in the course of the battle with four-fifths of its crew killed or wounded. However, Perry was able to row a half-mile through heavy gunfire and transfer command to Niagara, a ship equal in size and strength to Lawrence, but which had not yet been engaged in the battle. As HMS Detroit had suffered some damage, Niagara was able to capture it, along with the other five British ships. Although Perry won the battle on the Niagara, he received the British surrender on the deck of the Lawrence so as to allow the British to see the terrible price his men had suffered.

Results

Each side suffered over 100 casualties, the Americans slightly more. The vessels were anchored and hasty repairs were underway near West Sister Island when Perry composed his now famous message to William Henry Harrison, commander of the Army of the Northwest. Scrawled in pencil on the back of an old envelope, Perry wrote: :Dear General: ::We have met the enemy and they are ours. Two ships, two brigs, one schooner and one sloop. ::Yours with great respect and esteem, ::O.H. Perry Army of the Northwest Due to the outcome of the battle, Britain retreated from Detroit and lost control of Lake Erie for the remainder of the war. As this prevented the British from re-supplying or reinforcing their troops in the south-western part of Upper Canada (now Ontario) over water from their primary forts in the Niagara peninsula, it accounted for much of the success of the American land campaigns in this theatre in 1813. It also removed the threat of a British attack on Michigan, Ohio, Pennsylvania, or Western New York during the rest of the war. After the war, the U.S. Navy intentionally sank both Lawrence and Niagara in Misery Bay in Lake Erie; the battle damage they had suffered was too extensive to repair. In 1875, Lawrence was raised and moved to Philadelphia, where it was displayed at the 1876 Centennial Exposition. Later that year the ship burned when the pavilion that housed it caught fire. Although Niagara was raised and restored in 1913, it subsequently fell into disrepair. It was eventually disassembled and portions of it were used in a reconstructed Niagara, which is now on view in Erie, Pennsylvania. The Perry Monument within Perry's Victory and International Peace Memorial now stands atop Put-in-Bay, commemorating the men who fought in the battle. Ships involved:
Note:
- - swivel gun; long unless otherwise stated

America

Master Commandant Oliver Hazard Perry:
USS Lawrence - 2-12pdr, 18-32pdr carronades
USS Caledonia - 2-24pdr
- , 1-32pdr carronade
-
USS Ariel - 4-12pdr
-
USS Somers - 1-24pdr
- , 1-32pdr carronade
-
USS Scorpion - 1-32pdr
- , 1-24pdr carronade
-
Captain Elliot:
USS Niagara - 2-12pdr, 18-32pdr carronades
USS Porcupine - 1-32pdr
-
USS Tigress - 1-32pdr
-
USS Trippe - 1-32pdr
-

Britain

Commander Robert Heriot Barclay:
HMS Detroit (flag) - 2-24pdr, 1-18pdr
- , 6-12pdr, 8-9pdr, 1-24pdr carronade, 1-18pdr carronade
HMS General Hunter - 2-6pdr, 4-4pdr, 2-12pdr carronades
HMS Chippewa 1-9pdr
-
Commander Robert Finnis:
HMS Queen Charlotte 2-12pdr, 1-12pdr
- , 14-24pdr carronades
HMS Lady Prevost 2-9pdr, 1-9pdr
- , 10-12pdr carronades
HMS Little Belt 1-9pdr
- , 2-6pdr

External links

- [http://www.hillsdale.edu/personal/stewart/war/America/1812/Naval/1813-Erie-Perry.htm Perry's account of the Battle of Lake Erie]
- [http://www.brigniagara.org/log.htm "Log of the Battle of Lake Erie"] by Sailing Master William Taylor
- [http://www.brigniagara.org/ US Brig Niagara] Lake Erie Lake Erie Category:Ohio history Category:1813 Lake Erie

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