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F: In der Zusammensetzung von Nivea suche ich nach einem Emulgator, denn:
Eine Portion Nivea mit Wasser und Sonnenblumenöl zusammen geschüttelt bildet eine stabile Emulsion.
In der Liste der Inhaltsstoffe finde ich keinen bekannten Emulgator - es wäre nett wenn Sie mir auf die Sprünge helfen könnten.

A: Nivea ist eine Wasser in Öl-Emulsion. Seine Emulgatoren sind Stearat-Anionen der Stearinsäure, also Seifenanionen, sowie Mischungen von verzweigten, langkettigen Alkoholen (wie 2-Octyldodecanol).

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F: Welche chem. Formel steckt hinter dem Begriff Kalkmörtel, insbesondere Luft-Mörtel.

A: Kalkmörtel ist mit Wasser vermischter gebrannter Kalk CaO:

CaO + H₂O ———> Ca(OH)₂

Genau genommen ist Kalkmörtel eine Aufschlämmung von schwerlöslichem Calciumhydroxid. Er härtet nur an der Luft, indem er CO₂ aufnimmt und Wasser(dampf) abgibt.

Ca(OH)₂ + CO₂ ———> CaCO₃ + H₂O

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F: Was ist Bisquit-Porzellan bzw. Majolika-Geschirr und wo bekomme ich diese Sachen?

A: Bisquit-Porzellan ist poriges Rohporzellan, das noch nicht glasiert ist. Man findet es im chemischen Labor zum Reinigen von Präparaten, da es adsorptive Eigenschaften hat.
Majolika-Geschirr ist (wenn du dir die Glasur wegdenkst) das weiße, etwas schaumige Material, aus dem z. B. die großen, klobigen Frühstückstassen hergestellt werden. Die gibt es in jedem Küchenwaren-Geschäft. Der Name kommt übrigens von Mallorca.

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F: Als Methansenke in der Troposphäre kommt es u. a. durch Reaktion mit einem Hydroylradikal zu folgender Reaktion:

CH₄ + OH ———> CH₃ + H₂O

Das entstandene CH₃ ist doch auch ein Radikal, mit was reagiert dieses um eliminiert zu werden. Wenn 2 CH₃ miteinander reagieren bekommen wir Ethan, aber das ist doch keine Problemlösung der CH₄-Emission.

A: Methyladdition zu Ethan bringt (wie Sie richtig anmerken) uns nicht weiter.
Methyl wird fotochemisch weiter über Formaldehyd zu CO bzw. CO₂ oxidiert. Das kann mit OH, HO₂ oder auch O₂ geschehen. Dies läuft auch bei Verbrennungen im Motor ab, allerdings thermisch.

CH₄ + OH ———> CH₃ + H₂O

CH₃ + O₂ ———> CH₃O₂

CH₃O₂ + NO ———> CH₃O + NO₂

CH₃O + O₂ ———> HCHO + HO₂

oder

CH₃O ———> HCHO + H

Formaldehydabbau:

HCHO + OH ———> HCO + H₂O

HCO + O₂ ———> CO + HO₂ oder CO₂ + HO

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F: Wir haben in unserem Freilandökologie-Praktikum Pb-Messungen (Luft) an einer vielbefahrenen Strasse gemacht. Hier haben wir 2 Messorte gehabt:
1. Strasse
2. Freigelände neben der Strasse
Der Bleigehalt an der Strasse war höher als am Freigelände.
Unsere Frage ist: Woher kommt das Blei? Wir haben immerhin bis 10 mikrogramm/l als Spitzenwert gemessen.
Denn in der Literatur heißt es, dass in bleifreiem Benzin die Antiklopfmittel wie Bleitetraalkyle durch org. Mittel ohne Blei ersetzt werden, da Blei zu Schädigungen im KAT führen kann. Und in Deutschland wird ja fast ausschließlich bleifreies Benzin verwendet. Heißt bleifreies Benzin, denn zu 100 % bleifrei, oder darf c(Pb) in geringen Mengen noch vorhanden sein?

A: Erstens: Blei ist tatsächlich nicht mehr als Benzinbestandteil zugelassen und deshalb nicht mehr in Autoabgasen zu finden - wenn sich alle daran halten. Es reicht ein Auto, das osteuropäisches Benzin getankt hat, aus, um die Bilanz zu versauen.
Zweitens: Wir müssen aber auch an alte Schleudern ("Schätzchen") denken, die noch Bleiablagerungen im Motor haben, die beim Betrieb mit bleifreiem Benzin abgelöst werden. Mir z. B. begegnet morgens auf der Herforder Straße ab und zu ein Uralt-R4.
Drittens: Straßen und Straßenstaub enthalten noch viel Blei aus alten Zeiten. Daran wird sich nur langsam etwas ändern.
Viertens: Flugzeuge, die mit Propeller angetrieben werden, benutzen hochverbleites Benzin. Für deren Betrieb wurde in den Zwanziger Jahren das Tetraethylblei übrigens eingeführt.

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F: Zu dem Experiment der "Luftverbrennung" habe ich eine Frage (da ich es zu Demonstrationszwecken nachstellen möchte): welche Parameter sollte die "Gleichstromquelle" haben? Wie viel Strom wird in einem solchen Lichtbogen fließen und welche Spannung ist nötig? Tut es ein preiswertes Netzteil oder sollte es ein "Schweißtrafo" sein? Bitte geben Sie mir einige Eckdaten, es wäre mir eine große Hilfe.

A: Gleich vorneweg: Andere Netzteile wie aus der Mikrowelle oder aus dem Fernseher gehen nicht. Mit Schweißgeräten haben wir keine Erfahrung.
Statt des Rundkolbens kann man auch einen Zwei- oder Dreihalssynthesekolben (1-2 L) nehmen. In den Rundkolben füllt man Luft.
Wir benutzen Eisenelektroden (Stahlstricknadeln). Man nähert sie auf etwa 1 cm an, um den Lichtbogen zu erzeugen. Gleichrichter und Trafo sollten so dimensioniert werden, dass man etwa bis zu 5 kV Gleichspannung bekommt. Dann beträgt die Lichtbogentemperatur rund 3000 K. Wir benutzen einen klassischen Schultrafo mit dickem Weicheisenkern. Die Windungszahlen verhalten sich wie primär 75 zu sekundär 12.000. Wir arbeiten mit 20 V Wechselstrom. Wir schließen das an und regeln langsam auf die 20 V hoch. Die Spannung an den Elektroden liegt bei 3 kV. Fragen Sie Ihren Physikkollegen. Der kann Ihnen helfen, wenn Sie die Geräte nicht haben. Im alten Experimentierwerk von Stapf/Rossa finden Sie die Beschreibung auf S. 163.

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F: Warum ist bei verchromten Eisenobjekten, obwohl sie noch in durchaus akzeptablem Zustand zu sein scheinen, das Grundmetall häufig schon stark durchkorrodiert?

A: Das Stichwort heißt "Lokalelement".
Zuvor aber: Man überzieht Eisen zum Schutze mit Chrom. Das ist als reines Element zwar unedler als Eisen, schützt sich aber (und damit auch das Eisen) wegen seines stabilen Oxidbelags vor weiterem Zutritt von Korrosionskomponenten (Passivierung). Wenn der Überzug verletzt wird (z. B. durch Steinschlag beim Fahren), kommen die Korrosionskomponenten Wasser, Sauerstoff und Ionen mit dem Eisen in Kontakt. An diesen Stellen blüht das Eisen regelrecht aus. Denn die Korrosion wird nun durch das scheinbar edlere Chrom katalysiert. Man spricht von einem Lokalelement. Hintergrundinformationen in unserer Webseite.

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F: Für den Unterricht in einer Abiturklasse an unserem Gymnasium hatte ich die Versuche zum Recyceln von Bleischrott von ihren Seiten entnommen. Die Versuche liefen sehr gut. Doch baten mich einige Schüler nach mehr Informationen über die Komplexbindungen von Zucker und Blei.

A: Blei liegt in den Akkus zunächst als Pb(IV) und als Pb(II) vor. Ersteres wird durch die Zucker reduziert, wobei nicht die (vollacetalisch maskierte) Aldehydgruppe wirksam ist, sondern allgemein das ganze Zuckermolekül, das dabei in "Schmuddelreaktionen" zerschlagen wird. Das Pb(II) liegt vor allem in schwerlöslicher Form als PbSO₄ vor.
Es sind nun zwei Klippen zu überwinden:
1 Blei neigt im allgemeinen nicht so sehr zur Komplexbildung.
2 Es muss erst aus seinem schwerlöslichen Zustand mobilisiert werden.
Folgende Prozesse unterstützen das: Unter den alkalischen Bedingungen wird sich zunächst einmal der eine oder andere acetalische Zuckerring öffnen. Damit werden die Hydroxyl-Gruppen der Zucker, die als Komplexbildner infrage kommen, "beweglicher", mehr Liganden stehen somit zur Verfügung. Aber sie sind noch keine guten Bindungspartner für Blei-Ionen.
Bei der großen OH^--Konzentration verhalten sich die Hydroxylgruppen jedoch wie (wenn auch äußerst schwache) Säuren; es bilden sich Zuckeranionen (Alkoholate), mit denen auch Blei(II) als Zentral-Ion reagieren kann. Gefördert wird die Zucker-Hydroxyl-Dissoziation noch durch die freie Energie der Komplexbildung: Chelatbildungen sind stark exergon. Gleiches gilt für die Auflösung des Bleisulfat-Gitters.

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