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F: Bei der besprechnung der stereoisomerie der milchsäure blieb eine frage unbeantwortet: warum wird das licht eigentlich gedreht? hängt das mit der ladungsverteilung innerhalb des moleküls zusammen oder einfach nur mit der struktur der säure?

A: Es ist tatsächlich so, dass in der Lösung der Lichtvektor beim Durchgang durch die Moleküle aufgrund der unterschiedlichen Elektronenverteilung gedreht wird. Es kommt also zu einer Wechselwirkung zwischen den Elektronen und der elektromagnetischen Strahlung. (Deshalb ist diese sogenannte optische Drehung auch wellenlängenabhängig.)
Eine ebene, linear polarisierte monochromatische Lichtwelle können wir uns in zwei entgegengesetzt zirkular polarisierte Wellen zerlegt denken, die sich mit der gleichen Phasengeschwindigkeit ausbreiten. (Das besagen einfache trigonometrische Gesetze: Eine periodische Auf- und Abwärtsbewegung à la Sinusschwingung kann auch durch Überlagerung zweier gegenläufiger rotierender Strahlen dargestellt werden.) Bei optisch aktiven Verbindungen mit einem Asymmetriezentrum breiten sich die beiden zirkularen Wellen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus. Die Folge ist die zunehmende Verdrillung des linearen Vektors. So schraubt sich die eigentlich letztlich polarisierte Welle durch das drehende Medium hindurch.
In Lösungen stellen sich die Moleküle daraufhin so ein, dass eine Vorzugsrichtung resultiert. Daraus erkennst du auch, dass der Drehwinkel konzentrationsabhängig ist. Man definiert deshalb einen spezifischen Drehwert [a], den eine Lösung von 1 g Substanz / L bei einem Strahlengang von 10 cm Länge und bestimmter Wellenlänge (meistens die gelbe Natriumlinie) hat.
Bei Festkörpern ist die optische Aktivität eine anisotrope Eigenschaft, d. h. sie ist von der Lage des Strahls zur jeweiligen Symmetrieachse des Kristalls abhängig. Hier spielt auch nur die Schichtdicke eine Rolle. Beispiele sind enantiomere Quarzkristalle oder die bekannten Pasteurschen Weinsäurekristalle.

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F: Es gibt verschiedene Milchsäureformen. Welche sind das?

A: Es gibt eine D(-)- und eine L(+)-Form, deren Molekülstrukturen sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. Die Buchstaben D und L beziehen sich auf die Molekülstruktur, die Symbole (-) und (+) auf die Richtung der optischen Drehung.
Die Bildung dieser Enantiomeren ist bei Mikroorganismen artspezifisch. Einige Arten bilden die D(-)-, andere Arten die L(+)-Form. Das Racemat aus gleichen Mengen an (D)- und (L)-Form ist die Gärungsmilchsäure. Die L(+)-Form ist die im tierischen Muskel gebildete Form. Sie heißt auch Fleischmilchsäure und gilt als einer der Auslöser von Muskelkater.

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F: Gibt es eine Möglichkeit, unter Schulbedingungen ungesättigte Fettsäuren zu hydrieren (evtl. auch über Zwischenschritte)?

A: Es geht wie bei der technischen Fetthärtung mit Raney-Nickel und Wasserstoff. Lösemittel sind im allgemeinen Alkohol oder Eisessig. Aus dem Maß der Wasserstoffabsorption schließt man auf den Fortgang der Reaktion. Wichtig: Am Anfang scheint sehr viel Wasserstoff aufgenommen zu werden - das ist aber nur ein Lösungseffekt.
Achtung: Raney-Nickel ist selbstentzündlich!
Diese Reaktion dauert bei Normaldruck und Zimmertemperatur relativ lange und ist deshalb für Schulzwecke weniger geeignet.

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F: Betreff: Lachgas

Sehr geehrter Herr Blume,
an unserer Schule gibt es in der Jahrgangstufe10 schon seit längerem ein Video-Projekt. Wir arbeiten gerade an unserem Thema: Lachen. Eines unserer Unterthemen ist die Wirkung von Lachgas. Unsere Frage lautet: Wie und warum reagiert der Körper auf Lachgas?
Warum wird dann alles komisch/lustig?

A: Ich gehe davon aus, dass ihr meine Webseite zum Lachgas kennt (Rubrik: "Tipp des Monats").

Experimente mit Lachgas sind gar nicht lustig. Denn es handelt sich hier um ein Rauschmittel, das z. B. zur Narkose benutzt wird. Es wirkt besonders auf die Gesichtsnerven, deshalb nimmt es vor allem der Zahnarzt. Die Wirkung erkennt man an der Verzerrung der Gesichtsmuskulatur, was von Außenstehenden als "Lachen" interpretiert wird. Manche meinen auch, dass Lachgas derart halluzinogen auf die Psyche wirkt, dass man lachen muss. Naja...

Die physiologische Wirkung beruht darauf, dass Lachgas (chemisch N₂O) als eine kleinmolekulare, fettlösliche, zugleich aber polare Substanz die Markscheiden (Myelinscheide) bestimmter Nerven durchdringt und deren Eigenschaften verändert.

Die dümmsten Schüler nehmen das Zeugs auch zum Sniffen. Dazu sprayen sie lachgashaltige Sahne aus dem Siphon oder den Inhalt der käuflichen Treibkapseln in einen Beutel. Sie vergiften sich bei langfristiger Nutzung. Vor allem benötigen sie immer mehr Gas, um einen Rauschzustand zu erreichen. Vielleicht lachen sie dann letztlich blöder als sonst. Insofern passt das in euer Projekt.

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F: Betreff: Frage zu einem Experiment mit Kohle
Ich bin eine ratlose, in Chemie nicht ausgebildete Chemielehrerin. Ich unterrichte an der ...Schule in Berlin die Fächer Ma+Phy und eben Chemie in den Kl.7-10. Auf der Suche nach Exp. mit Kohle fand ich folgende Versuchsanleitung:
1.In ein Glas mit Mineralwasser Kohlestaub geben, brennenden Holzspan darüber halten
2.In ein Glas mit Wasserstoffperoxid (9%) Kohlestaub geben, glimmenden Holzspan darüber halten.

A: Ich gehe davon aus, dass Sie Aktivkohle und nicht "normale" Kohle meinen. Dazu haben wir eine Webseite im Bereich "Chromatographie". Klicken Sie auf der Startseite meiner Homepage "Suchen im Serverinhalt" an und geben Sie das Stichwort "Aktivkohle" ein. In unseren Grundschulwebseiten haben wir einen Versuch zum Reinigen von künstlich hergestelltem Abwasser - unter anderem auch mit Aktivkohle.

Zur Erklärung Ihrer Versuche:

1	Aktivkohle setzt aus Wasser gelöste Gase frei, also gelöstes CO2 aus Mineralwasser. Das erkennt man daran, dass das entstehende Gas Feuer löscht.
2	Wasserstoffperoxid zersetzt sich unter Bildung von Sauerstoff. Das lässt sich katalytisch unterstützen. Ein solcher Katalysator ist Aktivkohle. Der Sauerstoff entzündet den glimmenden Holzspan ("Glimmspanprobe" auf Sauerstoff).

Die Versuche funktionieren am besten, wenn Sie tablettierte Aktivkohle aus der Apotheke nehmen. Die in der Schulsammlung ist meistens schon recht vergammelt.

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