4. Elektrochemie

In der Elektrochemie benutzt man zur Umsetzung von Stoffen den elektrischen Strom. Das setzt voraus, dass die zu behandelnden Stoffe elektrisch leitfähig sind. Aber nicht alle Stoffe reagieren beim Anlegen einer elektrischen Spannung mit einer chemischen Reaktion. Daher unterscheidet man drei verschiedene Stoffarten:

Nichtleiter sind alle Stoffe, die den Strom nicht leiten. Hierzu zählen alle Gase im normalen Zustand (Normaldruck und Normaltemperatur) und bestimmte Feststoffe. Diese sind keine geeigneten Objekte für die Elektrochemie, wohl aber als Gefäßmaterial.

Leiter 1. Art zersetzen sich beim Stromdurchgang nicht. Dazu gehören alle Metalle, Halbmetall in bestimmten Temperaturbereichen und spezielle organische Verbindungen und Tieftemperaturleiter (besondere Keramiken). Die Beschäftigung mit der Einwirkung von elektrischem Strom auf Leiter 1. Art fällt in das Gebiet der Physik, da sich dabei die Stoffe chemisch nicht verändern.

Leiter 2. Art leiten den elektrischen Strom und werden dabei chemisch verändert. Dazu zählen besondere Feststoffe, die im geschmolzenen Zustand den Strom leiten. Diese nennt man Salze. Eine Vielzahl von Salzen lösen sich aber auch in Wasser und leiten den Strom dann ebenfalls in gelöstem Zustand. Reines Wasser allein ist praktische ein Nichtleiter.

zur Materialsammlung

6. Gase

• Kohlenstoffdioxid
• Luft
• Sauerstoff
• Stickstoff
• Wasserstoff

18. Thermodynamik

Neben dem Stoffaustausch sind Fortpflanzung und Energieaustausch ein bestimmendes Merkmal für Leben. In der Thermodynamik werden chemische Gleichgewichte unter dem Einfluss von Veränderungen von Umweltbedingungen, wie Druck, Temperatur und Stoffmengenkonzentration untersucht und beschrieben. Die wissenschaftlichen Grundlagen hierfür wurden durch die Gasgesetze im 19. Jahrhundert gelegt. Es folgten weitere grundlegende Erkenntnisse wie das "Prinzip des kleinsten Zwanges" und das "Massenwirkungsgesetz" Ende des 19. Jahrhunderts und Anfang des 20. Jahrhunderts. Dazu sind inzwischen bedeutende Erkenntisse durch die "Kinetik" hinzugekommen, bei der zeitliche Abläufe von chemischen Reaktionen untersucht werden.

19. Umweltschutz

Der Mensch greift in bestehende, natürliche Gleichgewichte ein und verändert sie mit seinen intellektuellen Fähigkeiten so, dass ihm das Leben leichter wird. Dabei hat er seine körperlichen Fertigkeiten durch technische Errungenschaften so weit gesteigert, dass ihm ein Leben auch außerhalb seines ursprünglichen Lebensraums möglich ist. Durch wissenschaftliche Erkenntnisse hat er einen großen Teil seiner natürlichen Feinde, Bakterien und andere organische Erkrankungen so weit zurückgedrängt, dass seine Verbreitung, Lebenserwartung in vielen Teilen der Welt weit über die von vergleichbar großen Tiere reicht. Auch die Vermehrung des Menschen ist überproportional und entspricht bei weitem nicht mehr der vergleichbarer Lebewesen.

Daraus entstehen Notwendigkeiten, die durch natürliche Ressourcen nicht mehr gedeckt werden können. Durch Wissenschaft und Technik versucht der Mensch die seine ureigene Versorgung im Griff zu bekommen. Die "Chemische Industrie" spielt dabei eine wichtige Rolle. - Leider zeigt sich in zahllosen Beispielen, dass Intellekt und Phantasie des Menschen meist nicht ausreichend ist, die negativen Konsequenzen der industriellen Lösungen der Überbevölkerung vorauszusehen und zu vermeiden.

Verkompliziert wird das Problem durch das jedem Lebewesen innewohnende Prinzip zu "Erhaltung der Art". Dieses natürliche Bestreben eines Individuums ist primär auf den auf den eigenen Vorteil und erst in zweiter Linie auf das Wohlergehen der Gesamtheit. Das zeigt sich im gegenwärtigen Ringen um den "Umweltschutz", den Erhalt lebenswerter Umwelt und Umweltbedingungen.

In der industriellen Gesellschaft spielt der Umsatz eine große Rolle. Umsatz ist aber nicht gleichzusetzen mit Gewinn. Man kann durchaus hohen Umsatz haben und trotzdem negativen Gewinn, also Verlust machen. Es ist also der "Profit" entscheidend , lateinisch: der "Vorteil", dem die Gesellschaft verpflichtet sein muss. Mit Gesellschaft ist aber nicht nur die unmittelbare Gemeinschaft, sondern das Wohl aller Menschen und auch der übrigen Lebewesen gemeint. Eine Verbesserung der Lebensbedingungen des Menschen ist ein Eingriff in das Gleichgewicht der Natur. Versteht man die Erde als geschlossenes System, dann ist eine Verbesserung der Lebensbedingungen aller Lebewesen ist schlicht unmöglich, da bei einem Eingriff in ein Gleichgewicht vom Grundsatz her die Vorteilsnahme Einiger zu Lasten Anderer gehen müssen.

Beispiele hierfür sind vielfältig:

Abholzung zum Zweck des Hausbaus, des Schiffsbaus, des Heizens im Altertum, aber auch zur "Produktion von Salz durch Sieden".

Brandrodung zum Zweck des Ackerbaus in Brasilien und Indonesien, zum Zweck der Erschließung von Bodenschätzen z.B. Braunkohle in Deutschland, Erzen.

Grundwasserentnahme zum Zweck der Landwirtschaft in den USA, Lithiumgewinnung in Bolivien, Erzgewinnung im Kongo und andere Gebieten der Erde.

Einfache Lösungen zur Bewahrung des Gleichgewichtes sind nicht zu erkennen, da längst nicht alle Menschen global denken können oder wollen. Aufklärung tut daher Not, wenn sich die jetzige Generation und die künftigen Generationen eine lebenswerte Zukunft erhalten wollen.

"Freyday for Future" ist eine globale Bewegung, die von jungen Menschen ausgegangen ist und die ermahnt, die derzeitig Handelnden auf die Warnungen von Wissenschaftlern zu hören.

Leider sind auch Wissenschaftler nicht frei von persönlichem Interesse und Eigennutz, wie das negative Beispiel einer vermeintlichen Volksaufklärung über die Wirkung von Insektiziden der Firma Bayer AG 1988, "Schädlich nur für Schädlinge" zeigt.

Seit Beginn der Industrialisierung steigt der Bedarf an Energie, zunächst zur Stahlherstellung, dann zur Produktion von Düngemitteln, chemischen Produkten, Aluminium, Beton usw. Der Bedarf wurde gedeckt, erst durch Holz, dann Kohle, Erdöl, jetzt Erdgas. Die Nutzung der Atomenergie in Kernspaltungsreaktoren legte das Problem der Entsorgung offen. Das Problem ist in vergleichbarem Maß auch durch das Entstehen von Treibhausgasen entstanden. Die Energieversorgung ist weiterhin nicht gelöst. Um Kohlenstoffdioxid aus der Verbrennung zu Vermeiden, werden in vielen Ländern weiter auf Kernspaltungsreaktoren gesetzt. Weitere Bemühungen gehen in die Richtung von Solarenergie, wobei die Energiespeicherung ungelöst ist. Hochinsustralisierte Länder bemühen sich mit enormeM Aufwand um funktionsfähige Fissionsreaktoren, wobei auch hier mit erheblichen radiokaktiven Abfall-Material gerechnet werden muss. Dabei darf die möglicherweise entstehende ungehemmte Energieerzeugung nicht außer Acht gelassen werden. Sie führt ebenso Erderwärmung wie die Erzeugung der Treibhausgase. Das Gleichgewicht von Energieeinstrahlung auf der Tagseite der Erde und der Energieabstrahlung auf der Nachtseite wird ein neues höheres Niveau erreichen, das eine nachhaltige Klimaveränderung zur Folge haben wird.

Zunächst gilt es jedoch, die bereits bestehenden Umweltproblemen nicht größer werden zu lassen.

 

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