Viertes Wiener Bioanorganisches Symposium 21. Dezember 2015 Einführung in die Anorganische Chemie Alchemie und Magie Nadja Groysbeck & Stefan Riedl Auf der Suche nach dem Stein der Weisen Säure-Base Reaktionen Das Wort „Chemie“ stammt von dem altgriechischen Wort “χημεία” (ausgesprochen in etwa „Chymeia“) ab, und bedeutet so viel wie die „Kunst des Metallgießens“. Im alten Ägypten hingegen sprach man von der „kīmiyá“, was ein Ausdruck für „das Schwarze“ war, womit man alles Geheimnisvolle und Magische verband. Später wurde der arabische Artikel „al“ hinzugefügt und die „al-kīmiyá“ bezeichnete die „Kunst der Ägypter“. Die „Alchemisten“ waren somit all jene, die diese Kunst ausübten. Die Ziele der Alchemisten waren sowohl die Umwandlung unedler Stoffe in Edelmetalle, als auch die Erfindung einer Universalmedizin, die für ewige Jugend und Gesundheit sorgen sollte. All dies sollte der sogenannte „Stein der Weisen“ ermöglichen, über den viele Legenden existierten und nach dem jeder Alchemist suchte bzw. versuchte ihn herzustellen. Auf der Suche nach dem Stein der Weisen entdeckte 1669 der deutsche Alchemist und Apotheker Hennig Brand das chemische Element Phosphor, indem er sein Urin eindampfte und es mehrmals destillierte. Er erhielt eine weiße, feste Substanz, die im Dunkeln grün leuchtete und sich an der Luft selbst entzündete. Hennig Brand sprach von „kaltem Feuer“, wodurch sich der heutige Name Phosphor abgeleitet hat („phosphorus“ aus dem Griechischen für Lichtträger). Ab dem 18. Jahrhundert entwickelte sich die Chemie zu einer exakten Naturwissenschaft und im Laufe des 19. Jahrhunderts führten Entdeckungen und Ergebnisse verschiedener Chemiker zur Hennig Brand bei der Entdeckung Entwicklung einer enormen des Phosphors chemischen Industrie. Für die Begriffe Säure und Base gibt es je nach Konzept unterschiedliche Definitionen. Nach Brønsted und Lowry sind Säuren Substanzen, die in der Lage sind H+-Ionen abzugeben, und Basen Substanzen, die H+-Ionen aufnehmen können. Ob eine Lösung sauer oder basisch ist, kann man am pH-Wert erkennen. Chemie Heute: Die anorganische Chemie als wichtiges Teilgebiet Die Chemie wird heutzutage in mehrere Teilgebiete eingeteilt. Zu den wichtigsten gehören die anorganische-, die organische und die physikalische Chemie. Historisch gesehen umfasst die anorganische Chemie alle Verbindungen, die nicht aus Organismen stammen und stellte somit die Chemie der unbelebten Materie dar. Seit der 1828 von Friedrich Wöhler durchgeführten Harnstoffsynthese ist jedoch bekannt, dass man auch aus anorganischen Stoffen organische Verbindungen herstellen kann. Heutzutage besteht die anorganische Chemie aus vielen Teilgebieten. Dazu gehören unter anderem die Chemie der Metalle, die Chemie der Nichtmetalle oder die Komplexchemie. Die Reaktionstypen, die man zur anorganischen Chemie zählt, sind SäureBase-Reaktionen, Redox-Reaktionen, Komplexreaktionen und Fällungsreaktionen. Eine schon lange genutzte Methode um den pH-Wert zu ermitteln ist die Verwendung von Indikatoren. Indikatoren sind Stoffe, die abhängig vom pH-Wert eine unterschiedliche Farbe haben. Der Indikator Phenolphthalein beispielsweise ist zwischen pH 1 und 8,2 farblos, ab pH 9 beginnt er sich intensiv pink zu färben. Ab pH 14 entfärbt er sich wieder. Struktur des Phenolphthaleins im Sauren und im Basischen Redox-Reaktionen Redox-Reaktionen sind Elektronenübertragungsreaktionen. Ein Bestandteil wird stets reduziert (nimmt Elektronen auf), der andere wird oxidiert (gibt Elektronen ab). Ein Beispiel für eine Redox-Reaktion ist die Verbrennung von Magnesium in Trockeneis (festes CO2). Magnesium (Mg) wird dabei zu Magnesiumoxid (MgO) oxidiert. Der Sauerstoff stammt hierbei nicht, wie bei sehr vielen anderen Verbrennungen, aus der Luft, sondern vom Kohlenstoffdioxid (CO2). Dieses wird im Gegenzug zu elementarem Kohlenstoff (C) reduziert. Komplexreaktionen Bei Komplexreaktionen handelt es sich um die Bildung und den Zerfall von Komplexen, sowie den Austausch von Liganden. Ein Komplex ist eine chemische Verbindung, die aus einem oder mehreren Zentralteilchen und einem oder mehreren Liganden aufgebaut ist. Ein anschauliches Beispiel für einen Komplex ist das Cisplatin, [Pt(NH3)2Cl2] . Hierbei bildet das Platin-Ion (Pt2+) das Zentralion und die zwei Chlorid-Ionen (Cl-), sowie die zwei AmmoniakMoleküle (NH3) die Liganden. Struktur des Cisplatins Phenolphthalein bei verschiedenen pH-Werten Verbrennung von Magnesium in Trockeneis Viele Redox-Reaktionen sind sehr kompliziert und laufen über mehrere Stufen ab. Eine spektakuläre, in mehreren Schritten ablaufende, Redox-Reaktion ist die thermische Zersetzung von Quecksilber(II)thiocyanat, Hg(SCN)2. Auf Grund der, bei der Reaktion freigesetzten, Gase entsteht aus einem kleinen Häufchen Quecksilberthiocyanat eine aufgeschäumte, hochporöse Kohlenstoffstruktur in Schlangenform. Bei dem Versuch Kupfermünzen zu verzinken, bzw. sie in weiterer Folge golden aussehen zu lassen (Messinglegierung) spielt die Komplexbildung ebenfalls eine wichtige Rolle. Thermische Zersetzung von Quecksilberthiocyanat Quellen     Verzinkte, unbehandelte und messinglegierte Kupfermünze https://www.youtube.com/watch?v=PC3o2KgQstA http://www.derbymuseums.org/joseph-wright-gallery// http://www.meister-bouchon.de/inhalt/schule/sonstiges/007 FortbildungntaOkt13.htm http://scienceblogs.de/ihre-forschungsfrage/2009/07/27/was-bedeutet-der-ausdruck-chemie-auswelcher-sprache-kommt-der-ausdruck-chemie/  http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemiemaster.de/lex/begriffe/h06.html  „Anorganische Chemie zwischen gestern und morgen Ein Fragment“ von Margot Becke-Goehring