Die Erdölzeit
ist nach heutigen Schätzungen in circa 50 Jahren vorbei. Gibt es eine
Chemie ohne Erdöl?
Ein sehr interessanter Stoff ist Ethanol,
gemeinhin als Alkohol bezeichnet, der uns in vielfältiger Form im Alltag
begegnet, nicht nur in alkoholischen Getränken sondern auch in
Reinigungsmitteln, Deoderants und vielen kosmetischen Produkten.Ethanol
kann auch als Treibstoffersatz oder -zusatz dienen und in
Verbrennungsmotoren (Otto- aber auch Stirlingmotor) eingesetzt werden. In
Brasilien wird dies aus der Not heraus, kein Erdöl zu haben, schon großflächig
durchgeführt. Ethanol kann durch Fermentation aus Biomasse gewonnen
werden. Dies ist eine regenerative Methode und in Bezug auf den CO2-
Eintrag in die Atmosphäre neutral. Nach einer Aufarbeitung (Säurespaltung,
enzymatischeSpaltung) kann z. B. selbst aus Stroh oder Holz (Cellulose,
Hemicellulosen) durch Fermentation mit Anaerobiern (Bakterien bzw. Hefen)
Ethanol gewonnen werden. Aus Ethanol kann auch durch eine einfache
chemische Reaktion Wasser abgespalten und damit Ethen synthetisiert
werden. Im Projekt „Chemie im Kontext“ wollen wir uns in der 11.
Klasse im Rahmen des Chemieunterrichts mit diesem außerordentlichen Stoff
beschäftigen und hoffen damit, dass die SchülerInnen einen Zugang zur
Chemie gewinnen. Natürlich soll auch die Droge Alkohol angesprochen
werden, ihre vielfältigen Wirkungen besonders nach dem Überwinden der
Blut-Hirn-Schranke. Als niedermolekulares recht lipophiles Molekül
gelingt dies sehr leicht, und es entfaltet seine vielfältigen Wirkungen
auf das Zentralnervensystem. Aber dies ist auch ein gesellschaftliches
Problem wie die Prohibition in den USA der dreißiger Jahre uns lehrt (Al
Capone und die Mafia). Selbst der eingefleischteste Antialkoholiker kommt
nicht am Genuss von Ethanol vorbei, fast überall ist - wenn auch gering
– Ethanol drin – ein geöffneter Fruchtsaft, „alkoholfreies“
Bier............ aber wir haben in unserer Leber ein Enzym, die
Alkoholdehydrogenase, die uns in die Lage versetzt, damit schnell fertig
zu werden. Wie funktioniert der Test auf Alkohol? Früher benutzte die
Polizei Puste- röhrchen, welche sich bei Anwesenheit von Ethanol in der
Atemluft grün färbten. Sie beruhten auf einer Redoxreaktion, wobei Chrom
von der sechswertigen zur dreiwertigen Stufe im Sauren durch Ethanol
reduziert wird. Heute hat man elektronische Methoden, die im Prinzip wie
bei der Gaschromatografie auf der Messung der Wärmeleitfähigkeit
beruhen. Die spezifische enzymatische Methode der Blutalkohol- bestimmung
beruht auf der Messung der Absorption bei 340 oder 366 nm mit dem
Photometer, wenn NAD+ in Gegenwart von Ethanol zu NADH reduziert wird. Das
Gleichgewicht der Reaktion wird durch Semicarbazid zum NADH verschoben,
indem das entstehende Ethanal zum Semicarbazon reagiert.
Beispielaufgaben
zur Brennstoffzelle
und zur enzymatischen Katalyse: Urease
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