Schlagwort: Chemie

Elementary

Auch in mir steckt ein kleiner Nerd. Und als Chemiker ist es da nicht verwunderlich, wenn man eine Brotdose mit dem Periodensystem der Elemente besitzt.

Für viele macht diese tabellarische Übersicht über die Bausteine der Materie einen substanziellen Teil des Missvergnügens aus, den sie mit dem Chemieunterricht in der Schule verbinden. Geradezu unerträglich und extrem schwierig erscheint Ihnen der Gedanke als Chemiestudent das PSE auswendig zu lernen.

Doch so schwer ist dies gar nicht. Das geht sogar ohne die dahinter verborgenen Gesetzmäßigkeiten zu kennen. Wie so oft im Leben braucht man nur eine gute Eselsbrücke.

  1. Spalte (1. Hauptgruppe, Wasserstoff & die Alkalimetalle):

Heisse Liebe Nachts Kann Räuber beim Cusehen Freuen1

  1. Spalte (2. Hauptgruppe, Erdalkalimetalle)

Bei Maggie Cann Sir Baltimore Rackern.

  1. Spalte (3. Hauptgruppe, Erdmetalle)

Bei Aldi Gabs Indische Teller

  1. Spalte (4. Hauptgruppe, Tetrele)

Cicero Sieht Gerne Sahne Plumbsen

  1. Spalte (5. Hauptgruppe, Pnicogene)

EiN PAsSbBild

  1. Spalte (6. Hauptgruppe, Chalkogene)

Otto Sucht Seinen TeePott

  1. Spalte (7. Hauptgruppe, Halogene)

Fluor, Chlor, Brom, Iod – Und schon sind alle Mäuse tot.

  1. Spalte (8. Hauptgruppe, Edelgase)

Hey, Neun Araber Kriegen Xehn Radieschen

Die Nebengruppen kann man sich horizontal wie folgt merken:

Scotch-Trinker Verlassen Craftlos manches Fest. Costeten Nichts Culinarische Z(n)uvor

Yvonne Zerstört Neben Modernster Technik RuRhPoldis Silberne Cd

Häufig Tauschen Wahre Ostfriesen Ihr Platin Gold und Quecksilber

Und das sind noch nicht mal alle Elemente. Es fehlen noch die seltenen Erden (Lanthanoide auf Fachdeutsch) und so einige radioaktive Strahlemänner. Uran & Plutonium fehlen z.B. in der Aufzählung. Insgesamt gibt es 118 Elemente. 80 davon sind stabil, 93 kommen natürlich vor, 25 können nur künstlich hergestellt werden. Die Herstellung neuer schwerer Elemente in Teilchenbeschleunigern scheint wohl eine Art Leistungssport und Wettstreit unter den Kernphysikern zu sein, denn in Flaschen füllen lassen sich diese Elemente wohl kaum. Nehmen wir zum Beispiel den jüngsten Sproß der Familie, Oganesson2 (Og, Ordnungszahl 118): Mit einer Halbwertzeit3 von kurzen 0,89 Millisekunden gehört es noch zu den stabileren superschweren Elementen. Da auch nur wenige Atome aufeinmal erhalten wurden, kann man verständlicherweise keine Chemie damit machen, so dass die Entdeckung dieses Elements von rein akademischem Interesse ist und nur zum Angeben in Wissenschaftlerkreisen taugt.

Aber es gab auch Zeiten, da kam die Wissenschaft mit deutlich weniger Elementen aus. Tatsächlich gab es bei den alten Griechen Anhänger der Theorie, dass alle Materie aus einem Urelement aufgebaut ist. Bei Thales von Milet war dies Wasser (ist in ausreichender Menge vorhanden), bei Anaximenes Luft (wird zum Mittelpunkt des Universums zu Wasser und Erde verdichtet) und bei Heraklit war es das sehr wandelbare Feuer.

Die klassischen 4 Elemente

An diesem Punkt kam nun Empedocles, der das ganze zur 4-Elementen-Lehre zusammenfasste: Im Prinzip beschreiben die 4 Elemente Eigenschaften, die unseren heutigen Aggregatzuständen entsprechen: Wasser ist flüssig, Erde ist fest und Luft ist gasförmig. (Feuer würde dem erst in jüngerer Zeit entdeckten Zustand Plasma entsprechen, kann aber im Kontext der alten Griechen erstmal ignoriert werden). Diese ewig existierenden und unveränderlichen Grundsubstanzen findet man dieser Lehre nun in verschiedenen Mischungsverhältnissen in allen uns bekannten Materialien. Dies ist im Grundgedanken gar nicht mal sooo weit von unserem heutigen Verständnis entfernt. Im Detail ist es zwar irgendwie logisch, aber dennoch falsch: Ist etwas fest & hart, enthält es ein großes Maß des Elements Erde, bei einer Flüssigkeit dominiert eher das Element Wasser und so weiter. Alkohol z.B., eine brennbare Flüssigkeit könnte dieser Logik folgend z.B. sowohl Wasser als auch Feuer enthalten.

Wenn man aber schon mal dabei ist ein System aufzustellen, dann kommt man schnell in Versuchung auch noch andere Aspekte damit zu erklären. Indem den Elementen bestimmte Gottheiten des griechischen Pantheons zugeordnet wurden, erhielten sie zusätzlich noch eine Reihe von Attributen und Eigenschaften: So lässt sich die Kraft des Feuers mit dem Göttervater Zeus in Verbindung bringen sowie mit den Eigenschaften Zielstrebigkeit, Kraft und Ehrgeiz. Luft ist flexibel, quirlig und veränderlich. Dementsprechend dauerte es nicht lange, bis man menschliche Gemütszustände oder auch medizinische Probleme mit einem Ungleichgewicht der Elemente zu erklären suchte und durch Zuführung des mangelnden Elements über eine seiner zahlreichen Mischformen dem Leiden entgegenwirken versuchte.

Wir sehen der Übergang zwischen Wissenschaft und Esoterik war fließend. Und der Weg vom Naturforscher und Universalgelehrten der Antike zum Alchemisten nicht weit. Doch vier Elemente reichten noch nicht aus. Die Alchemisten des Mittelalters bauten noch ein fünftes Element, den Äther, der den anderen ursächlich innewohnt und zur Umwandlung der Elemente beiträgt und demnach – sehr passend – auch Quintessenz genannt wurde.

So nahm der Hokus Pokus seinen Lauf, der zwar auch nützliche Dinge hervorbrachte, wie die Entdeckung des europäischen Porzellans durch den Alchimisten Böttger, aber mit der modernen Chemie bestenfalls nur rudimentäre Gemeinsamkeiten hatte.

Dies sollte sich erst mit dem Engländer Robert Boyle (1627 – 1692) ändern, der zwar noch versuchte die Elemente in einander umzuwandeln und Gold mit dem Stein der Weisen zu gewinnen, der aber in seinem Buch „The Sceptical Chymist“ (Der skeptische Chemiker) forderte, gründliche experimentelle Untersuchungen anzustellen und die 4-Elemente-Lehre der Antike ablehnte. Als Begründer der chemischen Analyse fand er heraus, dass sich z.B. Holz durch trockene Destillation in Kohle und „Holzgeist“4 zerlegen lässt und demnach kein Element sein kann.

Robert Boyle, der Skeptiker

Der Franzose Antoine Lavoisier (1743 – 1794) war es dann der erstmals die moderne Definition eines Elements als „Stoff, der sich nicht weiter in andere Stoffe zerlegen lässt“ festlegte. In eben jene Zeit fällt auch die beginnende Entdeckung vieler chemischen Elemente oder Identifikation bekannter Stoffe als solche. Nun füllte sich also der Baukasten der Chemiker und man gewann auch erste Erkenntnisse darüber, wie man aus diesen Bausteinen neue Substanzen erschafft. Es wurde gemessen, beobachtet und analysiert, was das Zeug hält. Mit der Definition des Elements, war es nicht mehr Weit bis zum Konzept des Atoms, welches von Dalton im Jahre 1809 postuliert wurde: „Elemente bestehen aus für das jeweilige Element charakteristischen, in sich gleichen und unteilbaren Teilchen, den Atomen“

Chemie war damit nicht mehr die Veränderung eines mehr oder minder esoterischen Fluidums, sondern die Umgruppierung dieser Bausteine, die in einem bestimmten festen Verhältnis erfolgt.

Anhand der gefundenen Eigenschaften der Elemente und ihrer Atommasse versuchte man nun eine Systematik aufzustellen, anhand derer man die Eigenschaften der Elemente erklären und auch vorhersagen könnte. Während erste Ordnungsversuche mehrere isolierte Gruppen von Elementen unter Anwendung verschiedener Ordnungskriterien hervorbrachten, waren es die Herren Meier und Mendelejew, die unabhängig von einander eine Tabelle aufstellten, die erstmals alle Elemente, sortiert nach ihrem Atomgewicht und gruppiert nach ihren Eigenschaften, beinhaltete und damit Grundlage für unser modernes Periodensystem bildet. Mit 63 Elementen war dies natürlich im Vergleich zum heutigen Stand der Technik noch unvollständig, was damals auch Mendelejew auffiel, da die Periodizität seines Systems einige Elemente vorhersagte, die noch nicht entdeckt waren.

Das Periodensystem: der moderne Nachkomme der Vier-Elemente-Lehre

Mit den stetig wachsenden Kenntnissen des Atombaus und der Quantenmechanik, konnte man auch schließlich recht genau erklären, wie es zur Systematik hinter dem Periodensystem kommt und warum die Elemente chemisch sich so verhalten wie sie es nun einmal tun.

Interessant wurde es dann 1896 als der Franzose Henri Becquerel die Radioaktivität entdeckt, die auf den Zerfall von Atomkernen zurückzuführen ist. Demnach war also die Atome doch nicht so unveränderlich wie ursprünglich angenommen. Ein radioaktives Element zerfällt unter Aussendung radioaktiver Strahlung in ein anderes Element.

Eine simplifizierte Skizze des Bohrschen Atommodells ist heute das Sinnbild für "Atom"
Eine simplifizierte Skizze des Bohrschen Atommodells ist heute das Sinnbild für „Atom“

In dieser Zeit war es dann auch, dass der Brite Ernest Rutherford und der Däne Niels Bohr ein Modell darüber aufstellten, wie das Atom in seinem Inneren aufgebaut ist: Negativen Elektronen kreisen auf definierten Bahnen oder genauer gesagt Orbitalen um den positiv geladenen Atomkern, der wiederum aus weiteren Teilchen, den positiven Protonen und den neutralen Neutronen aufgebaut ist.5 Und unteilbar ist das Atom (von altgriechisch ἄτομος átomos‚ unteilbar) auch nicht, wie Otto Hahn und Fritz Straßmann 1938 experimentell mit der Entdeckung der Kernspaltung zeigen konnten.

Nuclear Fission Experimental Apparatus 1938 - Deutsches Museum - Munich

Doch was man spalten kann, dass kann man doch auch sicher künstlich zusammenfügen? Tatsächlich gelang diese Umwandlung schon 1 Jahr vor der Kernspaltung, nämlich als es Segré und Perrier gelang das lange vergeblich gesuchte instabile Element Technetium aus einer mit schweren Wasserstoff beschossenen Molybdänfolie zu isolieren. Bei diesem Bestrahlungsvorgang wird ein Neutron & ein Proton in den Atomkern des Molybdäns eingebracht, wodurch das Technetium, das erste künstlich gewonnene Element, entsteht. Apropos künstlich… Wie kommt es, dass man die Nachbarelemente in der Natur findet und nur das Technetium selbst ins Dasein zwingen muss ? Dieses Element ist leider instabil und unterliegt radioaktivem Zerfall. Sprich: Lag es bei der Entstehung der Erde einmal im Erdreich vor, ist es mittlerweile zerfallen und wird nur in sehr geringem Maße wieder aus schwereren radioaktiven Elementen nachgebildet. Uran z.B. ist zwar ebenfalls instabil, doch sein Zerfall schreitet langsam genug voran, dass man es in der Erde finden kann.

Und wie so in der Wissenschaft nun einmal ist, kam es wie es kommen musste: Ist die Pionierarbeit erst einmal vollbracht, beackern auch andere Wissenschaftler das Feld. 118 Elemente zählt das Periodensystem nun und es wird fleißig weiter geforscht. Und so schließt sich der Kreis: Der Traum der Alchemisten, Elemente in einander umzuwandeln, wird Realität.


  1. Ok. Eigentlich heißt es Zusehen, aber hier machen wir uns die phonetische Ähnlichkeit zwischen den Verb zusehen und dem Namen Cäsium zu nutze…
  2. Klingt, zwar wie der Name eines armenisch-georgischen Physikers, ist aber ein chemisches Element
  3. Zeitspanne, nach dem eine Menge eines radioaktiven Isotops zerfallen ist
  4. Oder in moderner Sprache: Methanol.
  5. Und mittlerweile weiß man, dass selbst Neutronen & Protonen wiederum aus noch kleineren Teilchen bestehen…

Eine Tablette, wenn der Schädel brummt

Vom fiesen Katzenjammer war hier ja schon mal die Rede. Typisches Symptom: Kopfschmerzen. Doch nicht nur nach übermäßigem Verzehr von alkoholischen Getränken brummt uns der Schädel. Gerade in unserer heutigen schnelllebigen Zeit leiden ca. 70 % aller Deutschen über anfallsweise auftretende Kopfschmerzen, allerdings besonders häufig bei Stadtbewohnern, Menschen zwischen 30-40 Jahren und Erwerbstätigen mit einem jährlichen Einkommen größer 3500 €. Also all jenen, denen man ein verstärktes Maß an Stress zutraut.

Passend zum Stress kann man den Kopfschmerz in 90 % der Fälle dem Spannungskopfschmerz zuordnen. Aber auch bei Aktivitäten, die manche Leute eher der Entspannung zuordnen, nämlich dem Geschlechtsverkehr, Stichwort: Sexualkopfschmerz. Während dem Klischee zufolge Frauen eher VOR dem Geschlechtsakt zu Migräne neigen, setzt der Sexualkopfschmerz vor Allem bei MÄNNERN WÄHREND des Akts außer Gefecht. Kuriose Welt…

Vermutlich wegen dem im Alltag nicht ungewöhnlichen Auftreten von Kopfschmerz gibt es vermutlich nur wenige Medikamente, die ähnlich bekannt und verbreitet sind, wie die Kopfschmerztablette. Allen voran bekannte Wirkstoffe wie Aspirin, Paracetamol und Ibuprofen.

Aspirin (aka Acetylsalicylsäure)

Bereits im Altertum benutzte man einen Sud aus Weidenrinde in Wasser, um leichte Schmerzen zu bekämpfen und Fieber zu senken. Schon Hippokrates (der als Vater der modernen Medizin und Namenspate des hippokratischen Eids gilt) hatte Weidenrinde in seinem Apothekenschränkchen. Die Weide, lat. salix, enthält nämlich Salicylsäure und weitere dem Aspirin verwandte Stoffe.

Der erste Schritt auf dem Weg zur Kopfschmerztablette par excellence fand jedoch nicht wie man meinen sollte in den Labors von Bayer, dessen bekanntestes Produkt tatsächlich das Aspirin ist, statt, sondern im heimischen Labor des Chemikers Friedrich von Heyden in der Dresdner Leipziger Vorstadt statt. Von Heyden hatte am Vorläufer der TU Dresden Chemie studiert und dort den Chemiker Hermann Kolbe kennen gelernt, der die chemische Struktur der Salicylsäure aufgeklärt und ein Verfahren diese herzustellen entwickelt hatte. Die sogenannte Kolbe-Schmitt-Synthese erlaubte nämlich die Herstellung der pharmazeutisch wirksamen Salicylsäure in großen Mengen aus dem Rohstoff Phenol, welches aus Steinkohleteer gewonnen werden kann. Die Gewinnung aus dem Naturprodukt hatte immer den Nachteil, dass die Verfügbarkeit limitiert und der Gehalt an Salicylsäure saisonbedingt stark unterschiedlich sein konnte. Konsequenz: Gute Verfügbarkeit des Wirkstoffs, drastischer Preisverfall von 10 auf 1 Taler pro 100 g. Alles gute Bedingungen für ein „Massenmedikament“.

Da die Nachfrage nach Salicylsäure als Fiebersenker und Kopfschmerzmittel bald nicht mehr durch das Heimlabor Von Heynes befriedigt werden konnte, folgte bald die Gründung einer chemischen Fabrik in Radebeul und damit der Beginn der weltweit ersten Arzneimittelsynthese in industriellem Maßstab.

Nun hatte die Sache mit der Salicylsäure aber einen Haken. Zum Einen war dies der bittere Geschmack des Präparats. Weitaus negativer war vermutlich aber die schlechte Verträglichkeit, die sich in Form von Magenbeschwerden (Übelkeit, Erbrechen etc.) und bei hoher Dosierung Tinnitus manifestierte.

Hier kam nun Bayer ins Spiel, vertreten durch die Herren Eichengrün und Hofmann. Sie waren es, die ein neuartiges Verfahren zur Acetylierung entwickelten und damit Salicylsäure zu Acetylsalicylsäure / Aspirin veredelten.

Hier steht wie es gemacht wird – Das Laborjournal des Erfinders

Besagte Prozedur und der Name Felix Hofmann tauchen auch in einem anderen Zusammenhang auf: Wendet man das Verfahren zur Acetylierung des starken Schmerzmittels Morphin an, erhält man das nicht minder bekannte Diacetylmorphin aka Heroin, das auch erst als Pharmazeutikum vorgesehen war, dann jedoch traurige Geschichte als stark suchterzeugende Droge machte. Beide Wirkstoffe Aspirin & Heroin haben also einen gemeinsamen „Vater“.

Wie funktioniert’s ?

Dazu müssen wir erst einmal beleuchten, wie Schmerz überhaupt entsteht. Schmerz ist ein Symptom einer Gewebsschädigungen oder einer Krankheit. Wird Gewebe geschädigt, setzt der Organismus Schmerzstoffe, wie die Botenstoffe Acetylcholin, Serotonin, Histamin und die Kinine frei, die bestimmte Nervenendigungen (Nocizeptoren) aktivieren. Erst wenn ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird, wird dieses Signal im Gehirn als Schmerzempfindung registriert. Parallel zu den Schmerzstoffen werden weitere Botenstoffe, die Prostaglandine, freigesetzt, welche die Wirkung der Schmerzstoffe auf die Nocizeptoren verstärken.1

Greift man also in die Bildung der Prostaglandine ein, sind die Nocizeptoren weniger empfindlich gegenüber den Schmerzstoffen und es ist ein größerer Reiz notwendig um ein Schmerzsignal zu erzeugen.

Liegen solche größeren Reize vor, braucht es natürlich schwerere Geschütze um den Schmerz zu unterdrücken. Daher gibt es noch eine ganze Reihe anderer Schmerzmittel. Keiner würde sich z.B. einem größeren chirurgischen Eingriff unterziehen, wenn er vorher nur eine Aspirin-Tablette bekommen hat.

Prostaglandine sind überhaupt an so einigen Prozessen in unserem Organismus beteiligt. Bei Entzündungen, bei Fieber, der Blutgerinnung und so einigem Anderen.

So kann Acetylsalicylsäure auch nützlich bei der Prophylaxe von Herzinfarkten, Schlaganfällen und Thrombose sein. Also Erkrankungen, bei welchen eine Blockade von Blutgefäßen durch Blutgerinnsel auftritt. Ohne hier zu sehr ins Detail zu gehen, beruht die Blutgerinnung auf einem Verklumpen von Blutplättchen und dient normalerweise dazu Wunden zu verschließen und Blutungen zu stoppen. Um dies zu erreichen und entsprechend zu regeln existiert ein hochkomplexer Mechanismus, in dem auch Prostaglandine eine wichtige Rolle spielen.

Bildet sich ein Gerinnsel jedoch nicht innerhalb einer Wunde, sondern innerhalb eines dünnen Blutgefäß und verschließt oder verengt es erheblich, kann dies o.g. ernste Konsequenzen haben. Hemmt man also die Fähigkeit der Blutplättchen sich zu Gerinnseln zusammenzulagern, wirkt man dem Auftreten solcher Gefäßverschlüsse und dem Auftreten z.B. eines Herzinfarkts entgegen. Aber auch die gewünschte Blutgerinnung ist reduziert. Vor Operationen sollte man also Aspirin und andere Gerinnungshemmer vermeiden, um Komplikationen durch starke Blutungen zu vermeiden !

Acetylsalicylsäure ist aber dennoch ein sehr sicheres Medikament. Tatsächlich sogar so sicher, dass es als „Over the Counter“-Medikament, also rezeptfrei, erhältlich ist. In manchen Ländern geht man sogar soweit, dass Aspirin auch ausserhalb von Apotheken erhältlich ist. Die mittlere tödliche Dosis liegt mit 200 mg/kg Körpergewicht sehr hoch. Ein 100 kg schwerer Mensch müsste also 20 g reines ASS zu sich nehmen, was in der Praxis wohl so gut wie nicht vorkommt. Dies bedeutet allerdings nicht, dass man Aspirin-Tabletten sorglos wie Bonbons zu sich nehmen sollte, da eben Nebenwirkungen vorkommen und es Situationen gibt, in welchem man Aspirin nicht zu sich nehmen sollte. In den USA sind Nebenwirkungen von ASS und anderen nicht-Opioid Schmerzmitteln unter den 16 häufigsten Todesursachen. Da die Statistik Aspirin nicht explizit aufführt, nimmt die Öffentlichkeit die Gefahren einer falschen, ggf. auch gewohnheitsmäßigen dauernden Einnahme einfach nicht wahr.

Daher auch hier: Für Risiken und Nebenwirkungen fragen sie ihren Arzt und Apotheker.

to be continued

  1. Die Prostaglandine sind eine sehr vielfältige Familie von Botenstoffen und erfüllen noch eine ganze Reihe anderer Funktionen. Dazu jedoch später mehr…

Da liegt was in der Luft…

Man denke sich folgendes Szenario: Man steht auf einer Party, in der Hand das Kaltgetränk der jeweiligen Wahl, und bemüht sich um eine gepflegte Konversation mit den übrigen Anwesenden… Nicht ungewöhnlich ist dabei die Frage, was der- oder diejenige denn beruflich macht. Antwortet man dann mit “Chemie !” und laufen die Zuhörer nicht sofort weg (“Oh, so spät schon ? Ich komme zu spät zu meiner Zahnwurzelbehandlung…”), hört man oft die Frage: “Na, wann ist denn bei Euch das letzte Mal was explodiert ?”. Aber auch unter Leuten vom Fach sind Gespräche der Marke “Als-mir-die-Reaktion-durchging-und-ich-mein-Produkt-von-der-Decke-kratzen-musste” ein beliebtes Thema. Eben das Jägerlatein des Chemikers. Gottseidank, sind solche Vorfälle doch eher selten, aber im Laufe des Studiums sammelt sich doch ein kleines Repertoire an Geschichten an. Nicht unbedingt aus erster Hand und manche nur vom Hören-Sagen, aber immerhin, geht nix über ne gute Geschichte…

Als ich und meine Kollegen im ersten Semester unsere ersten Versuche im Anfängerpraktikum machen durften, hatte man uns eindringlich vor dem berüchtigten Arsenwasserstoff gewarnt, einem giftigen Gas, dem man bei nicht sachgemäßem Umgang mit arsenhaltigen Substanzen ausgesetzt werden kann. Warnsignal: der knoblauchartige Geruch. Ich erinnere mich in dem Zusammenhang an die Aussage: “Wenn sie aus der Abfalltonne Knoblauch riechen, dann ist es so gut wie um sie geschehen !”

Nun gemahnt diese Warnung nicht nur zur Vorsicht, sondern führt auch zu einem Phänomen, dass ich mal als Phantom-Knoblauchgeruch bezeichnen möchte. So trägt der Praktikant mit zittriger Hand seinen Arsenabfall zum Entsorgungsabzug und findet dort nun ein aufgeblähtes Abfallgefäß vor. Ein rasch hinzugeholter Kollege bestätigt, dass da mit der Abfalltonne etwas faul ist und so dauert es dann nicht lang bis man sich einig ist, dass es schwach, aber dennoch deutlich nach Knoblauch riecht… So in etwa ist’s vermutlich passiert. Besagte “Nasen-Zeugen” wurden sogleich von der Praktikumsleitung ins Krankenhaus verbracht, wo diese dann erst mal eine Nacht zur Beobachtung dabehalten wurden.

Achtung, Knoblauch !

Das Praktikum: Vorübergehend geschlossen, da der Abfallraum wegen Gasalarm nicht mehr begehbar ist, alle Arsenversuche: bis auf Weiteres gestrichen. Um den Sachverhalt zu klären, sollte sodann ein Gasspürröhrchen beschafft werden. Lieferdauer: 4 Tage, die Herstellerfirma hatte einen Wasserschaden in der Logistikabteilung. Nun, 4 Tage später, betritt der Praktikumsleiter höchstselbst den Raum in voller Schutzmontur um mithilfe der mittlerweile eingetroffenen Messvorrichtung festzustellen: AsH3 negativ. Die Kollegen erfreuten sich auch bester Gesundheit.

Ein ähnlicher Fall: Selenwasserstoff… Auch nicht gerade das was man gerne einatmen möchte. Nun gab es im Fortgeschrittenen Praktikum in der Anorganischen Chemie die Allseits beliebten Versuche zum chemischen Transport. Immerhin war die Uni Münster in den 50er Jahren ein Mekka für dieses Verfahren. Genau entsinne ich mich nicht mehr, aber einer dieser Versuche beinhaltete das Einschmelzen eines Zinksalzes zusammen mit Selen und Iod in eine Quarzglasampulle, welche sodann zur Synthese von Zinkselenid in einen Röhrenofen gepackt wurde. Von ausgesprochener Wichtigkeit ist hierbei die minutiöse Berechnung der Iodmenge und die peinlichst akkurat auszuführende Einwaage der Reaktionspartner, weil sonst das ganze Brimborium gern mal wegen Überdruck platzt und so Selendämpfe freisetzen kann. Tja und genau das ist im Festkörper-Labor wohl ein paarmal passiert. Das eine Mal saß wohl nach einem solchen Vorfall ein Kollege, der direkt neben dem Ofen stand, als die Ampulle platzte, hinterher im Praktikumssaal ziemlich bleich auf der Laborbank und erkundigte sich bei jedem der vorrüber kam danach, wie wohl Selenwasserstoff riecht, es hätte so komisch gerochen im Festkörperlabor… Und wie lange denn die Latenzzeit einer solchen Vergiftung sei… irgendwie fühle er sich schon ganz komisch… Passiert ist aber – mit Ausnahme der Glasampullen – niemand etwas.

 

World of Chemcraft

Wenn man heutzutage den zahlreichen Werbebotschaften folgt, so sind Worte wie Bio, „natürlich“ und “frei von chemischen Zusätzen” die magischen Schlagworte, die man überall lesen kann. Chemie ist demnach  widernatürlich, “Synthetisch” und “Atom-“ pure Abschreckung.

Wer würde schon gern ein Getränk zu sich nehmen, das ein organisches Lösungsmittel enthält, welches auch als Desinfektionsmittel und Treibstoff verwendet werden kann ? Ein Stoff der betäubend wirkt, das Krebsrisiko erhöht, Schädigend auf die Leber wirkt, Mangelerscheinungen auslöst und zudem auch noch ein Nervengift ist ? Und doch tun dies zahlreiche Leute regelmäßig, in dem sie alkoholische Getränke konsumieren. Einen edlen Wein zum Beispiel, der total natürlich von biologisch nachhaltigen Hefezellen aus Traubensaft erzeugt wurde.

Quelle [1]

Kurzum, wie meine Großmutter schon sagte: “Dat kütt, alles von de Atom !” Wirft man jedoch einen Blick über den großen Teich nach Amerika, so stellt man fest, dass man dort, zumindest in vergangenen Zeiten, der Chemie und der Wissenschaft, sprich dem “Atom”, wesendlich aufgeschlossener gegenüber war:

(aus: Popular Science Dezember 1947)

Tja, während so mancher die Atomenergie zum Teufel wünscht, wird auf dieser Reklameanzeige die fantastische, geheimnisvolle und atemberaubende (awesome, mysterious, breath-taking) Kraft der Atomenergie gepriesen: Sicher, aber aufregend ! Ein Schmankerl, dass dem heutigen angehenden Chemikus verwehrt bleibt. Nun, da man das Zeug heute offenbar nicht mehr kaufen kann, kann man es vielleicht ja selber aus dem Erdreich gewinnen ? Schließlich wurde das Uran aus dem Chemiekasten ja auch irgendwo ausgegraben.

(aus: Popular Mechanics Juni 1950)

Für nur einen lumpigen Dollar gibt es den Bauplan für einen Uran-Finder (im Volksmund auch Geigerzähler genannt). Eine lohnenswerte Investition, zumindest in der Vergangenheit: 35.000 $ (in heutiger Währung satte 330000 $) vom Staat sind schon verlockend.

(aus: Popular Mechanics September 1955)

Wirkt heutzutage etwas befremdlich, aber damals, wo Atomenergie (vor allem beim Bombenbau) schwer in Mode war, herrschte in den USA ein wahres Uranfieber, ähnlich dem bekannten Goldrausch. Wer im Uranium Fever auch heutzutage mitfiebern möchte, kann sich ja mal den gleichnamigen Song von Elton Britt anhören:

 Uranium fever has done and got me down
Uranium fever is spreadin‘ all around
With a Geiger counter in my hand
I’m a-goin‘ out to stake me some government land
Uranium fever has done and got me down
(Uranium Fever – Refrain)

Das hat schon was von Schatzsuche, so etwas. Aber es soll ja auch Leute geben, die Suchen kein Uran, die haben es schon. So hatte einer meiner Labornachbarn an der Uni bei einer Gelegenheit mal folgende Schätzchen aus den geheimnisvollen Tiefen eines Chemikalienschranks zu Tage gefördert: Uranylnitrat und Uranylacetat (Nein, das Zeug taugt nicht, um daraus eine Bombe zu bauen, da es sich hier um abgereichertes Uran handelt. Ferner erübrigt sich auch eine dicke Bleiabschirmung, da die α-Strahlung nicht durch das Glas der Flasche kommt)

Nicht desto trotz ein ziemlich giftiges Zeug und Radioaktivität halte ich mir, auch wenn sie schwach ist, dann doch lieber vom Leib. Ich persönlich halte mich da lieber an ein anderes nützliches Metall: Es ist zwar nicht vom Nimbus des Urans umgeben, dafür ist es aber auch nicht radioaktiv. Dafür hat es eine sehr schöne rote Flammenfärbung. Die Chemiker werden es erraten haben: Es geht um Lithium !

Wie man der unten stehenden Abbildung entnehmen kann (Scientific American, Ausgabe Feb. 1957), handelt es sich um das Miracle Element (sic!). Flugzeugbau, Air-conditioning und Mehrzweck-Fett, sogar organische Chemie. Meiner Meinung nach ein Element, dessen Verbindungen (besonders die Organometallverbindungen) in keiner guten Synthese fehlen sollten (wie der Knoblauch in einer guten Tomatensauce).

 

Für diese und viele andere Perlen der antiken Werbung empfehle ich den Besuch bei folgendem lesenswerten Blog : http://blog.modernmechanix.com.

Quellen:

[1] links: Wikipedia, Foto by André Karwath aka Aka (Lizenz); rechts: Wikipedia, Stichwort Kanister

Von noblen und nicht ganz so noblen Preisen

Jedes Jahr Ende September / Anfang Oktober hält die wissenschaftliche Welt den Atem an in Erwartung der Verkündung der diesjährigen Nobelpreise in Medizin & Physiologie, Physik und Chemie, gefolgt von den Preisen für Literatur und Bemühungen um den Weltfrieden. Kurzum: Es wird getreu den Vorgaben Alfred Nobels, dem Erfinder des Dynamits, ein Preis „an diejenigen ausgeteilt […], die im vergangenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen erbracht haben“.

Goldmedaille für Wissenschaftler

Darunter findet man zahlreiche kluge Köpfe mit ihren mehr oder weniger der Allgemeinheit bekannten bahnbrechenden Entdeckungen wie Albert Einstein (für den photoelektrischen Effekt, nicht etwa wie viele annehmen für die Relativitätstheorie), Otto Hahn (für die Entdeckung der Kernspaltung), Kary Mullis (Polymerase-Kettenreaktion, essentieller Schritt bei der Untersuchung des genetischen Fingerabdrucks), Watson & Crick (Doppelhelix-Struktur der DNA) und viele Andere.

Während der Nobelpreis also große Aufmerksamkeit genießt und schon sprichwörtlich als Sinnbild für den ultimativen Preis gilt, haben nur wenige bislang vom Ig-Nobel Preis gehört. Unbekannt, aber nicht weniger bemerkenswert. Dieser eher satirisch gemeinte Preis zeichnet wissenschaftliche Leistungen aus, die „Menschen zuerst zum Lachen, dann zum Nachdenken bringen“.

Während der Großteil der damit ausgezeichneten Forschung kuriose, unerwartete oder auch humoristische Qualitäten besitzt und deswegen ins Auge der Öffentlichkeit gerückt werden soll (etwa für den Nachweis, dass schwarze Löcher technisch alle Kriterien erfüllen, die Hölle zu beherbergen), gibt es auch das etwas ernstere Szenario das vermittels Satire Kritik an Phänomenen des Zeitgeschehens geübt werden soll. Etwa wenn das Kansas State Department of Education einen Preis in der Kategorie Bildung für die Förderung des Kreationismus im Biologieunterricht verliehen bekommt oder die Premierminister von Indien & Pakistan den Friedenspreis für den militant friedlichen Einsatz von Kernwaffen.

Verliehen wird der Ig-Nobelpreis von der im Umfeld der Harvard Universität erscheinenden Zeitschrift Annals of Improbable Research in den bereits erwähnten Disziplinen plus einiger zusätzlicher von Jahr zu Jahr verschiedenen etwas exotischerer Fachbereiche wie Verbraucher Technik oder Visionäre Technologie.

Der Ig-Nobelpreis in letzterer Kategorie wurde 1993 an Jay Schiffman aus Michigan in den USA verliehen für die Erfindung einer Vorrichtung mit Namen AutoVision, die ein gleichzeitiges Fernsehgucken und Führen eines Kraftfahrzeugs ermöglicht. Während das zugrundeliegende technische Konzept gar nicht mal so verrückt erscheint, quasi eine Kombination aus Windschutzscheibe und der berühmten GoogleGlass Brille, ist es aus nachvollziehbaren Gründen, nicht empfehlenswert diese Erfindung in ihrem vollen Funktionsumfang im Alltag zu benutzen. Entweder kommt es zu Auffahrunfällen oder aber man kriegt nur die Hälfte der Handlung seiner Lieblingsserie mit. Das verrückteste daran ist aber: Der Staat Michigan hat den Einsatz der AutoVision im Straßenverkehr sogar für rechtens erklärt.

Technische Revolution in der Apparatemedizin

Ein weiteres Patent mit zweifelhafter Altagstauglichkeit gewann 1997 den Preis in der Kategorie Apparatemedizin: „Vorrichtung zur Erleichterung der Geburt eines Kindes durch Zentrifugalkraft“.1 Zum Einsatz kommen soll diese Maschine bei Schwangeren, deren Beckenbodenmuskulatur durch die heutige bewegungsarme Lebensweise unterentwickelt ist und die folglich bei der Geburt beim Pressen ziemlich abmühen müssen, um das Kind hervor zu bringen. Die Patientin wird also auf eine Liege geschnallt, die dann um das Kopfende herum in horizontale Rotation versetzt wird. Da so die stärkste Zentrifugalkraft auf den Unterleib wirkt, soll das Baby durch die Fliehkraft ausgetrieben und in ein am Fußende der Liege befindliches Fangnetz befördert werden. Wir stellen fest: Eine sanfte Geburt für Mutter und Kind sieht entschieden anders aus.

Wer seinem täglichen Brötchenerwerb auf dem Gebiet der Forschung & Entwicklung nachgeht, der weiß, dass Forschung oft mit harter Arbeit verbunden ist. Auch kommt es vor, dass Forscher, die für ein Wirtschaftsunternehmen arbeiten nicht zwangsläufig ihre favorisierten Projekte oder eigenen forscherischen Neigungen ausleben können. Am Ende des Tages muß die Kasse stimmen und es soll Geld verdient werden. Dem entsprechend kann man schon leicht neidisch werden, wenn man liest auf welch amüsantem und/oder scheinbar sinnfreien Gebiet manche Leute sich betätigen.

Die Wissenschaft vom gepflegten Suff

Nehmen wir zum Beispiel den Gewinner der Kategorie Psychologie von 2013: „‘Beauty is in the eye of the beer holder’: People who think they are drunk also think they are attractive“2 Das man sich angeblich seinen Gegenüber schön trinken kann, ist hinlänglich bekannt. Aber funktioniert dies auch mit der Selbstwahrnehmung ? So wurden in einer Feldstudie Besucher einer Bar beobachtet und hinsichtlich ihrer Selbstwahrnehmung nach dem Konsum alkoholischer Getränke befragt. Resultat: Je betrunkener, desto attraktiver kamen sich die Probanden vor. Auch in einer Placebo kontrollierten Studie konnte dies bestätigt werden. Neben der gewonnenen Erkenntnis, sehen wir also, dass man auch in der Forschung das Angenehme mit dem Nützlichen verbinden können und seine Arbeit, eine geeignete Idee vorausgesetzt, auch in unsere Stammkneipe verlegen können.

Unwiderstehlich dank Bier !

Ebenfalls mit dem gepflegten Suff zu tun hat der Gewinner des Biologie-Preises von 2018: „The scent of fly“ (Der Geruch der Fliege).3 In dieser Arbeit wurde der Nachweise geführt, dass bereits eine einzelne Fruchtfliege ausreicht, um ein Glas Wein hinreichend zu kontaminieren, dass es für den Weinkenner geschmacklich verdorben ist. Neben diversen „Trockenversuchen“ wurden dem Wein Tasting Panel unteranderem auch ein trockener Pinot Blanc, Jahrgang 2013, der Staatsweinkellerei Freiburg kredenzt, der vorher mit einer einzelnen weiblichen Fruchtfliege „abgeschmeckt“ wurde. Wer kann schon von sich behaupten im Dienste der Wissenschaft Wein verkosten zu dürfen.

Krokodile & Katzen in der Wissenschaft

Das Kuriose ist ja, dass viele dieser Studien auf einer seriösen und validen Grundannahme basieren, sich aber aufgrund ihres unkonventionellen Versuchsaufbaus für den Ig-Nobelpreis qualifizieren. Beispielhaft ist hier z.B. der Beitrag in der Kategorie Wirtschaft von 2017: „Never Smile at a Crocodile: Betting on Electronic Gaming Machines is Intensified by Reptile-Induced Arousal 4 Die Annahme in dieser Studie ist, dass sich ein gewisser „Adrenalin-Pegel“ sich in einem risikofreudigeren Verhalten bei Glücksspielen manifestiert. Im Idealfall würde man sich jetzt einen Versuch unter Laborbedingungen vorstellen, bei dem die Probanden in die passende Gemütshaltung gebracht werden. Doch die Australischen Forscher verlegten ihren Versuch vom Labor auf eine Krokodilfarm. Um den gewünschten Zustand der Erregung herbeizuführen, wurde einem Teil der Probanden ein 1-Meter-langes Leistenkrokodil in die Arme gedrückt, bevor sie ihr Glück an einem Spielautomaten versuchen durften. Tatsächlich neigte ein Teil von besonders glücksspielaffinen Probanden zu einer höheren Risikofreudigkeit, sofern sie nicht durch die Krokodilbehandlung völlig verschreckt waren.

Ein Forschungskrokodil (Abbildung ähnlich)
Ein Forschungskrokodil (Abbildung ähnlich)

Der reinen Wissenschaft zu frönen kann schön schön sein. Idealerweise lassen sich die Früchte der eigenen Arbeiten auch noch kommerzialisieren. Es gibt aber noch eine dritte Option: Wer sich mit Social Media auskennt, der weiß, dass Katzen immer gut ankommen. Also warum nicht auch mal in der Wissenschaft oder genauer in der Strömungslehre oder Rheologie sein Glück versuchen und Aufsehen erregen indem man Cat Content produziert: “On the rheology of Cats“ (Über die Strömungslehre von Katzen)5, Gewinner des Physik Ig-Nobelpreises von 2017, einer Studie in welcher der Frage nachgegangen wird, ob eine Katze sowohl Flüssigkeit als auch ein Feststoff sein kann. Natürlich ist diese Arbeit nicht ganz ernst gemeint und mehr ein Insider Joke für die Strömungsgelehrten, die sich mit einem Augenzwinkern der lustigen Eigenschaft von Katzen zuwendet, sich geschmeidig auch in die engsten Räume „hineinschmiegen“ zu können. Aber wer hat auch gesagt, dass Wissenschaft nicht fröhlich sein darf ?

Marc-Antoine Fardin, Rheology Bulletin, vol. 83, 2, July 2014, pp. 16-17 and 30.
Marc-Antoine Fardin, Rheology Bulletin, vol. 83, 2, July 2014, pp. 16-17 and 30.

Mathematik & Chemie

Und wer basierend auf eigenen Erfahrungen während der Schulzeit annimmt, dass Wissenschaften wie die Mathematik, völlig humorbefreit sind, der möge sich folgende Ig-Nobel Beiträge zu Gemüte führen:

  • “The Case of Moulay Ismael – Fact or Fancy?“ Für Klärung der Frage mittels Computersimulation, ob Moulai Ismail, der Blutdürstige (Kaiser von Marokko 1697-1727) tatsächlich 888 Nachkommen gezeugt haben kann. (Ja, kann er !)6
  • Gorbachev! Has the Real Antichrist Come? In welcher ein gewisser Robert W. Faid die Wahrscheinlichkeit ausrechnet, dass Michail Gorbatschow der Antichrist ist (710.609.175.188.282.000 zu 1)7

Da der Preis seit 1991 bereits in zahlreichen Kategorien vergeben wurde, würde es natürlich den Umfang dieses Artikels sprengen, hier alle wieder zu geben. Wer hier allerdings regelmäßig mitliest, weiß das ich aufgrund meiner teilweise berufsbedingten Affinität zur Chemie hier nicht aufhören kann, ohne einen chemischen Bezug hergestellt zu haben. Somit möchte ich hier den durchaus interessanten und potentiell alltagsrelevanten Ig-Nobel Beitrag zur Chemie des Jahres 2018 würdigen.8 Jeder kennt es: Das wache Auge des Betrachters hat einen Klecks Schmutz ausgemacht, hat aber gerade keine Reinigungsutensilien zur Hand. Deswegen versucht man in einem unbeobachteten Augenblick, die störende Anschmutzung schnell mit dem Spucke-befeuchteten Finger auszureiben (Szenario: Oma putzt die Wange ihres Enkels).

Spucke & antike Kunst

Tatsächlich scheint es im Kreise erfahrener portugiesischer Museumskonservatoren üblich zu sein diese Technik bei der Reinigung bestimmter empfindlicher Kunstgegenstände anzuwenden, da so besser und schonender gereinigt werden kann, als mit lösungsmittelbasierten Techniken. Tatsächlich konnte nachgewiesen werden, dass der typische Schmutzklecks hauptsächlich aus Lipiden (Fett !) besteht, die Proteine und anorganische Teilchen binden und folglicherweise mit den Enzymen im Speichel, die Fette und Proteine spalten können, aufgelöst werden. Somit ist das putzen mit Spucke durchaus gut wirksam, aber dennoch leicht eklig.

Schließen möchte ich mit jenem Ratschlag, mit dem auch jede Ig-Nobelpreisverleihung geschlossen wird:

“If you didn’t win a prize—and especially if you did—better luck next year!“


  1. https://patents.google.com/patent/US3216423
  2. Bègue et al. Brit. J. Psychol. 2012, 104, 225.
  3. Becher et al. J. Chem. Ecol. 2018, 44, 431.
  4. Rockloff + Greer J Gambl Stud 2010, 26,571.
  5. http://www.rheology.org/sor/publications/rheology_b/RB2014Jul.pdf
  6. Oberzaucher et al. PLOS ONE 2014, 9, e85292.
  7. https://www.washingtonpost.com/archive/opinions/1988/06/05/the-devil-in-gorbachev/34f9db9b-9498-4894-9800-90f7d3d4e434/?noredirect=on&utm_term=.817de268aaaa
  8. Studies in Conservation 1990, 35, 153.

Gefilterte Sonne – Von Sonnenbrand und Sonnenschutz

Sommer ist’s und die Sonne scheint. Ein durchaus begrüßenswerter Umstand, wenn man an die düstere Winterzeit drängt. Vorbei ist es mit dem Stubenhocken und raus geht’s Sonne tanken. Doch halt ! Tummelt man sich über Tag allzu arglos in der Sonne kriegt man Abends dafür die Quittung: Man sieht aus wie ein gekochter Hummer, schmerzend gerötete Haut, sprich: Sonnenbrand !

Doch was genau ist Sonnenbrand und woher kommt er ? Um dies zu verstehen müssen wir uns das Sonnenlicht mal genauer betrachten:

Das augenscheinlich farblose Sonnenlicht ist gar nicht farblos, sondern ist eine Überlagerung verschiedener Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung, die wir einzeln betrachtet als unterschiedlich farbig wahrnehmen würden.

Jedoch enthält die Sonnenstrahlung, die uns innerhalb der Erdatmosphäre erreicht, nicht nur das sichtbare Licht, sondern auch die energiereiche ultraviolette Strahlung (UV).

UV-Licht ist hinreichend energiereich, dass es unsere Zellen schädigt, indem photochemische Reaktionen, z.B. in unserer DNA, ausgelöst werden. Diese Schäden lösen eine Reihe von Reaktionen des Organismus aus, die einer Entzündung nicht unähnlich sind, u. A. bemerkbar an Rötung, Übererwärmung und Schmerz. Wie schnell eine solche Reaktion auftritt, ist dabei von mehreren Faktoren abhängig.

Warum vornehme Blässe nicht erstrebenswert ist

Zum Einen ist dies von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Während sehr hellhäutige Menschen sehr schnell Sonnenbrand kriegen, dauert es bei dunklen Hauttypen deutlich länger, bis eine entsprechende Reaktion auftritt. Beim sehr hellhäutigen Typ I (keltischer Hauttyp, rötliches/hellblondes Haar) ist die Eigenschutzzeit, d.h. die Zeit in der ein Sonnenbrand auftreten kann, in der Mittagssonne im Sommer unter 10 Minuten. Beim mediterranen Typ IV (bräunliche oder olivfarbene Haut, dunkele Haare) wären 30 Minuten noch ok. Wer eine ganz grobe Abschätzung haben möchte zu welchem Hauttyp er gehört kann einmal einen Blick auf die Seite des Bundesamts für Strahlenschutz werfen.

Natürlich ist die Verweildauer, die man in der Sonne bleiben kann auch in großem Maße von der Intensität des Sonnenlichts ab. Bei bewölktem Himmel ist die Gefahr sich zu verbrennen eher gering. Eine Abschätzung für diesen Faktor liefert der UV-Index:

Kurze Erklärung: Die Bestrahlungsstärke einer horizontalen Fläche wird nach dem Wirkungsspektrum, d.h. der Schädlichkeit der verschiedenen Wellenlängen des Lichts gesichtet. UV-Licht mit einer Wellenlänge < 298 nm wird mit dem Faktor 1 voll berücksichtigt, während länderwelliges Licht, d.h. mit abnehmender Energie immer weniger zum Ergebnis beiträgt. Um etwas handlichere Werte zu erhalten teilt man das Ergebnis durch 25 und erhält so eine Skala die sich im Bereich von 1 bis 11+ bewegt, wobei 1-2 geringer Sonnenbrandgefahr entsprechen und bei Werten über 8 – 9 Sonnenschutz unbedingt empfohlen ist. Wer sich also entsprechend vorbereiten möchte kann dies z.B. durch Beobachten des Wetterberichts tun. Übrigens, sollten Sie den schönen Sportarten Segeln, Surfen (soll heißen Sport in oder am Wasser) oder Ski fahren (sprich: im Schnee) fröhnen gilt es ein erhöhtes Risiko zu berücksichtigen, da Schnee und Wasser Licht reflektieren und für eine erhöhte Bestrahlung sorgen !

Vor UV-Strahlung wird gewarnt !

Weitere Faktoren, die einen Einfluss auf die UV Immission haben, sind Luftverschmutzung (Staubpartikel absorbieren Licht), der geographische Breitengrad und die höhe der Lage des Standorts (je höher und je näher am Äquator desto intensiver).

Da man jedoch im Sommer auch einmal an die frische Luft möchte, muss man sich geeigneter Schutzmaßnahmen bedienen. Die magischen Worte lauten demnach Reflektieren, Streuen und Absorbieren. Drei geeignete Konzepte, damit die UV-Strahlung nicht an unsere Haut dringt.

Schutzmaßnahmen gegen die Sonne

Um die Schutzmaßnahmen nach ihrer Wirksamkeit beurteilen kann gibt es den sogenannten Lichtschutzfaktor (LSF / LPF) bzw. UV-Schutzfaktor (USF / UPF). Diese Größen geben an, wie viel mal länger man sich in der Sonne aufhalten kann, ohne dass eine Hautrötung auftritt. Ergo: Beträgt die Eigenschutzzeit 10 Minuten kann man mit LSF 20 etwa 10 min x 20 = 200 min, d.h. etwas länger als 3 Stunden in der Sonne bleiben. Doch auch hier ist ein gerüttelt Maß an Vorsicht geboten: Da trotz aller Schutzmaßnahmen, die Einwirkung der UV-Strahlung auf unsere Haut nicht völlig neutralisiert wird, sollte man die verlängerte Schutz-Zeit nicht völlig ausreizen. Etwa 60 % werden empfohlen um das Risiko langfristiger Schäden zu minimieren. Da die UV-Belastung kumulativ wirkt, sind auch vergangene Aufenthalte in der Sonne zu berücksichtigen. Hier gilt also (wie eigentlich fast überall): Nicht übertreiben !

Maßnahme LSF
Sonnenschirm ca. 15
Sonnencreme 1 – 30
Leichte Baumwollkleidung 2 – 10
Dichte Baumwollkleidung ca. 20
Schatten unter einem Baum 5 – 15

Quelle: Broschüre Textiler UV-Schutz (Link)

Wenn man nicht stationär im Schatten verharren will, so kann man z.B. den Ratschlag des Arztes Edmund Saalfeld aus dem Buch Kosmetik – Ein Leitfaden für praktische Ärzte1 beherzigen:

„Bei Wanderungen im Gebirge, auf Gletschern, an der See […] Schleier tragen. […] Ferner sollen die Hüte eine breite Krempe haben[…]. Ferner soll hier vom Puder ausgedehnter Gebrauch gemacht werden.“

Der Ratschlag leuchtet erst einmal ein. Ist die Haut abgedeckt, bekommt sie wenig Licht. Wer sich jedoch schon mal einen Pullover über den Kopf gezogen hat, der weiß, dass die meisten Textilien nicht völlig undurchlässig sind. Der Schutz durch Textilien ist nicht nur von der Art des Textils (Webdichte des Stoffs etc) abhängig, sondern auch von gebrauchsabhängigen Größen wie Feuchtigkeit, Dehnung des Stoffs, eng anliegend oder nicht und Abnutzungsgrad bestimmt. Führt man sich z.B. das Resultat eines Wet T-Shirt Contest vor Augen, dann wird offensichtlich, dass ein nasses T-Shirt entsprechend durchlässiger ist und weniger schützt.

Wer sich aber in der Sonnenhitze nicht komplett verhüllen mag, greift zur chemischen Aufrüstung des Eigenschutzes der Haut:

Molekularer UV-Schutz

Mit voranschreiten der Wissenschaften kamen dann spätestens in der 1930ern findige Chemiker auf die Idee Salben und Cremes auf Basis von UV-Filter-Materialien zu entwickeln. UV-Filter sind Substanzen, die über die Fähigkeit verfügen Licht im ultravioletten Bereich zu absorbieren und als längerwelligere, energieärmere Strahlung, die unsere Haut nicht schädigt, wieder abzugeben.

 

Wie wir auf dem UV Foto rechts erkennen können, absorbiert das Sonnenschutzmittel den UV Anteil des Lichts, der so nicht mehr auf die Haut treffen kann. Da so auch weniger UV von der Haut reflektiert wird, erscheinen die behandelten Hautpartien dunkel.

Um möglichst Effizient UV Licht absorbieren zu können, besitzen viele dieser Substanzen sogenannte konjugierte Doppelbindungen, d.h. direkt nebeneinander angeordnete Kohlenstoff-Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindungen.

Rot hervorgehoben: Konjugierte Doppelbindungen

Ähnlich verhält es sich auch mit der natürlichen Bräune der Haut: Diese ist eine Art natürlicher Sonnenschutz, basierend auf dem Hautpigment Melanin, welches sich beim Menschen aus den Komponenten Eumelanin (schwärzlich-braun) und Phäomelanin (gelblich-rötlich) zusammensetzt und je nach deren Verhältnis zueinander auch die unterschiedlichen Hautfarben/Hauttypen bedingt.

Körpereigener Sonnenschutz – Melanine

Alternativ besteht auch die Möglichkeit UV-Schutz durch die mineralischen Pigmente Zinkoxid und Titandioxid zu erreichen, die einfallendes Licht streuen bzw. reflektieren. Diese besitzen den Vorzug nicht wasserlöslich und unbedenklich zu sein. Nachteil: Als Weißpigment, dass man auch in Wandfarbe vorfindet, bilden sie einen weißen Schleier auf der Haut. In neueren Formulierungen von Sonnenschutzpräparaten versucht man dies durch den Einsatz dieser Stoffe als Nanopartikel zu kompensieren.

Tatsächlich enthält ein Sonnenschutzmittel meist nicht nur einen, sondern direkt mehrere dieser Wirkstoffe, da ein einzelner Stoff nicht die gesamte Bandbreite des UV-Lichts abdeckt. Ebenso findet man auch Antioxidantien (z.B. Vitamin E, Vitamin C), die dem Zweck dienen freie Radikale abzufangen, die durch UV Einwirkung gebildet werden und die UV-Filter zerstören bzw. nicht zuletzt unsere Zellen schädigen.

Wieviel ist genug ?

Wie bei allen Wirkstoffen gibt es aber auch bei Sonnenschutzmitteln ein paar Regeln, die es bei der Anwendung zu beachten gilt. Um einmal dem Gerücht entgegen zu wirken, dass der Naturwissenschaftliche Unterricht an unseren Schulen komplett am Alltag vorbei geht ein Beispiel: das Lambert-Beer’sche Gesetz, welches die Abschwächung einer Strahlung bei Durchtritt durch ein Medium mit einer absorbierenden Substanz beschreibt. Die Extraktion (El), welche hier der gewünschten Abschwächung des UV-Lichts entspricht, ist abhängig von

  1. Dem Exiktionskoeffizienten, also der Eigenschaft unseres UV-Filters, die beschreibt, wie effizient er das Licht absorbiert
  2. Der Konzentration des UV-Filters in unserem Sonnenschutzmittel
  3. Der Schichtdicke, d.h. wie dick wir die Sonnencreme auf unsere Haut auftragen.

Während wir auf Punkt 1 + 2 nur wenig Einfluss nehmen können, ist es offensichtlich, dass frei nach dem Motto viel hilft viel wir durch das Quantum, dass wir uns auf die Haut schmieren einen deutlichen Einfluss auf unseren Sonnenschutz haben.

Welche Schichtdicke benötigt man also ? Da die Dicke eines Fettfilms auf der Haut schwer zu bestimmen ist, geht man zweckmäßiger Weise von der Richtmenge von 2 mg Sonnenschutz je cm² Körperoberfläche aus. Das wären bei einer durchschnittlichen Körperoberfläche2 etwa 35 g. Wer es genau berechnen möchte:

Gegenanzeigen

Doch wie heißt es immer so schön in der Pharmawebung: „Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen sie bitte…“ Klarer Fall, überall wo man sich Wirk- und Zusatzstoffe zuführt, ist die Frage nach unerwünschten Nebeneffekten nicht fern.

Tatsächlich lässt sich für manche der UV-Filter im Tierversuch eine hormonähnliche Wirkung nachweisen, die aber vom Bundesamt für Risikobewertung3 als für den Menschen als nicht relevant bewertet wird. Dies gilt natürlich vor der Maßgabe, dass das entsprechende Sonnenschutzmittel nicht in exzessiven Mengen eingesetzt wird. Ebenso ist sicherlich ein größeres Maß an Vorsicht bei Risikogruppen wie Schwangere oder stillende Müttern angebracht, bei hormonelle Einflüsse besonders kritisch auswirken können.4

Ebenso findet man den Einwand, dass bei Anwendung eines UV-Blockers mit LSF 20 etwa 95 % der Vitamin D Produktion, die UV-B Licht benötigt, zum Erliegen kommt. Um dennoch auf seine Kosten zu kommen empfiehlt das Robert Koch Institut: „Dies kann aber leicht durch einen kurzen (15-20 Minuten) Aufenthalt im Freien mit nicht eingecremten Armen und Gesicht, bei sonst textilgeschützter Haut kompensiert werden.“

Sicher das wichtigste Argument FÜR UV-Blocker ist die Hautkrebsprävention. So konnte in mehreren Studien gezeigt werden, dass der Einsatz von UV-Blockern das Risiko an schwarzem Hautkrebs zu erkranken, je nach Studie 18-33 % reduziert ist.5

Paradoxerweise gibt es auch Studien, die zeigen, dass es trotz Auftragen eines Sonnenschutzmittels zu erhöhtem Auftreten von Hautkrebs kommt. Dies ist jedoch nicht durch die Natur des Sonnenschutzmittels bedingt, sondern dadurch dass, gerade bei Einsatz von moderatem Lichtschutzfaktor, die Leute trotzdem eine erhöhte Dosis UV abkriegen, da sie sich sorgloser in der Sonne bewegen. 6, 7 Unter anderem wird dort bemängelt, dass sogenannte Confounder-Effekte, d.h. verdeckte Störeffekte aus Umwelt und falscher Anwendung nicht von den Studien berücksichtigt werden. Ein Umstand der solche und ähnliche Studien schwer zu interpretieren macht und dazu führt, dass regelmäßig in den Medien „eine neue Sau durch’s Dorf getrieben wird“.

Insgesamt kann man zu dem Schluss kommen, dass selbst wenn man die eingangs erwähnten Negativeffekte von Sonnenschutz berücksichtigt, insgesamt der Risiko-Nutzen-Faktor eine positive Bilanz aufweist.

 

  1. Springer Verlag, 1908.
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Körperoberfläche
  3. https://www.bfr.bund.de/de/presseinformation/2005/32/immer_auf_ausreichenden_sonnenschutz_achten_-6891.html
  4. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2008/daz-31-2008/die-schattenseiten-von-uv-filtern
  5. Reza Ghiasvand, Elisabete Weiderpass, Adele C. Green, Eiliv Lund, Marit B. Veierød: Sunscreen Use and Subsequent Melanoma Risk: A Population-Based Cohort Study. In: Journal of Clinical Oncology. https://doi.org/10.1200/JCO.2016.67.5934
  6. Journal of Clinical Oncology 34, 3976. http://dx.doi.org/10.1200/JCO.2016.67.5934
  7. http://annals.org/aim/article-abstract/716987/sunscreen-use-risk-melanoma-quantitative-review?volume=139&issue=12&page=966

Sturm im Glas

Neulich erreichte mich eine Anfrage meiner Schwester:


Kurzum: Funktioniert Wettervorhersage mit einem Sturmglas oder ist das nur Mumpitz ?

Sturmglas – Was ist das und wer hat’s erfunden ?

Bei einem Sturmglas handelt es sich um ein hermetisch abgeschlossenes Glasgefäß (meist ein Rohr), dass mit einer Mischung aus destilliertem Wasser, Alkohol, Campher, Kaliumnitrat und Ammoniumchlorid gefüllt ist. Sinn des ganzen soll sein anhand des Auftretens von Kristallen und deren Aussehen das Wetter der nächsten 24 – 36 Stunden vorherzusagen.

Sturmglas nach FitzRoy (Foto: Wikipedia, ReneBNRW, Creative Commons License CC0 1.0)

Die Erfindung des Sturmglases wird unteranderem einem Herrn Barth aus Nürnberg zugeschrieben, doch erst der britische Admiral Robert FitzRoy im 19. Jahrhundert war es wohl, der dem Sturmglas zu größerer Bekanntheit verhalf. Besagter Admiral hatte damals die Aufgabe ein meteorologisches Meßnetz für die Royal Navy aufzubauen und in dem dafür zu verwendenden Meßinstrumentarium sollte auch ein solches Sturmglas eingesetzt werden.

Wie das kristalline „Schneetreiben“ im Glas zu interpretieren sei, beschrieb FitzRoy in seinem Buch über Wetterbeobachtung, nachdem er mit niemand geringeren als Charles Darwin auf dessen zweiten Forschungsreise mit der HMS Beagle, empirische Studien über das Verhalten des Sturmglases angestellt hatte:

  • Wenn die Flüssigkeit im Glas klar ist, wird das Wetter sonnig und klar.
  • Ist die Flüssigkeit flockig, wird es bewölkt. Niederschlag ist möglich.
  • Wenn kleine Flöckchen in der Flüssigkeit schweben, kann man feuchtes, nebeliges Wetter erwarten.
  • Ein trübes Glas mit kleinen Sternen deutet auf Gewitter.
  • Sind an einem schönen Wintertag kleine Sternchen in der Flüssigkeit, wird es schneien.
  • Sind große Flocken überall in der Flüssigkeit, wird es je nach Jahreszeit bedeckt oder im Winter fällt Schnee.
  • Wenn viele Kristalle auf dem Boden sind, gibt es Frost.
  • Wenn sich an der Oberfläche Kristalle bilden, wird es stürmisch.

Grau ist alle Theorie…

Trotz dieser Studien blieb das Sturmglas eine Kuriosität, als ein anerkanntes wissenschaftliches Messinstrument, denn eine plausible Erklärung, wie das ganze funktionieren solle, war nicht vorhanden. Ein Einfluss des Luftdrucks (der bei heranziehendem Unwetter ja fällt) konnte man ausschließen, da die meisten Sturmgläser gasdicht abgeschmolzen sind und der Luftdruck damit wenig bis gar keinen Einfluss auf die Lösung ausüben kann.

Eine weitere Theorie, die jedoch erst in modernerer Zeit aufkam, war der Einfluß des impulshaften Auftretens von elektromagnetischen Wellen natürlichen Ursprungs in der Erdatmosphäre, sogenannten Sferics. Solche Impulse können z.B. durch das Auftreten von Blitzen entstehen. Der Einfluß dieser Impulse auf die belebte und unbelebte Umwelt ist jedoch Gegenstand von Diskussionen und wird weitestgehend esoterischen Kreisen zugeschrieben.

Dem Rätsel auf der Spur

Und auch in jüngerer Vergangenheit beschäftigt dieses kuriose (und zudem sehr dekorative) Messinstrument die Wissenschaftler. Sehr informativ ist z.B. eine Arbeit eines Allan Mills vom Institut für Geologie der Universität in Leicester, dass 2008 in Weather, dem Journal der Royal Meteorological Society, erschienen ist (Weather 2008, 63, 161 – 163.), in welchem einfache Sturmgläser verschiedentlich Umwelteinflüssen ausgesetzt werden, so z.B. auch verschiedene elektromagnetische Felder, die keinen sichtbaren Einfluß auf die Gestalt der auftretenden Kristalle hatten, was im Allgemeinen den Erkenntnissen der Kristallisation entspricht.

Ebenfalls sehr aufschlussreich sind die Untersuchungen von Kaempfe et al. vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Duisburg-Essen, die das verhalten eines Sturmglases über 1 Jahr mit dem lokalen Wetter verglichen und zu dem Ergebnis kamen, dass ein solches Glas zur Vorhersage von schlechtem Wetter nur sehr begrenzt bis gar nicht geeignet ist. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Uni Leicester, wird das Kristallisationsverhalten auf die Umgebungstemperatur und die Geschwindigkeit, mit der sich diese ändert zurück geführt.

Hierbei kommt erschwerend hinzu, dass das Sturmglas in unserer modernen Welt mit wärmeisolierten Energiesparbauwerken und Zentralheizung in seiner Leistungsfähigkeit noch deutlich schlechter abschneidet als zu Zeiten von Admiral FitzRoy, als die Raumtemperatur noch deutlich von der Außentemperatur zusammenhing.

Interessant ist auch folgender Umstand:

Der Vergleich zweier baugleicher Sturmgläser zeigte, dass sich in jedem Kristallsystem ein individuelles Gleichgewicht aus- bildete. Beide Instrumente lieferten also unterschiedliche Vorhersagen für das Wetter, was die Komplexität des Systems und die daraus resultierende mangelnde Reproduzierbarkeit unterstreicht.
— Chemie in unserer Zeit 2012, 46, 26-31.

Mangelnde Reproduzierbarkeit ist für ein Meßverfahren ein sicheres Todesurteil.

Eine tierische Alternative

Nicht minder kurios war der zum Sturmglas in direkter Konkurrenz stehende Gerät, der sogenannte Sturmvorhersager (Tempest prognosticator) oder alternativ auch Egelbarometer genannt. Hierbei machte man sich die Wetterfühligkeit von Blutegeln (ähnlich dem Wetterfrosch) zu nutze: In zwölf Glasbehältern saßen jeweils 1 Egel, der bei heranziehendem Sturm aus dem Wasser und in eine schmale Metallröhre hinein kriechen sollte. Dort löste er einen Mausefallen-artigen Mechanismus aus, der eine Glocke zum Läuten brachte. Je mehr Egel in einer Zeitspanne die Glocke auslösten, desto höher die Wahrscheinlichkeit eines heranziehenden Gewitters. Auch wenn sich dieser Apparat letztendlich nicht durchsetze, so soll seine Erfolgsquote wohl ganz beachtlich gewesen sein.

Nachbau des originalen Storm prognosticator (By Badobadop [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons)
Nachbau des originalen Storm prognosticator (By Badobadop [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons)
Das abschließende Urteil muß daher also lauten: Das Sturmglas ist ein recht dekorativer, aber dennoch gänzlich nutzloser Apparat zur Wettervorhersage. Das Egelbarometer funktioniert zwar besser, kann aber letztendlich aufgrund ästhetischer Defizite auch nicht empfohlen werden.

Wenn das Joghurt lügt…

Kürzlich erreichte mich eine Frage aus der Leserschaft. Anne M. möchte wissen:

Ich fände es eher interessant zu erfahren, warum man Erdbeeraroma aus Schimmelpilzen herstellt[…] Ist das gesund & richtig dermaßen in den Chemiebaukasten zu greifen?

In der Tat wirkt es befremdlich, wenn der Erdbeergeschmack aus unserem Joghurt nicht aus einer Erdbeere kommt, sondern aus einem Material gewonnen wird, dass man gemeinhin als nicht essbar einstufen würde. Tauchen wir also ein in die bunte Welt der Aromen.

Was sind Aromen ?

Wie für Vieles in der Lebensmittelbranche gibt es auch für Aromen eine EU Verordnung (Aromenverordnung (EG) Nr. 1334/2008), die genau regelt, was ein Aroma eigentlich genau ist:

„Aroma“: Erzeugnis,
i) das als solches nicht zum Verzehr bestimmt ist und Lebensmitteln zugesetzt wird, um ihnen einen besonderen Geruch und/oder Geschmack zu verleihen oder diese zu verändern;

Soweit erstmal ganz einleuchtend und keine große Überraschung. Wesentlich spannender wird es, wenn wir uns die Unterteilung der verschiedenen Aromen angucken: Aromastoffe, Aromaextrakte, thermisch gewonnene Reaktionsaromen, Raucharomen, Aromavorstufen und sonstige Aromen.
Für uns interessant sind die ersten beiden Kategorien plus das Raucharoma, da dies primär die Stoffe sind, die unserem Essen zugesetzt werden.

Aromastoffe sind einzelne Substanzen, die entweder natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein können.

Was für Aromen gibt es ? Wie werden Aromen eingeteilt ?

Um uns das Ganze näher zu veranschaulichen, wollen wir beim Beispiel Erdbeere bleiben:

  • Erdbeerextrakt:
    Wie der Name bereits suggeriert, werden hier Erdbeeren genommen und mittels eines physikalischen Verfahrens (z.B. Extraktion mit einem Lösungsmittel oder Destillation) die enthaltenen Aromastoffe gewonnen. Wir erhalten also keinen einzelnen Stoff, sondern ein komplexes Gemisch, 100 %ig aus der Erdbeere gewonnen.
  • natürliches Erdbeeraroma:
    Hier müßen es nicht mehr 100 %, sondern nur noch 95 % sein. Was ist nun mit den übrigen 5 % ? Nun ist es tatsächlich so, dass alle Naturerzeugnisse einer gewissen natürlichen Qualitätsschwankung unterliegen. Nicht jede Erdbeere schmeckt gleich. Ähnliches kennen wir vom Wein, bei dem verschiedene Lagen und Rebsorten auch unterschiedliche Geschmacksnuancen besitzen. Da der Verbraucher aber bei Fertigprodukten eine gleichbleibende Qualität haben möchte, ist es erlaubt zur geschmacklichen Feinabstimmung weitere Aromastoffe zuzusetzen. Das Aroma muss zwar deutlich nach der Erdbeere schmecken, bildet deren volles Geschmacksspektrum aber nicht vollumfänglich ab. Ebenso gibt es auch den Fall, dass der natürliche Extrakt gesundheitsschädliche Inhaltsstoffe besitzt, so z.B. Citrusöl, dem die Terpene α-Pinen und Limonen entzogen werden.
  • natürliches Aroma:
    Aufgemerkt ! Hier fehlt jetzt der Name des Lebensmittels, dessen Geschmack nachgebildet wird. Zwar wird das Aroma nach wie vor aus natürlichen Quellen gewonnen, aber unsere beispielhafte Erdbeere muss nicht zwingend daran beteiligt gewesen sein. Der Name fällt insbesondere weg, wenn er den Geschmack des Aromas nicht zutreffend beschreibt. Tatsächlich kann man heutzutage mithilfe von Mikroorganismen Schlüsselkomponenten des authentischen Aromas nachbilden.

    Bakterien der Gattung Streptomyces als biotechnologische Aromenfabrik

    Beispiel: Vanillin, die Hauptkomponente im Vanillegeschmack. Hier kann man zum Beispiel auf Reis zurück greifen, der unter anderem Ferulasäure enthält, die von z.B. bestimmten Bakterien der Gattung Streptomyces zu Vanillin umgebaut wird. Die auf biotechnologischem Weg gewonnenen Aromastoffe lassen sich dann von Bakterien und Fermentationsbrühe abtrennen und hochrein isolieren.

  • Synthetisches Aroma:
    Hier darf jetzt der Chemiker zeigen, was er kann. Sprich: Der Aromastoff wird nicht aus Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen gewonnen, sondern im Labor hergestellt. Beim naturidentischen Aroma handelt es sich um den selben Stoff, den man auch in der Natur finden kann. Liegt er in hochreiner Form vor, kann man nicht mehr unterscheiden, ob er extrahiert wurde oder synthetisch hergestellt wurde. Es ist das selbe Molekül. Beispiel Vanillin: Es kann wie wir gesehen haben aus Vanilleschoten oder aus Bakterienkulturen „natürlich“ isoliert werden oder als Resultat organischer Synthesechemie entstehen, hier z.B. in einer Variante die beim Chemiekonzern Rhône-Poulenc zum Einsatz kam:
    Bleiben noch die künstlichen Aromen, die mit dem natürlichen Vorbild bis auf einen ähnlichen Geschmack, nur noch wenig gemein haben. Beispiel: Ethylvanillin, welches sich vom natürlichen nur dadurch unterscheidet, dass eine Methylgruppe (-CH3) durch eine Ethylgruppe (-CH2CH3) ausgetauscht wurde, dadurch aber bis zu 4-mal intensiver schmeckt als natürliches Vanillin. Übrigens, wenn man nur den simplen Begriff Aroma ließt, dann ist es fast sicher, dass es künstliches Aroma ist, da alle „höhenwertigen“ Aromen auch als als solche ausgewiesen werden, als sich mit den synthetischen unter einem Begriff gemein zu tun.

Warum schmecken Erdbeeren anders als aromatisierte Produkte mit Erdbeere ?

Tatsächlich sind Geschmack und Geruch der originalen unverfälschten Lebensmittel eine sehr komplexe Angelegenheit. Über 10.000 Aromastoffe hat man in der Natur identifiziert und allein der authentische Geschmack der Erdbeere wird von mehr als 300 verschiedenen Stoffen hervorgerufen. Wer einen ungefähren Eindruck dieser molekularen Vielfalt gewinnen will, kann einen Blick in diesen Wikipedia Artikel werfen, in dem diverse Schlüsselkomponenten in Fruchtaromen aufgelistet werden.

Übrigens… Wo wir schon von Komplexität sprechen. Es gibt Moleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. Sie scheinen sich wie ein Ei dem anderen zu gleichen, nur eben spiegelverkehrt. Und das kann interessante Auswirkungen auf ihre biologische Eigenschaften haben: Nehmen wir den Aromastoff Carvon – in der Form (S)-(+)-Carvon riecht dieser nach Kümmel, während (R)-(-)-Carvon das Aroma von Minze besitzt !

Daher beschränkt man sich auf einige wenige Schlüsselaromen, die dann von Aroma-Experten zu einer speziellen Rezeptur vermischt werden um den natürlichen Geschmack nachzubilden oder aber die passende Geschmacksnote für ein Produkt zu kreieren.

Wieso nicht nur natürliches Erdbeeraroma verwenden ?

Wenn schon Erdbeeraroma, dann bitte natürliches Erdbeeraroma, mag man sich denken. Hier stößt man auf das Problem, das der Gehalt an Aromastoffen in einer Erdbeere sehr gering ist. Man geht von einem Gehalt von etwa 0.01 % aus. Bedeutet: Für 1 kg Aroma würde man 10.000 kg Erdbeeren benötigen. Entsprechend kann man sich vorstellen, das der Bedarf an Erdbeeraroma mit Früchten alleine nicht zu decken wäre. Daher behilft man sich mit Tricks. Eben z.B. Mikroorganismen und Schimmelpilze einzusetzen, die natürliches Aroma auf billigem Weg erzeugen und das man nach entsprechender Aufreinigung nicht mehr vom aus der Erdbeere extrahierten Einzelstoff unterscheiden kann.

Erdbeer Aroma aus Sägespänen ? Echt jetzt ?

Man hört immer wieder, dass Erdbeer- oder Himbeeraroma aus Sägespänen gewonnen und dann als natürliches Aroma deklariert wird. Dies ist jedoch offenbar eine Urban Legend. Wie wir gesehen haben, darf sich nur solche Stoffe natürliches Aroma nennen, die mittels physikalischer Prozesse aus einem Naturprodukt wie Pflanzen und Tieren gewonnen oder mittels Mikroorganismen erzeugt wurden. Das Gerücht stammt daher, dass die Erdbeere auch in geringen Mengen Vanillin enthält, welches sich auf chemischen Wege aus Lignin synthetisieren lässt. Lignin wiederum gewinnt man aus Holz. Da hier aber chemische Prozesse benutzt werden, währen wir bestenfalls bei naturidentischem Aroma.

Warum werden Aromen verwendet ?

1637 Brouwer Der bittere Trank anagoria
Adriaen Brouwer – Der bittere Trank

Bleibt also die Frage nach dem Warum. Eine Antwort kann zum Beispiel sein: Um eine bittere Pille zu versüßen. Schon mal darüber nachgedacht wie Zahnpasta z.B. schmecken würde, wenn man den Pfefferminzgeschmack weglässt ? Putzkörper (aka Schmirgel), Schaumbildner und andere Funktionsstoffe… Ich kann mir nicht vorstellen, dass das gut schmeckt. Scheint also ein legitimer Einsatzort zu sein.

Standardisierung von Geschmack spielt gewiss auch eine große Rolle. Wenn man in den Supermarkt geht, um sein Erdbeerjoghurt zu kaufen, dann erwartet man, dass dieses immer gleich schmeckt. Da das Aroma natürlicher Zutaten einer gewissen Schwankungsbreite unterworfen ist, kann man durch Zusatz von externer Aromen ein für das jeweilige Produkt immer gleichen Geschmack gewährleisten. Der Aufbau und die Pflege einer Marke spielt hier auch eine Rolle. Es gibt viele Orangenlimonaden, die alle ihre geschmacklichen Charakteristika besitzen und dementsprechend verschiedene Leute unterschiedlich stark ansprechen. Intensiver Geschmack ist auch appetitanregend und daher auch verkaufsfördernd.

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Hier kommen wir dann langsam in einen Bereich wo es bedenklich wird. Intensiver Geschmack kann auch diverse Defizite des Lebensmittels kaschieren. So kann ein Produkt nur geringfügig mehr Nährwert als ein Becher Tapetenkleister besitzen (da aus billigsten Rohstoffen hergestellt), aber trotzdem frisch fruchtig schmecken. Besonders perfide wird es, wenn den Kleisterbecher Bilder von gesundem Obst zieren.

In unserem Zeitalter der Sparfüchse, wo Otto-Normalverbraucher nicht mehr bereit ist mehr Geld für qualitativ hochwertige Lebensmittel auszugeben, darf man sich dann ob solcher Phänomene nicht wundern, wenn alles billig sein muß.

Wie steht es mit Gesundheitsrisiken ?

Eine schwierige Frage, die nicht einfach und vermutlich auch nicht pauschal beantwortet werden kann. Positiv zu vermerken ist, dass es in der EU mit der EFSA (European Food Safety Agency) und in Deutschland mit dem Bundesinstitut für Risikobewertung Gremien gibt, die sich mit dieser Frage für die einzelnen Aromen beschäftigen und bedenkliche auch aus dem Verkehr ziehen und/oder Grenzwerte festlegt.

Paracelsus-03
Schon Paracelsus wußte: Die Dosis macht das Gift
Grundsätzlich können auch natürliche Aromastoffe gesundheitsschädlich sein, wie wir oben für Limonen in natürlichem Citrusöl gesehen haben. Für künstliche Aromen stellt sich die Frage sowieso. Hier gilt, wie bei vielen anderen Dingen auch, dass die Dosis das Gift macht.

Während also geringe Dosen unschädlich sind, beginnen jenseits eines Grenzwerts die Probleme. Somit ist es also auch ein Stück weit unerheblich, wo das Aroma hergekommen ist, wenn man es im Endprodukt auf bedenklich hohe Konzentrationen anreichert. Gottseidank sind Aromen sehr ergiebig, so dass also schon geringe Mengen für ein deutliches Geschmacksresultat ausreichen.

Aber man darf es nicht übertreiben !

Richtig unübersichtlich wird es, wenn die Aromastoffe zum Zwecke der besseren Dosierbarkeit und/oder Verarbeitung in Trägersubstanzen eingebettet sind:

Auszug aus dem Datenblatt eines kommerziellen Erdbeeraromas

Wir sehen, dass ein solches Aromapräparat, wie es z.B. für die Zubereitung von Getränken erhältlich ist, zu 4/5 aus Trägersubstanzen besteht. Diese Hilfsstoffe werden aber nicht unter den Inhaltsstoffe des Endprodukts aufgeschlüsselt. Hier taucht lediglich die Bezeichnung Aroma auf. Während die im aktuellen Beispiel aufgelisteten Stoffe als unbedenklich gelten und auch nur in geringen Mengen (etwa 1 mL pro 1000 mL) in das Endprodukt kommen, bleibt ein ungutes Gefühl. Hier kann man nur hoffen, dass unsere staatlichen Kontrollorgane ein wachsames Auge haben, um schwarze Schafe rechtzeitig aus dem Verkehr zu ziehen.

Was nun ?

Wer letztendlich auf Nummer sicher gehen will, der meidet Fertigprodukte und setzt auf selbstzubereitete Speisen aus frischen Lebensmitteln. Dies erfordert natürlich ein gewisses Quantum an Mehrarbeit. Hefeteig ansetzen und die Pizza selber belegen anstelle eine tiefgekühlte in den Ofen zu schieben. Orangen pressen und mit Sprudelwasser mischen anstelle eine Dose Limo aufzureißen. Oder aber eben wirklich die Produkte zu suchen, die auf echte Erdbeeren setzen, aber eben ein paar Euros mehr kosten.

Bang Boom Bang – Feuerwerk !

Physik ist das was nie gelingt, Chemie ist das was kracht und stinkt. Jeder kennt dieses flotte Sprüchlein. Und das diese Aussage, zumindest der Teil, der sich auf die Chemie bezieht, wahr ist, kriegt man zu Sylvester regelmäßig vor Augen geführt. Feuerwerk ist eine chemische Errungenschaft, die für viele mit Silvester untrennbar verbunden ist und die nicht nur knallt und leuchtet, sondern auch für dicke Luft sorgt (sprich: auch stinkt).

2013 Fireworks on Eiffel Tower 49

Ein schwarzes Pulver für bunte Farben

Zentraler Bestandteil jedes Feuerwerks, ob Böller oder Rakete, ist Sprengstoff. Sofern man einen handelsüblichen, regelkonformen Feuerwerkskörper kauft, handelt es sich dabei um Schwarzpulver, den Urvater aller Sprengstoffe.

Berthold Schwartz, Inventeur de l'Artillerie (André Thevet, 1584)
Berthold Schwartz, Inventeur de l’Artillerie (André Thevet, 1584)

Einer Legende nach wurden Pulver und Kanone durch Zufall durch einen Franziskaner Mönch mit Namen Berthold Schwarz erfunden, als dieser bei seinen alchemistischen Experimenten in einem Mörser Salpeter, Schwefel und Holzkohle verrieb und diesen dann auf den Ofen stellte, um kurz den Raum zu verlassen. Die kurz darauf stattfindende Explosion beförderte den verwendeten Stößel an die Decke des Raums, wo sich dieser in einen Deckenbalken bohrte und selbst nach Anrufung der hl. Barbara von den herbei geeilten Mönchen dort nicht mehr herausgezogen werden konnte. In Gedenken an diese Entdeckung trägt das Pulver nun den Namen des Erfinders, kurzläufige Geschütze den Namen „Mörser“ und die heilige Barbara wurde zur Schutzheiligen der Artilleristen.

Tatsächlich haben aber wohl die Chinesen das Pulver erfunden. Und das bereits um
25 – 250 n. Chr. Besonders der Mönch Li Tian soll sich zur Zeit der Tang-Dynastie besonders um das Feuerwerk verdient gemacht haben, da er den Bahzou, den Urvater des heutigen Chinaböllers erfand: Schießpulver gefüllt in ein Bambus-Rohr. Der Knall dieses Böllers muß wohl ziemlich deftig gewesen sein, diente aber noch nicht dem Amüsement oder der Kriegskunst, sondern sollte böse Geister und Dämonen in die Flucht schlagen. Mit der Erfindung des Feuerpfeils um das 12. Jahrhundert, war dann auch die Grundlage für die Feuerwerksrakete gelegt.

Nach Europa gelangte das Schießpulver dann über den franziskanischen Forschungsreisenden Wilhelm von Rubruck, der die Rezeptur 1255 von seiner Reise zu den Mongolen mitbrachte. Feuerwerk zu Unterhaltungszwecken wurde dann irgendwann besonders bei Hofe populär. Das erste Feuerwerk auf deutschem Boden ist Kaiser Maximilian I. anlässlich des Reichstags 1506 in Konstanz zu verdanken. Der englische König setzte dem noch Eins oben drauf, indem er sich von Händel die Feuerwerksmusik komponieren ließ, die 1749 zur Uraufführung kam.

Ein Wort der Warnung…

Nun mag mancher denken, dass so ein bisschen Schwarzpulver ein lohnendes Projekt für den Hobbykeller ist. Kohlenstaub, Schwefel und Salpeter sind schnell beschafft und kosten wenig. Oder man greift zu anderen Mischungen aus Bau- & Gartenbaumarkt Artikeln, um etwas zusammen zu mixen was knallt. Der Erfindungsreichtum des Improfeuerwerkers sind keine Grenzen gesetzt. Tatsächlich kommt es erstaunlich häufig vor, dass man als Chemiker von Laien gefragt wird, ob man nicht etwas zusammen mischen kann, was richtig knallt… Nun, können kann der Chemiker sicher schon, doch tut er gut daran (genauso wie der potentielle Improfeuerwerker) die Finger von solchen Unterfangen zu lassen. Denn man sollte es sich zum Grundsatz machen, nach getaner Arbeit immer die selbe Anzahl an Fingern mit nachhause zu nehmen, die man ursprünglich mitgebracht hat.

Und damit keiner der frischgebackenen Chemiestudenten auf krumme Gedanken kommt, wurde uns vor unserem ersten Laborkurs mit ziemlich drastischen Bildern vor Augen geführt, was so alles schief gehen kann, wenn man unbedacht mit explosiven Mischungen arbeitet. Was auf dem Foto wie ein Pfund Zwiebelmett anmutete, war tatsächlich mal eine menschliche Hand.

Handwrist
Darum sollte man keine Pyrotechnik im Hobbykeller betreiben…
Aber es gibt immer Unbelehrbare… Die nur mal gucken wollten… Die nur ganz wenig hergestellt haben… Wie der eine Kollege, der zu „Forschungszwecken“ in seinem Kellerlabor ein wenig Acetonperoxid hergestellt hat und dem selbiges dann (leichte Reibung genügt) in den Händen explodiert ist… Resultat: Ein längerer Krankenhausaufenthalt und lebenslange Narben auf beiden Armen und nur noch 10 % Sehfähigkeit auf einem Auge…

Auch kommerzielle Böller sind mit Vorsicht zu genießen… Klar, sie explodieren gewiss nicht urplötzlich wie manche Eigenbauartikel, aber auch hier kann einiges schiefgehen, wenn man unsachgemäß und/oder unkonzentriert daran herumfuhrwerkt.

In meinen Augen lohnt sich das Risiko für die ganze Knallerei nicht. Ich hänge an meinen Fingern und sie hängen an mir. Und da sollen sie auch bleiben.

Feuerwerkswissenschaft

Das Pulver knallt, es befördert die Rakete gen Himmel… Zwei wichtige Funktionen der Feuerwerksrakete haben wir abgehakt. Fehlt noch der bunte Feuerzauber. Wenn wir an den Chemieunterricht in der Schule zurück denken, dann erinnern wir uns mit Sicherheit auch an die Flammenfärbung ! Eben jenes Phänomen, dass man beobachten kann, wenn man bestimmte Metallsalze in eine heiße Flamme (so z.B. einen Bunsenbrenner) einbringt.

Achtung ! Physikalischer Exkurs !
Allen Elementen ist gemeinsam, dass Sie bei ausreichend hohen Temperaturen Licht aussenden. Bei den uns interessierenden Metallen sind, sind dies bereits Temperaturen, die in einer Bunsenbrennerflamme oder eben beim Abbrand von Schwarzpulver auftreten, farbiges Licht abgeben. Durch die thermische Energie der Flamme (A) werden die Metallionen angeregt, d.h. Elektronen aus der Schale des Atoms werden aus ihrem Grundzustand auf ein energetisch höheres Niveau angehoben (B). Bekanntermaßen ist der natürliche Lauf der Dinge, dass Alles, dem viel Energie innewohnt, diese in der Regel möglichst schnell wieder abgeben will. Dies bedeutet, dass unser angeregtes Elektron wieder in seinen Grundzustand zurück fällt (C) und die überschüssige Energie wieder als Licht abgibt (D).

Hier mal eine kleine Auswahl der möglichen Farben:

Element Farbe
Lithium karminrot
Natrium gelb
Barium gelb-grün
Kupfer Smaragdgrün
Azurblau
Caesium violett
Strontium ziegelrot
Calcium orange

Letztendlich kommt in einen farbigen Feuerwerkseffekt eine komplexe Mixtur verschiedener Chemikalien, die ungefähr folgendem Grundschema ähnelt:

  • Brennstoff
  • Oxidationsmittel (Führt der Verbrennung mehr Sauerstoff zu, damit die Flamme heißer brennt)
  • Additiv zur Flammenfärbung (Salze, siehe oben)
  • Chlordonator (Sorgt für eine intensivere Färbung und kann bei manchen Metallen eine andere Farbnuance hervorrufen, z.B. Grün im Falle von Kupfer)
  • Bindemittel (damit der ganze Kladderadatsch auch zusammen hält)

Wo Licht ist da ist auch Schatten…

Doch so schön Feuerwerk auch ist, es hat auch seine Schattenseiten, von der mit ihm einhergehenden Explosionsgefahr mal abgesehen. Ist die Luft der Silvesternacht auch noch so klar, spätestens um Mitternacht ist Schluss damit. Denn alles was verbrennt, erzeugt auch Abgase. Die Holzkohle wird zu CO2, der Schwefel erzeugt Schwefeloxide & Sulfide… Tatsächlich ist die Chemie der Schwarzpulververbrennung recht komplex, bei der ein buntes Gemisch an festen und gasförmigen Produkten frei wird. Und auch die Metallsalze und sonstigen Zutaten lösen sich nicht in Wohlgefallen auf, sondern enden als Feinstaub in der Luft, fast 5000 Tonnen (!) davon… Das ist eine beachtliche Menge, angesichts der Tatsache, dass ein Staubpartikel im Schnitt einen Durchmesser von 10 µm hat und damit fast nichts wiegt.

Feinstaub in der Silvesternacht (Quelle: Umweltbundesamt), für volle Größe KLICKEN

 

Interessant ist die Karte des Umweltbundesamts, die die Feinstaubbelastung vom 1.1.2017, 1 Uhr abbildet und uns eine ungefähre Vorstellung vermitteln, wo die größten Feuerwerksenthusiasten sitzen. Der Rekordhalter 2017 ist Leipzig mit 1860 µg/m3 ! Aber man braucht keine Messstation, um einen Eindruck davon zu kriegen, denn es wird ziemlich „neblig“.

Schall gilt übrigens auch als schädliche Emission ! Denn was des Einen Freud ist, ist des anderen Leid: Ich spreche hier sicher im Sinne vieler Haustierbesitzer, deren Tierchen durch die exzessive Knallerei fast durchdrehen.

Diese Katze ist GEGEN Böllerei !

Vor lauter Nebel darf man aber eine weitere Gefahr nicht außer Acht lassen: den Fallout ! Merke: Es braucht keinen atomaren Beschuss, um Fallout zu erzeugen. Während verkohlte Papierreste einer Rakete oder eines Böllers ein vergleichsweise geringes Übel sind, kann es jedoch ziemlich unangenehm sein, wenn einem das hölzerne Leitwerk oder Plastikspitzen einer Rakete auf den Kopf knallen. Neben diesem ‚kalten Fallout‘ gibt es auch noch heißen in Form von Schlacke (Metalloxide), die zwar selten als fester Körper den Boden erreichen, aber dennoch vorkommen.

Bedient man sich statt der klassischen Rakete einer Feuerwerksbatterie (1 x anzünden, zig mal schießen) bleibt der kalte Fallout zwar aus, aber die leer geschossene Karkasse aus Pappe und Ziegelmehl bleibt auf der Erde stehen. Während diese zwar niemandem auf den Kopf fallen können, bleiben diese aber meist eine ganze Weile stehen bis sich jemand erbarmt den Müll mal wegzuräumen. Sprich: In der Nachbarschaft siehts aus wie auf der Müllkippe.

Reste vom Vortag... Feuerwerksmüll
Reste vom Vortag… Feuerwerksmüll

Besonderer Augenmerk gilt einer besonderen Form von Fallout: dem Blindgänger. So kommt es immer wieder mal vor, dass die Rakete zwar kurz abhebt, aber nicht wirklich durchzündet und dann immer noch betriebsbereit auf dem Boden zu liegen kommt. Nun ist es nicht gerade ungefährlich diese Blindgänger zu beseitigen und deswegen bleiben sie oft liegen. Sehr zur Freude vieler Jugendlicher, die den Neujahrstag damit verbringen die Hinterlassenschaften der Silvesternacht nach solchen Versagern abzusuchen, um diese dann irgendwelchem Unfug zuzuführen. Das natürlich mit den Fundstücken kein sicheres Hantieren möglich ist, liegt auf der Hand. Daher kann man nur an alle Feuerwerksenthusiasten appellieren, entsprechende Hinterlassenschaften sicher zu beseitigen. So empfiehlt z.B. Feuerwerk.net:

Bei stehengebliebenen Feuerwerkskörpern jeglicher Art sollte vor einer Annäherung mindestens 15-30 Minuten gewartet werden. Mörser und Batterien werden nicht untersucht (mögliche versteckte Funken/Glut, Hang Fire), sondern mit viel Wasser aufgefüllt, Fontänen, Silvester-Knallkörper usw. in Wassereimern „ertränkt“.
— Quelle: Feuerwerk.net

Dennoch will ich Feuerwerk keinem madig machen. Auch ich erfreue mich an einer virtuos durchgeführten Feuerwerksshow. Wohlgemerkt solche mit buntem Funkenregen… Rohe Böllerei ist meiner Meinung nach einfach nur unnötiger Krach. Und selbst, wenn man jetzt den Einwand erhebt, man wolle damit die bösen Geister vertreiben… Glauben Sie allen Ernstes, dass sich Dämonen von ein bisschen Krach in die Flucht schlagen lassen ? Jeder Horrorfilm belehrt einen eines Besseren…

Also weg von der exzessiven Knallerei. Warum nicht einfach statt des ungelenkten Jedermann-Feuerwerks eine organisierte Show durch Profis mit entsprechenden Effekten ? Der Profi ist in sicherem Umgang geschult und sein Feuerwerk ist eh spektakulärer als das im Baumarkt verkaufte. Konsequenz: Weniger Müll, weniger Feinstaub, weniger Verletzte und trotzdem eine gute Show.

In diesem Sinne allen Lesern ein frohes und gesundes Jahr 2018 !

 

Chemtrails – oder: Wer sprüht denn da ?

Neulich abends am Lagerfeuer an der Elbe, kam ich nicht umhin zu hören, wie eine Bekannte sich mit einem der anderen Anwesenden über das Phänomen „Chemtrails“ unterhielt. Dies nahm ich zum Anlass, mich heute einmal mit diesem Thema aus der Welt der Verschwörungstheorien anzunehmen.

Erstmals tauchte die Verschwörungstheorie Ende der 1990er auf, als Reaktion auf ein Forschungspapier in dem die US Airforce über Wettermanipulation spekulierte. Seitdem begegnet man diesem Phänomen mit großer Regelmäßigkeit in den Onlinemedien.

Unter Chemtrails1 versteht man das angebliche heimliche Ausbringen von Chemikalien oder Mikroorganismen per Flugzeug getarnt als Kondensstreifen, zwecks Erfüllung finsterer Ansinnen wie schleichender Vergiftung der Bevölkerung bzw. Manipulation von Wetter und Weltklima.

Kondensstreifen hat jeder schon einmal am Himmel beobachtet: Ein Flugzeug fliegt vorrüber und hinterlässt streifenartige Wolken am Himmel. Die heißen ruß- und vor allem Wasserdampf haltigen Abgase des Fliegers treffen auf kalte Luft, wodurch der Wasserdampf zu Tröpfchen bis hin zu kleinen Eiskristallen kondensiert. Das Resultat ist besagter Wolkenstreifen.

Passiert dies in relativ trockener Luft, also dort wo die relative Luftfeuchte unter 100 % liegt, verdampft das Wasser relativ schnell wieder, also löst sich im wahrsten Sinne des Wortes in Luft auf. Die genaue Gestalt und das Auflösungsverhalten dieser Wolken ist dabei von vielen Faktoren wie Temperatur, lokaler Windgeschwindigkeit und relativer Luftfeuchte ab.

Ein paar Theorien

Soweit würde uns mancher Chemtrail-Beführworter auch zustimmen. Zwischen diesen herkömmlichen Kondensstreifen jedoch werden angeblich noch Chemikalien versprüht, so die Befürworter. Was die genaue Natur dieser Chemikalien und die Motivation hinter diesen Sprühmanövern angeht, ist man sich jedoch nicht einig. Hier ein paar Theorien:

  • Geoengineering: Unter diesem Begriff kann man solche Bemühungen zusammenfassen, die Klima und Wetter beeinflussen. Eine Theorie z.B. postuliert, dass durch großflächiges Ausbringen von Partikel eine Reflexion von Sonnenlicht bewirkt werden und so die Globalerwärmung bekämpft werden soll. Ebenfalls wird gerne das sogenannte Welsbach-Patent zitiert, in dem spezielle versprühte Partikel Wärmestrahlung absorbieren und in form von sichtbarem Licht wieder emittieren sollen. Ohne hier zu weit mit physikalischen Erklärungen auszuholen, sei nur soviel angemerkt, als das so grundlegende physikalische Gesetzmäßigkeiten wie der 2. Hauptsatz der Thermodynamik und das Plancksche Strahlungsgesetz ein solches Wirkprinzip sehr zweifelhaft erscheinen lassen.

  • Ebenfalls als gezielter Eingriff in die Umwelt kann eine gezielte Vergiftung des Bodens bzw. Veränderung des pH-Werts desselben gesehen werden. Normales Saatgut würde eingehen, während spezielles genetisch verändertes Saatgut weiter wachsen und somit Saatgutgroßkonzernen zu Milliardenverdiensten helfen würde. Während diese Theorie wissenschaftlich erstmal nicht völlig abwegig ist, darf sie aber auch angezweifelt werden, da auch andere Pflanzen angegriffen würden und letztendlich zum völligen ökologischen Kollaps führen würde. Womit sich die Saatgutkonzerne ins eigene Fleisch schneiden würden.
  • Reduktion von Überbevölkerung Schließlich gibt es Theorien zur gezielten Vergiftung der Bevölkerung. Wie dies genau geschehen könnte, da gibt es viele verschiedene teilweise recht exotische Theorien, die von simpler Vergiftung, bis hin zum Hervorrufen von Unfruchtbarkeit (Geburtenreduktion) reichen.
  • Ebenfalls beliebt: Psychopharmakologische Beeinflussung der Bevölkerung, um diese Gefügig zu machen. Oder, als Motiv der Reduktion von Überbevölkerung: Beeinflussung des Paarungsverhaltens der Bevölkerung, dass diese sich eher zum eigenen Geschlecht hingezogen fühlt. Eine Theorie die etwas an die hypothetische Sex Bomb oder Gay Bomb aus der US amerikanischen Forschung zum Thema nicht-tödliche Chemiewaffen erinnert.

Chemische Indizien & Probleme

Was genau wird denn da nun eigentlich versprüht ? Die Auswahl an möglicher Substanzen ist recht vielfältig: Barium- & Aluminiumverbindungen, Titan, radioaktives Thorium, Ethylendibromid (EDB), Polymerfasern, Aerosolimpfstoffe gegen Milzbrand & Masern (Impfgegner aufgepasst !) und und und… Insbesonders Barium ist ein Stichwort, dass immer wieder fällt.

Behaupten kann man ja viel. Daher ziehen immer mal wieder Befürworter der Theorie mit Meßequipment los, um die Ausbringung giftiger Substanzen nachzuweisen. So z.B. geschehen im Jahre 2007 durch den Amerikaner Bill Nichols. Experimenteller Aufbau: Zwei Glasschalen wurden ca. 1 Monat im Freien stehen gelassen, um Regen und andere vom Himmel herabfallende Emissionen aufzufangen. Diese Proben wurden sodann in Kooperation mit einem lokalen Radiosender zur Analyse geschickt. Die dabei entdeckten vermeintlich stark überhöhten Bariumwerte waren leider eine Fehlinterpretation des Analysenergebnisses auf Grund von inkorrekt durchgeführter Umrechnung von Maßeinheiten.

Zusätzlich gilt es zu Bedenken, dass eine einwandfreie Probennahme, so daß aussagekräftige Analysen erhalten werden, ein recht komplexes Unterfangen sein können. So gilt es z.B. zu Beachten, dass die Probe nicht durch kontaminierte Probengefäße eben mit dem gesuchten Stoff verunreinigt wird, so dass ein falsch-positives Ergebnis erhalten wird. Ein gutes Beispiel hierfür ist z.B. der Fall des Phantoms von Heilbronn, bei dem die Polizei aufgrund von kontaminierter Testbestecke für DNA Tests lange einem Phantom hinterher jagte.

Ebenso ist die Art und Weise, wie im genannten Beispiel Proben genommen wurde nicht ganz unproblematisch. So kann mit einer Probe, die 1 Monat mehr oder minder unbeaufsichtigt irgendwo rumsteht allerhand passieren.

Einen weiteren Faktor gibt es ebenso zu Bedenken: Geht man davon aus, dass die fraglichen Substanzen als Zusatz im Flugbenzin vorliegen, dann ergibt sich das Problem, dass diese a) in diesem löslich sein müssen und b) die Verbrennung des Treibstoffs unbeschadet überstehen müssen. Während a) für viele anorganische Salze der Metalle Barium und Aluminium ein Problem darstellt, ist Anforderung b) ebenfalls ein Problem, da bei den hohen Verbrennungstemperaturen organische Substanzen verbrennen und damit unschädlich werden und für viele reaktive anorganische Substanzen ebenso anzunehmen ist, dass sie in eine inaktive Form übergehen.

Bliebe also nur der Einsatz von speziellem Sprühequipment, was wieder ein Problem mit der Geheimhaltung nach sich zieht (siehe auch unten).

Schließlich gibt es immer mal wieder Bilder von Flugzeugen mit mysteriösen Tanks im Passagierraum oder vermeintlichen Sprühdüsen. Soweit ich dies jedoch aus den mir zur Verfügung stehenden Quellen beurteilen kann, handelt es sich bei dem Bildmaterial oft um aus dem eigentlichen Kontext gerissene Fotos bzw. teilweise sogar gezielt manipulierte Bilder.

Cabin nose section of 747-8I prototype
Chemtrail-Tanks ? Nein, eher Versuch zur Gewichtsverteilung mit Wassertanks in Passagierflugzeug Prototyp

 

Logistische Probleme

Gut, nehmen wir mal an, es gibt ein funktionierendes Wirkprinzip, welches via Flugzeug ausgebracht werden könnte. Die entsprechende technische Umsetzung einer lückenlosen Versprühung ist problematisch, wie man anhand einer überschlagsmäßigen Abschätzung (inspiriert von psiram.com) sehen kann:

Geht man von der geringen Dosierung von 1 mg pro m² aus, dann kommt man auf einen Materialbedarf von 1 kg pro km². Geht man von einer Landfläche von 10,2 Mio. km² für Europa aus, benötigt man 10200 t Material. Legen wir einen Airbus A3802 zu Grunde, der eine typische Nutzlast von 66 t hat, kann man sich vorstellen, dass man für eine einzelne flächendeckende Sprühung 155 Flüge bräuchte. Sind wir etwas großzügiger und nehmen ein Tankflugzeug A330 MRTT dann sind es immer noch 93 Flüge. In dem Falle wäre unser Flieger aber mit reinem Wirkstoff betankt. Sofern dieser nicht gleichzeitig ein gutes Flugbenzin ist, müßten wir ihn noch verdünnen, was die Anzahl der Flüge um 1 mg Wirkstoff auf den Quadratmeter zu bringen nochmal deutlich erhöhen würde. Schließlich müßten die Flüge auch regelmäßig durchgeführt werden, um einen Effekt von Partikeln in der Atmosphäre konstant aufrecht zu erhalten, da diese sich irgendwann Schwerkraftbedingt absetzen würden.

A-330-200 MRTT Australia (2)
A330 MRTT Lufttanker

Die Ausbreitung gasförmiger Stoffe kann auch eine ganz eigene Dynamik entwickeln. Denn Wind und Wetter spielen auch eine Rolle. Regen wäscht den Wirkstoff aus der Luft und Wind pustet ihn sonst wo hin u.a. auch dort hin wo man ihn nicht haben will.

Geht es nur um das flächenhafte Leutevergiften, ist Trinkwasser sicher ein geeigneteres Medium.

Überhaupt gibt es sicher effektivere Methoden, wollte man die Bevölkerung reduzieren. Allein schon eine Reduktion von Alkohol- und Tabaksteuern, Aufhebung von Geschwindigkeitsbegrenzungen und ähnliche Maßnahmen würden schon einen entsprechenden Effekt auf die Bevölkerung haben und von dieser sogar teilweise noch begrüßt werden.

Die Luft vergiften ? Danke, machen wir selbst…

Heimlich & Co.

Sehen wir einmal davon ab, das viele dieser Theorien wissenschaftlich nicht haltbar sind, so ergibt sich noch ein ganz anderes offensichtliches Problem: Um ein solches weltweites Geheimunterfangen durchzuführen und vor allen Dingen geheim zu halten, bedarf es einer großen Zahl an Eingeweihter: Von den strategischen Planern, über die Firmen, die technische Ausrüstung und Chemikalien herstellen und liefern, weiter zu den Flugbesatzungen, welche die Flüge durchführen, bis hin zu denen, die alles am Ende vertuschen. Aber je größer die Anzahl der Mitwisser, desto schwieriger ist die Geheimhaltung. Ein Phänomen, das jedem, der schonmal eine Überraschungsparty organisieren musste, wohl bekannt sein sollte. Hierbei wäre noch nicht mal berücksichtigt, dass alle benötigten Teilnehmer mit diesem unmoralischen Projekt einverstanden sein müssten. Und selbst wenn nicht jeder eingeweiht wäre: Genügend Zeit vorausgesetzt, findet sich früher oder später immer jemand, dem etwas verdächtig vorkommt.

Inspiration durch reale Vorkommnisse

Einen Eingriff in das Wetter mittels Flugzeug ist aber nicht völlig ein Phantasieprodukt, denn es gibt Hagelflieger und Wolkenimpfen. Hierbei werden kleine Flieger gezielt Schlechtwetterfronten geflogen, um die Wolken gezielt zum Abregnen zu bringen. Hiermit soll zum Beispiel Schaden durch Hagelschlag bei Bevölkerung und Landwirtschaft verhindert werden. Man versucht dies zu Erreichen, indem Silberiodid gelöst in Aceton ausgebracht wird oder am Flieger Fackeln mit Schießpulver/Silberiodid gezündet werden. Hierbei entstehen kleine Impfkristalle, die zur Tropfenbildung und damit Abregnen der Wolke führen sollen.

Die Effektivität dieser Hagelflieger wird jedoch angezweifelt. So sollte der G8 Gipfel in St. Petersburg durch Animpfen von Wolken frei von Regen gehalten werden, wurde jedoch dennoch von ergiebigen Regenschauern heimgesucht.

Motivation der Befürworter

Stellt sich also die Frage: Warum glaubt man an diese doch recht windige Theorie ? Man muß kein großer Beobachter der Medien sein, um zu Bemerken, dass aktuell und in jüngerer Vergangenheit in gewissen Kreisen die Tendenz besteht kein Gutes Haar an der Regierung zu lassen, bzw. ein Wirken düsterer Mächte auf Seiten der Großindustrie zu vermuten.

In der Tat gibt es unter der Anhängerschaft der politischen Rechten viele Chemtrail-Gläubige, da die Theorie gut in ihr ideologisches Gedankengebäude wider der Regierung und/oder der Supermacht USA passt. So versuchte zum Beispiel 2010 ein Abgeordneter der NPD im Landtag von Mecklenburg-Vorpommern mit einer Anfrage an die Landesregierung eine mögliche Wettermanipulation über MeckPomm aufzuklären. Auch in Österreich, hier seitens der FPÖ, sind solche Anfragen nicht unbekannt. Selbst bei den allmontaglichen Vorkommnissen in Dresden schimpft man auf Chemtrails.

Fairerweise muss man jedoch auch sagen, dass auch aus dem Lager der CDU oder der Grünen Beiträge zum Thema Chemtrail kommen. Entsprechende Beiträge aus dem rechten Lager sind jedoch dennoch weitaus häufiger.

Fazit

Vielgestaltig sind die Theorien zum Thema Chemtrail und ebenso vielgestaltig ist die Motivation aus der heraus man das Thema befürwortet, ob politische Motivation oder ökologisch motiviertes Mißtrauen gegen die Großindustrie (für die in vielen Fällen, tatsächlich wissenschaftlich belastbare Beweise für diverse Missetaten gibt).

Die Vorgetragenen Argumente für Chemtrails halten jedoch einer näheren Überprüfung nicht stand. Generell sind Theorien, die auf sehr komplexen Annahmen beruhen mit Problemen behaftet. Deshalb möchte ich dem geneigten Leser das Prinzip von Ockhams Rasiermesser ans Herz legen:

  • Von mehreren möglichen Erklärungen für ein und denselben Sachverhalt ist die einfachste Theorie allen anderen vorzuziehen.
  • Eine Theorie ist einfach, wenn sie möglichst wenige Variablen und Hypothesen enthält und wenn diese in klaren logischen Beziehungen zueinander stehen, aus denen der zu erklärende Sachverhalt logisch folgt.

Oder wie mein Mathelehrer es formulierte: Die einfachen Erklärungen sind oft die besten, die genialen sind meistens falsch.

  1. Kofferwort aus Chemicals (Chemikalien) und Contrails (Kondensstreifen).
  2. stellvertretend für ein großes Flugzeug