Archiv - Adventsrätsel 2019

Das nächste Adventsrätsel beginnt schon am 29.11.2020. Alle Informationen findet ihr hier.

Aufgabe - Heiligabend:

Was wäre die Weihnachtszeit ohne Zucker? Keine Plätzchen, kein Glühwein, keine Schokolade. Der gewöhnliche Haushaltszucker enthält Glucose. Aber man kennt auch Milchzucker, die Lactose, oder Fruchtzucker, die Fructose. Was haben alle diese Zucker gemeinsam? Genau: sie enden auf die Silbe „-ose“. Damit werden in der Chemie allgemein Zucker benannt. 

 

Welchen weihnachtlichen Zucker gibt es wirklich? Tipp: Der Zucker ist Bestandteil der Verbindung Rudolphomycin.

a) Santaclose

b) Rednose

c) Christmose

Auflösung - Heiligabend

korrekte Antwort: b) Rednose

 

Der Name Rednose wurde von Doyle in seinem 1978 erschienenen Paper „Antitumor Agents from the Bohemic Acid Complex“ eingeführt. Es handelt sich um einen Bestandteil des Antitumor-Wirkstoffs Rudolphomycin. Dieses ist übrigens nicht nach Rudolph dem Rentier benannt, sondern wurde von seinem Entdecker Nettleton nach einer Figur in der Weihnachtsoper „La Bohème“ von Puccini benannt.  Es wurde im Fermentationsprodukt einer Bakterie entdeckt, gemeinsam mit sechs weiteren ebenfalls nach Figuren der Oper benannten Verbindungen. Der Oberbegriff der Verbindungen ist wenig überraschend „bohemic acid“.

 

Um einen weltweiten Austausch zu ermöglich werden chemische Verbindungen meist nach den IUPAC-Richtlinien benannt. Diese Namen sind jedoch meist kompliziert. Um einen leichteren Umgang zu ermöglichen werden darum sogenannte Trivialnamen eingeführt. Die Entdecker der Verbindungen dürfen dafür Vorschläge machen. Wir finden diesen weihnachtlichen Vorschlag besonders schön! 

Aufgabe - 4. Advent:

Jeder wünscht sich zu Weihnachten Schnee. Aber für Schnee muss es auch schön kalt draußen sein. Zum Glück kann man sich Abhilfe schaffen mit sogenannten Taschenwärmer. Das sind mit einer Salzlösung gefüllte Taschen, die ein kleines Metallplättchen enthalten. Knickt man nun dieses Plättchen wird die Lösung fest und der Taschenwärmer wird warm. Aber wieso passiert das eigentlich? 

 

Warum muss das kleine Metallplättchen vom Taschenwärmer geknickt werden, damit er warm wird?

 

a) Im Plättchen befindet sich eine spezielle Chemikalie, die beim Knicken freigesetzt wird.

b) Das Plättchen funktioniert wie eine kleine Heizung, wenn man es knickt, wird es heiß.

c) Beim Knicken wird das Plättchen magnetisch.

 

d) Das Knicken führt die nötige Aktivierungsenergie zu.

Auflösung - 4. Advent

korrekte Antwort: d) Das Knicken führt die notwendige Aktivierungsenergie zu.

 

Taschenwärmer sind meist mit in Wasser gelöstem Natriumacetat gefüllt, das als unterkühlte Schmelze vorliegt. Wird nun das kleine Metallplättchen geknickt, führt es die nötige Aktivierungsenergie zu und das Natriumacetat kristallisiert. Es handelt sich bei Natriumacetat um einen Latentwärmespeicher, das heißt ein Großteil der thermischen Energie ist im Phasenwechsel von flüssig nach fest gespeichert. Die Schmelztemperatur von Natriumacetat-Trihydrat liegt bei ca. 58°C. Der Vorgang ist reversibel, das heißt durch Erwärmen des Taschenwärmers über die Schmelztemperatur (z.B. in heißem Wasser) wird das Salz wieder geschmolzen und der Taschenwärmer kann erneut verwendet werden. Beim Schmelzen nimmt das Natriumacetat-Trihydrat Energie auf, die beim erneuten Kristallisieren freigesetzt wird und unsere Hände erwärmt.

 

Aufgabe - 3. Advent:

Langsam wird es Zeit den Baum zu schmücken. Aber auch das wäre nur halb so schön ohne Chemie. Denn ohne Chemie würden die Christbaumkugeln nicht so schön glänzen. Die Silberbeschichtung wurde schon 1870 von Justus von Liebig entdeckt. Hierzu wird Silbernitrat-Lösung mit Ammoniak-Lösung versetzt und anschließend zum Beispiel Glucose zugegeben. Jetzt nur noch ein bisschen in heißem Wasser schwenken und die Christbaumkugel ist versilbert. Kommt dir bekannt vor? Genau, in der Schule wird dieselbe Reaktion zum Nachweis von Aldehyden genutzt. 

 

 Welche Nachweisreaktion für Aldehyde funktioniert nach demselben Prinzip?

 

a) Tollens-Probe

b) Fehling-Probe

c) Schiffsche Probe

d) Knallgasreaktion

Auflösung - 3. Advent

korrekte Antwort: a) Tollens-Probe

 

Christbaumkugeln werden nach demselben Verfahren versilbert, das auch für die Tollensprobe (auch genannt Silberspiegelprobe) genutzt wird. Die Tollensprobe weist Aldehyde nach. Hierfür wird eine Silbernitrat-Lösung mit Ammoniak versetzt. Wird nun ein Aldehyd dazugegeben, fällt Silber aus. Der Ammoniak ist nötig, um das Gleichgewicht zu verschieben. Es handelt sich um eine Redoxreaktion, bei der das Aldehyd zu einer Carbonsäure oxidiert wird. Genau genommen liegt das Silber übrigens als Silberammin-Komplex vor und nicht als reine Silberionen. Dieselbe Reaktion wird auch zur Herstellung von Spiegeln verwendet. Aber echte Chemiker verspiegeln natürlich Reagenzgläser!

Aufgabe - 2. Advent:

Advent, Advent, ein Lichtlein brennt... Besonders weihnachtlich wird es, wenn die ersten Kerzen angezündet werden. Als richtiger Chemiker pustet man die Kerzen aber nicht aus, sondern man benutzt… genau: Backpulver! Dazu mischt man einfach in einem Glas Backpulver mit Essig und hält die Öffnung über die Kerze. Und schon ist die Kerze aus! ... Glaubst du nicht? Dann schau dir mal das Video an!

 

 

Welches Gas entsteht bei der Reaktion von Backpulver mit Essig?

 

a) Stickstoffdioxid

b) Wasserstoff

c) Sauerstoff

d) Kohlenstoffdioxid

Auflösung - 2. Advent

korrekte Antwort: d) Kohlenstoffdioxid

 

Ein richtiger Chemiker löscht seine Adventskerzen mit Backpulver und Essig. Backpulver enthält nämlich Natriumhydrogencarbonat, das mit der Säure reagiert und dabei Kohlenstoffdioxid freisetzt. Kohlenstoffdioxid ist schwerer als Luft und fließt aus dem Glas direkt auf die Kerze. Die Kerze braucht aber Sauerstoff zum Brennen und geht darum aus. Die Gasfreisetzung von Backpulver wird normalerweise zum Auflockern von Kuchen, Brot und natürlich Plätzchen benutzt. Handelsübliches Backpulver besteht neben Natriumhydrogencarbonat aus einem Säuerungsmittel und einem Trennmittel. Mit Feuchtigkeit und Wärme setzt es im Backofen Kohlenstoffdioxid frei und der Kuchen geht auf. Auch andere Triebmittel setzen übrigens CO2 frei, zum Beispiel Hefe und Hirschhornsalz. 

Aufgabe - 1. Advent:

Was an Weihnachten selbstverständlich nicht fehlen darf, sind die Plätzchen. Besonders gerne mag Max Vanillekipferl. Dass die so gut nach Vanille schmecken, liegt am Aromastoff „Vanillin“. Auf der Verpackung liest Max, dass das Vanillin ein „natürliches Aroma“ ist. Als „natürliches Aroma“ gelten laut Verordnung 1334/2008 des europäischen Parlaments: „Aromastoffe, die durch geeignete physikalische, enzymatische oder mikrobiologische Verfahren aus pflanzlichen, tierischen oder mikrobiologischen Ausgangsstoffen gewonnen werden“.

 

Woraus stellte die japanische Wissenschaftlerin Mayu Yamamoto in ihrer 2008 veröffentlichten Studie "natürliches" Vanillin her?

 

a) Kurkuma

b) Altpapier

c) Kuhdung

d) Erdöl

Auflösung - 1. Advent:

 korrekte Antwort: c) Kuhdung

 

In ihrer Studie hat die japanische Wissenschaftlerin Mayu Yamamoto gezeigt, das Vanillin durch das Erhitzen von Kuhdung gewonnen werden kann und damit einen IG Nobel Price – einen Preis für Forschung, die erst zum Lachen und dann zum Denken anregt – gewonnen. Kuhdung enthält nämlich Lignin aus dem Futter, das die Kühe gefressen haben. Dieses Lignin kann in Vanillin umgesetzt werden. Tatsächlich stammen mehr als 99% des produzierten Vanillins nicht aus Vanilleschoten. Ganz so exotisch wie Kuhdung muss es aber nicht sein, häufig wird das Lignin aus Papierabfällen gewonnen. Aber auch biotechnologisch kann Vanillin hergestellt werden, zum Beispiel aus Kurkuma, Nelkenöl oder Glucose. Der Vorteil: wird das Vanillin biotechnologisch und aus natürlichen Rohstoffen gewonnen, so darf es offiziell als „natürliches Aroma“ bezeichnet werden. Anders ist das zum Beispiel bei Vanillin aus Erdöl, das durch chemische Prozesse gewonnen wird.