Edit 22.11.2022: Rechnung für J angepasst
Edit 25.09.2022: Neuer Ort fürs Final, Fragen und Antworten bleiben gleich, Rechenwege zur Ermittlung der Koordinaten wurden geändert
Fangen wir mit dem wichtigsten Teil dieses Rätsels an: Es gilt, die Koordinaten über die Beantwortung von Fragen zu ermitteln:
N 51° AB.CDE' E 6° FG.HIJ'
Nichts ohne Chemie
Überdüngung, Anreicherung der Atmosphäre mit schädlchen Gasen, Medikamentenskandale,…
Bei der Betrachtung der Probleme kommt rasch der Eindruck, dass das heutige Leben ohne „Chemie“ besser wäre. Wobei in diesem Zusammenhang weniger die Chemie als Naturwissenschaft gemeint ist, sondern nur die negativen Auswirkungen falscher Anwendung chemischer Reaktionen auf Mensch und Umwelt.
Chemie ist aber unvermeidbar. Alles, was lebt, lebt nur durch die chemische Reaktionen, welche sehr gut aufeinander abgestimmt sind. In der Natur hat sich ein Gleichgewicht eingestellt, so dass Stoffe auf- und abgebaut werden. Es gibt keine Anreicherung von Stoffen. Angetrieben wird dieser Kreislauf von der Energie der Sonne.
Seit einigen Tausend Jahren hat der Mensch angefangen, chemische Reaktionen zu nutzen. Rohstoffe werden der Natur entnommen, Abfälle in die Natur entlassen. Wohlstand, steigendes Lebensalter der Menschen, aber auch negative Aspekte sind verbunden mit der Nutzung von Chemie…
Entdeckung des Feuers
Vor ca. 1 Mio Jahren war es Homo Errectus, welcher sich das „Feuer untertan“ machte, d.h. die ersten Feuerstellen wurden in der Wonderwerk-Höhle (Südafrika) gefunden. In den Ascheresten fand man verbrannte Knochen- und Pflanzenreste, d.h. es wurde zu dieser Zeit schon gekocht. Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln macht viele Speisen bekömmlicher und dient der Konservierung. Bis heute sichern Verbrennungsvorgänge Wohlstand und Wohlergehen…
Frage: Eine natur- und ingenieurswissenschaftliche Disziplin hat ihren Ursprung im Studium der Dampfmaschinen und ging der Frage nach, wie man Wärme in mechanische Arbeit umwandeln kann. Wie nennt man sie bestehend aus zwei altgriechischen Worten?
Bilde aus dem Buchstabenwortwert die iterierte Quersumme, bis du eine Ziffer erhältst. Addiere 1 und damit hast du A.
Nutzung des Feuers
Bereits vor der Steinzeit (2 000 v. Chr.) wurde das Feuer bei der Töpferei benutzt. In der Steinzeit wurden mit dessen Hilfe Talg, Öl und Fette aus Lebensmitteln gewonnen. Diese dienten u.a. als Brennstoffe für Öllampen. In der Bronzezeit wurde Köhlerei (d.h. die Herstellung von Holzkohle) betrieben. Damit und mit den ebenfalls entwickelten Blasebälgen konnte gebrannter Kalk (genutzt als Bindemittel für Lehmmörtel) und Bronze gewonnen werden, mit der sich Sicheln, Beile, Messer, Schmuck und Schwerter anfertigen ließen.
Feuer
Frage: Aus welchen chemischen Elementen besteht Bronze?
Um B zu erhalten, bilde die Summe der Buchstabenwortwerte, berechne die Quersumme und addiere dann 3.
Weitere Entdeckungen im Altertum
Die Nutzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse für militärische Zwecke wird bis heute mit hoher Priorität betrieben. Vor langer Zeit wurde das Griechische Feuer, bestehend aus Schwefel, Naphtha, gebranntem Kalk und Kienspan, als Kriegswaffe eingesetzt.
Ganz „nebenbei“ entdeckte man die alkoholische Gärung und erste synthetisch hergestellte Medikamente (Kupfervitriol = Kupfersulfat als Brechmittel) bzw. Biozide (Schwefeldioxid zum Ausräuchern von Fässern und Arsenoxid zum Entseuchen z.B. von Getreidevorräten)
Auch wurden verschiedene chemische Stoffe für die Ledergerbung genutzt. Neben Kochsalz, Alaun und anderen Stoffen wurde aus Harn Salmiakgeist benutzt.
Frage: Salmiakgeist ist eine wässrige Lösung eines Gases. Wie heißt es?
C ist die Zahl der Buchstaben reduziert um 3.
Chemie des Mittelalters (650–1650 n.Chr.): Die Alchimie
In dieser Zeit trieb die Suche nach dem „Stein der Weisen“ die alchemistischen Philosophen zum experimentellen Arbeiten an. Diesen Stein hat man leider bisher noch nicht entdeckt, jedoch wurden während der Suche danach andere Entdeckungen gemacht: Der Phosphor wurde isoliert, das Porzellan wurde in Europa neu erfunden. (In China war dies schon früher bekannt.) Mit Schwarzpulver wurden die ersten Brandraketen betrieben, per Destillation wurden Alkohol und ätherische Öle aufkonzentriert. Mit verschiedenen Säuren konnten Metalle getrennt werden.
Frage: Noch einmal zurück zum Stein der Weisen: Irgendwie sucht man den auch heute noch. Auf den Körper sollte er heilend, stärkend und verjüngend wirken. Welches Element wollte man mit ihm herstellen?
D: Zahl der Buchstaben
Das 17. Jahrhundert: Die Chemie auf dem Weg zur wissenschaftlichen Disziplin
Grundlegendes Naturverständnis wurde in diesem Jahrhundert gelegt: Man entdeckte den Luftdruck und konnte ihn messen, das Gasgesetz wurde formuliert.
Die Waage wurde als wertvolles Messinstrument entdeckt, und man fand die Masseerhaltung: Bei einer Reaktion bleibt insgesamt die Masse der verbrauchten und entstehenden Stoffe erhalten. (Hitze und Kälte haben keine Masse.) Für die Verbrennungsprozessen entwickelt man eine Theorie: Alle brennbaren Körper enthalten „Phlogiston“. Bei der Verbrennung findet die Zerlegung in flüchtiges Phlogiston und unbrennbaren Teil, die Asche statt. Hier war man auf dem Holzweg…
Frage: Welches chemische Element verbirgt sich hinter „phlogistierter Luft“?
E ist die Ordnungszahl des Elements plus 2
Frage: Beim Erhitzen von Lebensmitteln laufen zahlreiche chemische Reaktionen ab. 17. Jahrhundert wurde der Dampfkochtopf erfunden. Wie hieß der Erfinder?
F: Zahl der Buchstaben des Nachnamens minus 2
Das 18. Jahrhundert: Neue chemische Elemente und Konzepte
Die Phlogistontheorie wurde abgelöst durch das Konzept der Oxidation (als Reaktion mit Luft). Viele chemische Elemente werden entdeckt. Viele Naturstoffe, wie z.B. Milchsäure, Cholesterin, Äpfelsäure wurden aus der Natur isoliert oder synthetisiert. Atommassen konnten gemessen werden. Daraus ergab sich, dass Reaktionen in festen Verhältnissen der Rohstoffe und Produkten vorausberechnet werden können. Bei der Sortierung der chemischen Elemente nach ihrer Atommasse erkannte man eine periodische Änderung der Eigenschaften: Das Periodensystem der Elemente wurde aus dieser Beobachtung im nächsten Jahrhundert entwickelt.
Frage: Im 18. Jahrhundert wurden auch Grundlagen für die Chemie von Batterien und Akkumulatoren werden gelegt. Unwissenheit schützt vor Auszeichnung nicht: Asteriod 10184 wurde nach einer Person benannt, welche die erste Batterie und den ersten Stromkreis baute. Wie ist der Name dieser Person?
G: Zahl der Buchstaben des Nachnamens minus 4
Das 19. Jahrhundert: Entwicklung vieler heute noch gültigen Konzepte, Begründung chemischer Industrie
Ein vielseitiges Jahrhundert für die Chemie: Über die Chlorknallgasreaktion, welche durch einen Blitz initiiert werden kann, wurde die Photochemie als Teilbereich der Chemie eingeführt. Später wurde hierdurch die Photographie ermöglicht.
Aus Naturkautschuk wurde zum ersten Mal das Isopren und damit der erste Baustein für Polymere und Kunststoffe isoliert. Wöhlers Ausspruch „Ich... muss ...sagen, dass ich Harnstoff machen kann, ohne dazu Nieren ... nötig zu haben.“, zeigt eine Art von Schock, dass in der Natur vorkommende Stoffe auch aus anorganischen Stoffen über künstliche Wege hergestellt werden können. Damit war die Organische Chemie begründet. Entsprechend wurden die ersten Aminosäuren und Zucker synthetisiert. Die Osmose wurde entdeckt. Das erste Benzinauto wurde gebaut, wobei wir wieder bei Verbrennungsvorgängen wären.
Frage: Sprengstoff kann zum Wohl oder zum Schaden von Menschen eigesetzt werden. Es ist möglich, dass Alfred Nobel den nach ihm benannten Preis aufgrund seines schlechten Gewissens, der Menschheit mit dem Dynamit eine effektive Waffe an die Hand gegeben hat, begründet hatte. Wie heißt der chemische Stoff, welcher die Sprengkraft des Dynamits verursacht und ebenfalls als Wirkstoff in Medikamenten eingesetzt wird? Gesucht wird der Trivialname.
H:Quersumme der Zahl der Buchstaben reduziert um 3
Frage: Die Entdeckung des Penicillins wird im Allgemeinen Alexander Flemming zugeschrieben. Jedoch wurde die Wirkung bereits früher festgestellt. Wie hieß der Arzt, der dies beobachtete?
I: Aus wievielen Worten bestehen Vor- und Nachnamen?
Das 20. Jahrhundert: Viele Entwicklungen und ihre Auswirkungen
Die Düngemittelindustrie basiert auf der Möglichkeit, aus Luftstickstoff Ammoniak und daraus Nitrat herstellen zu können. Dies können nur wenige Pflanzen.
Es wurden viele Entwicklungen und Entdeckungen gemacht. Dieser Abschnitt soll jedoch der dunklen Vergangenheit der Interessengemeinschaft IG Farben gewidmet werden.
Sie entstand 1925 aus dem Zusammenschluss von acht großen Chemieunternehmen, u.a. Bayer, BASF, Hoechst und Agfa. Heutzutage wäre die Bildung eines solchen Konzerns kartellrechtlich nicht möglich. Faktisch führte sie damals zur konkurrenzlosen Zusammenarbeit innerhalb der Interessengemeinschaft. Die Nähe zur NSDAP nahm unaufhörlich zu, z.B. beginnend über größere Spenden. 1937 wurden alle jüdischen Aufsichtsratsvorsitzenden entfernt und die verbliebenen traten in die NSDAP ein. Expansion fand teilweise über die „Arisierung“ vormalig jüdische Konkurrenten statt.
Die IG Farben konzentrierte sich auf die Herstellung von Sprengstoffen, Buna (synthetischer Kautschuk), synthetischem Benzin (um sich von Importen unabhängig zu machen). Des weiteren wurden die Kunstfaser Perlon (als Alternative zum in den USA entwickelten Nylon) und der Nervenkampfstoff Tabun entwickelt. Während des 2. Weltkrieges wurde eine Buna-Fabrik bei Ausschwitz gebaut, bei dem 20 000 bis 25 000 Zwangsarbeiter ihr Leben ließen.
Frage: Bis zu welchem Jahr waren die Aktien der IG Farben noch börsennotiert?
J: Letzte Ziffer der Jahreszahl
Aber es wäre unfair, das 20. Jahrhundert nur so zu charakterisieren. Danach kamen noch viele Entdeckungen
1951: Erste Kunstfaser-Textilfabrik (Krefeld)
1953: Entdeckung der Doppelhelixstruktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA)
1969: Erste Phenolharz- und Carbonfasern
1970: Erstes künstlich erzeugtes Gen (Beginn der Gentechnologie in der Biochemie/Biotechnologie)
1973: Erstsynthese von B-12-Vitamin (Cobalamin),
1978 (ca.): Erstentdeckung organischer Moleküle in interstellarer Materie (z. B. Essigsäure, Methylcyan, Aminomethan, Wasser, Ethanol usw./ radioastronomisch)
1997: Entwicklung einer hochauflösenden Hochgeschwindigkeits-Videokamera zur Sichtbarmachung atomarer Vorgänge und Reaktionen (dynamisches Videomikroskop)
1999: Entwicklung völlig neuartiger und z.T. biotechnologischer Hybridmaterialien (z. B. synthetische Muskeln oder lichtemittierende Polymere), Entdeckung der „Spin-Elektronik“ (evtl. Entwicklung stromloser Arbeitsspeicher).
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Arne Hückelheim, DiwaliOilLampCrop, CC BY-SA 3.0