Basteln mit Chemikalien und Kunststoffen
Früher galt die Chemie als »schwarze Magie«, heute begegnen wir ihr überall, auch im Haushalt. Wir wissen, dass wir Wäsche mit »Crni bik« oder anderen Waschmitteln leicht reinigen können. Vielen ist bekannt, dass sich durch Tetraethylblei die Oktanzahl von Benzin erhöht. Natürlich machen solche Kenntnisse einen Menschen nicht zu einem Chemiker. Um es doch ein wenig zu werden, machen wir uns mit den Grundlagen der Chemie vertraut:
Ein Stoff, der sich mit einfachen physikalischen Methoden (Auslesen, Sieben, Magnet usw.) in andere Stoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften zerlegen lässt, wird Gemisch genannt. Jener völlig homogene Stoff, der sich mit solchen einfachen Methoden nicht in Bestandteile mit unterschiedlichen Eigenschaften zerlegen lässt, wird Verbindung genannt.
Verbindungen bestehen aus Molekülen, die aus Elementen aufgebaut sind, welche durch bestimmte chemische Bindungen verknüpft sind. Diese Bindungen lassen sich nicht einfach trennen. Das Zerstören, das Aufbrechen dieser Bindungen erfordert größere Kräfte, chemische Einwirkungen. Dann zerfallen die Moleküle in die Elementaratome. Lange Zeit nahm man an, dass Atome sich nicht weiter teilen lassen. In unserem Jahrhundert wurde die frühere Annahme bestätigt, dass Atome aus noch kleineren elementaren Teilchen bestehen, die sich sowohl in der Größe als auch in der elektrischen Ladung voneinander unterscheiden. Die positivsten elementaren Teilchen sind das positiv geladene Proton, das neutrale Neutron und das negative Elektron.
In allen Verbindungen von 92 natürlichen Elementen sind nur 15 bis 20 Elemente beteiligt.
Das Gewicht der Atome der Elemente messen wir dadurch, dass wir vergleichen, wie oft sie schwerer sind als die Atome des leichtesten Elements Wasserstoffs (nach der neueren Definition als 1/12 des Kohlenstoffatoms.
Keines der Elemente kann sich mit einem anderen Element in beliebigen, irgendwelchen Mengen verbinden. Die Möglichkeit, ein Wasserstoffatom chemisch zu binden, betrachten wir als einwertig. Daher ist das Wasserstoffatom einwertig. Ein Atom, das mit einem Wasserstoffatom eine Verbindung bildet, ist ebenfalls einwertig. Bindet ein Element zwei, drei, vier usw. Wasserstoffatome, dann ist es zwei-, drei-, vier- usw. wertig. Die Achtwertigkeit ist die höchstmögliche Wertigkeit eines Elements. Es gibt jedoch Elemente mit mehreren Wertigkeiten; sie haben eine veränderliche Wertigkeit.
Die Hauptgruppen von Verbindungen sind anorganische und organische Verbindungen. In organischen Verbindungen ist Kohlenstoff enthalten, während in anorganischen - mit seltenen Ausnahmen - kein Kohlenstoff vorhanden ist.
Der Grund für das Vorhandensein einer großen Zahl organischer Verbindungen liegt in der Möglichkeit der gegenseitigen Bindung von Kohlenstoffatomen, also in der Bildung von Kohlenstoffketten. (Die Bezeichnung organische Verbindungen rührt von der früheren Auffassung her, dass nur lebende Organismen sie erzeugen können.)
SÄUREN sind gefährliche zerstörerische Stoffe, die auf der Haut oder im Magen schwere, brandähnliche Wunden verursachen. Säuren lassen sich mit Hilfe von Lackmuspapier leicht erkennen, da blaues Lackmus in Säure rot wird. Bei der Arbeit mit Säuren sind Schutzbrille und Gummihandschuhe unerlässlich. Wenn trotz Vorsicht ein Tropfen Säure auf unsere Haut gefallen ist, sollte er zuerst mit einem trockenen Tuch abgewischt, dann unter fließendem Wasser abgewaschen und schließlich der Säurerest mit einer Natriumbicarbonat-Lösung neutralisiert werden (Abb. 1).
ABBILDUNG 1
BASE sind Reaktionsprodukte von Metalloxiden mit Wasser. Als Laugen bezeichnet man Basen, die wasserlöslich sind und eine ätzende Wirkung besitzen. Sie lassen sich leicht erkennen, da sie rotes Lackmuspapier blau färben. Es sind stark ätzende Stoffe. Wunden durch sie heilen schwerer als Wunden, die durch Säuren verursacht werden. Die Arbeitsschutzvorschriften sind dieselben wie bei Säuren. Bei Verletzungen sollte die Haut mit verdünnter Säure gewaschen werden (zum Beispiel mit Essigsäure).
SALZE entstehen durch die Reaktion von Basen und Säuren. Sie greifen die Haut nur wenig oder gar nicht an. Bei der Arbeit mit Salzen ist dennoch vorsichtig vorzugehen, da einige giftig sind.
Chemikalien im Haushalt
Das ist seit langem bekannt, insbesondere bei der Konservierung von Lebensmitteln.
Konservierungsmittel können unterteilt werden in:
1. Stoffe, die gleichzeitig Geschmack verleihen und Produkte konservieren: Zucker, Salz, Essig, Fett, Zitronensäure, Weinsäure.
2. Stoffe zur Vernichtung von Mikroorganismen: Salpeter, Glutaminsäure, Alaun, Kalkmilch, Salizyl, Benzoesäure und Natriumbenzoat.
3. Galertartige Stoffe, Farben und Gewürze.
Zucker. Fügt man 55% Zucker hinzu (Zucker =C12H22O11), so haben wir ein Erzeugnis (aus Pflaumen, Himbeeren, Aprikosen, Birnen, Äpfeln) ohne Zusatz anderer Chemikalien vollständig konserviert (süße Konserve). Mehr als 55% Zucker sollte nicht zugesetzt werden, da es sonst zur Kristallisation des Zuckers kommt. Ein Wert unter 50% Zucker konserviert nicht. Beim Zusetzen von Zucker zu sauren Lebensmitteln ist nur kurz zu kochen, da es zur Zersetzung des Zuckers kommt.
Salz. Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl) verleiht ebenfalls Geschmack und konserviert zugleich. Die konservierende Wirkung beruht auf der Hygroskopizität des Salzes (es nimmt Feuchtigkeit auf). Wenn Fleisch gesalzen wird, bindet das Salz eine gewisse Wassermenge nicht nur aus dem Fleisch, sondern auch aus den Bakterien und zerstört sie dadurch. Auch die übrigen Mikroorganismen können ohne Wasser nicht überleben.
Salpeter. (Kaliumnitrat, KNO3). Salziges, bitteres, weißes, kristallines Pulver. Es ist neutral. Zur Konservierung von 2,5 kg Fleisch lösen wir 0,5 Gramm Kaliumnitrat in 100 g warmem Wasser auf. Das zerkleinerte Fleisch wird mit dieser Lösung angefeuchtet. Auf die genaue Dosierung ist zu achten, da Kaliumnitrat in größeren Mengen sehr bitter und giftig ist.
Glutaminsäure (Amino–pyrovininsäure, Aminoglutarsäure, НООС-СН2-СН2–СН(NH)2–СООН ist eine Aminosäure, die in fast allen Eiweißen vorkommt. Sie wird zur Herstellung von Konzentraten verschiedener Suppen und Brühen (Podravka, Knorr usw.) bzw. zur Konservierung von Fleisch verwendet. Auf 1 kg Fleisch werden 5 g gelöster Glutaminsäure gegeben.
Alaun (Kalium-Aluminium-Sulfat, KAl(SO4)2 wird in reinem Zustand zum Konservieren bzw. zum Festigen der Struktur weicherer Früchte und Gemüse verwendet, damit sie während des Konservierens nicht zerfallen oder sich auflösen. Für 1 kg Obst bzw. Gemüse werden 1,4 g Alaun verwendet.
Kalkmilch. Sie besitzt die gleiche Wirkung wie Alaun: 0,5 kg gebrannten Kalk lösen wir in 5 Litern Wasser und lassen ihn über Nacht stehen, dekantieren sorgfältig (gießen etwa 2/3 der klaren Lösung ab) und in dieser Kalkmilch [Ca(OH)2] benetzen wir Obst oder Gemüse bis 15-20 m Minuten und spülen es am Ende mit warmem Wasser ab.
Zitronensäure. Zitronensäure ist im Pflanzenreich sehr weit verbreitet. Sie kommt in fast jeder Frucht vor (Oxy–propan–Tricarbonsäure, C6H8O7) Geruchlose, farblose Kristalle der Zitronensäure lösen sich in warmem Wasser. Auf 1 kg Obst benötigt man 1 bis 2 g Säure.
Weinsäure. Farb- und geruchlos (C4H6O6), deren Kaliumsalz im Wein vorkommt. Die Wirkung dieser Säure ist der der Zitronensäure ähnlich.
Essigsäure. Farblos, stechend riechend, stark saure, ätzende Substanz (СН3СООН). Sie ist ein großer Feind von Schimmel und Bakterien. Oberhalb einer bestimmten Konzentration können Bakterien im sauren Milieu nicht leben. Deshalb wird Essigsäure sehr häufig zur Konservierung verwendet. Im Handel ist sie in verschiedenen Konzentrationen (Stärken) erhältlich. Für 1 kg eines Produkts genügen etwa 2-3 Deziliter einer 10%-igen Essigsäurelösung. Essigsäure zerstört eine große Zahl von Metallen (Eisen, Aluminium, Kupfer, Zink). Die mit Kupfer oder Zink entstandene Verbindung der Essigsäure ist giftig, daher kann als Verpackung für Essigsäure nur ein Behälter aus Glas, Keramik, Email, Kunststoff oder Holz dienen.
Salicylsäure ist ein weißes, nadelförmiges, kristallines, geruchloses Pulver (C6H4(OH)COOH). Sie ist ein Zellgift und zerstört Bakterien und Sporen. In größeren Mengen ist sie auch für den menschlichen Organismus giftig; daher wird sie zur Konservierung in kleineren, genau festgelegten Mengen verwendet. Auf 1 kg Obst werden maximal 0,8 g zugesetzt.
Benzoesäure ist eine weiße, seidige, nadel- oder blattförmige kristalline Substanz (Н6С5СООН). Sie vernichtet Bakterien und Sporen ausgezeichnet. In größeren Mengen wirkt sie auch schädlich auf den Organismus, daher werden auf 1 kg Produkt nur 0,5 Gramm zugesetzt.
Klebstoffe
Eine große Zahl synthetischer Klebstoffe erobert zunehmend den Markt. Doch der Name »Universalkleber« darf uns nicht täuschen. Diese Klebstoffe sind gut, aber nicht universell; auf manche Werkstoffe haften sie gut, auf andere schlecht.
Wir nennen einige der wichtigsten Klebstoffe, die auf dem heimischen Markt erhältlich sind, mit einem Hinweis darauf, welche Materialien mit diesen Klebstoffen am besten verklebt werden können.
Leim, (Knochen-, Hautleim) dient zum Verkleben von Papier, Holz, Textilien, Zellophan sowie zum Verkleben dieser Materialien mit Haut und Glas.
Benzol ist ein Lösungsmittel für Polystyrol, bzw. dessen Klebstoff. Außer dem gegenseitigen Verkleben von Polystyrolplatten werden mit Benzol auf Polystyrol auch Plexiglas, Celluloid und Cellophan geklebt.
Wasserglas wird zum Verkleben von Glas und harten Materialien verwendet, wie Bakelit mit Textilien, Papier, Metallen, Porzellan und Keramik, bzw. dieser untereinander.
Chloroform ist ein Lösungsmittel bzw. Klebstoff für Plexiglas. Plexiglas kann mit Chloroform auf Glas, Keramik, Porzellan, Polystyrol und Celluloid geklebt werden.
Boropor klebt Gummi auf Gummi, Gummi auf Metall, Leder, Glas, Porzellan, Holz und Textil. Ebenso Leder auf Metall, schwächer auf Glas und Holz.
Der Oho »Universal«-Kleber wird mit Erfolg zum Kleben von Glas, Porzellan, Holz, Polypast und Metall verwendet.
Rizopren (synthetischer Kautschuk) wird vor allem zum Verkleben von Gummi und Leder verwendet. Es wird auch für das Verkleben von Linoleum, Podolit, Vinaz-Platten und Parkett auf Beton empfohlen.
Savanol wird zum Kleben von Leder, Gummi, Ultra-Pass, Teppichboden, Textilien, Holz, Salonit und verzinktem Blech verwendet.
Neostik un »universeller« Klebstoff. Er kann zum Verkleben verschiedener Materialien verwendet werden; Leder, Holz, Gummi, Textilien usw.
Drvofix ist ein Holzleim für Holz, Holzplatten (Paneel, Spanplatte u. Ä.), Styropor mit Holz, Parkett auf Holzuntergründen u. Ä.
Teleol (Neopren). Klebstoff zum Verkleben von Leder, Gummi, Kunststoffen, Textilien, Holz, PVC-Bodenbelägen usw.
Krautoxin (Kunstsoff aus der Tube). Zweikomponentenklebstoff, bei dem die beiden Komponenten zunächst gemischt und anschließend innerhalb einer halben Stunde verwendet werden. Klebt Metall, Stein, Glas, Porzellan, thermostabile Polyplaste (Bakelit) usw.
Epoxid-Klebstoffe, wie: ARALDIT (Schweiz), ЕРON (Shell), EPILOX (Buna-werke), EPORESIT (Ungarn), sind gelegentlich auf dem Markt in Form von Pulver, Paste, Stäbchen, Emulsionen erhältlich. Es sind ausgezeichnete Klebstoffe, besonders beim Verkleben von Metall mit Metall bzw. mit Gummi, Leder usw.
Desmodur, Desmoden sind Polyurethanklebstoffe; sie werden beim Verkleben von Metall mit Gummi bzw. von Metall mit Metall eingesetzt.