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bäumen. Die Pollen von Kiefern, Tannen und Fichten haben trotz ihrer teilweise hohen Konzentration in der Luft nur ein sehrgeringes allergenes Potenzial. Als besonders „aggressiv“ geltendagegen die Pollen von Birke, Erle, Esche und Hasel. Auch Roggen-pollen verursachen heftige Symptome. Ein ebenfalls hohes aller-genes Potenzial haben die Pollen von Honig-, Hundszahn-, Ris-pen- und Knäuelgras, von Ruch-, Strauß- und Wiesenlieschgrassowie von Hohem Schwingel, Wiesenfuchsschwanz und Lolch.Von den Kräutern führen Beifuß, Gänsefuß, Sauerampfer undWegerich am häufigsten zu Beschwerden.

Kreuzallergien

� Bäume: Innerhalb der einzelnen Baumarten bestehen zum Teilbotanische Verwandtschaften, die gleiche Krankheitssymp-tome (Kreuzreaktionen) hervorrufen können. Wer zum Beispielallergisch gegen Birke oder Erle ist, reagiert oft auch überemp-findlich auf Eiche oder Hasel und umgekehrt. Es werden alsojeweils identische Symptome ausgelöst – auch wenn nur eine

Allergischer Schnupfen (allergische Rhinitis)44

1 Honiggras2 Hundszahngras3 Rispengras4 Knäuelgras5 Ruchgras6 Straußgras7 Wiesenlieschgras8 Hoher Schwingel9 Wiesenfuchsschwanz

10 Lolch11 Beifuß12 Gänsefuß13 Wegerich14 Sauerampfer

1 2 3

654

Heuschnupfen (Pollinosis) 45

Allergie auf eine bestimmte Baumart (etwa auf Birke) nach-gewiesen wurde. Außerdem bestehen Kreuzreaktionen mit be-stimmten Nahrungsmitteln wie Nüssen, Stein- und Kernobst.

� Gräser: Auch unter nahezu allen Gräsern bestehen Kreuzreak-tionen. Außerdem können Gräserpollenallergiker überemp-findlich auf den Verzehr von Hülsenfrüchten wie Erbsen, Boh-nen, Linsen, Soja und Erdnüsse reagieren.

� Kräuter: Wer beim Einatmen von Kräuterpollen wie zum Bei-spiel Beifuß oder Gänsefuß Heuschnupfen bekommt, verträgtunter Umständen bestimmte Lebensmittel nicht. Dazu zähleninsbesondere Sellerie (roh und gekocht), Tomate sowie Ge-würze wie Pfeffer, Paprika, Muskat und andere.

Welche Pollen sind wann unterwegs?

Je nachdem, zu welcher Jahreszeit sie durch die Luft schwirren,werden die Pollen in Frühblüher (Januar bis April), Mittelblüher(Mai bis August) und in Spätblüher (September bis Oktober) eingeteilt. Jede Pflanzenart hat ihre Hochsaison für Pollen: Zu-

7 8 9 10

11 12 13 14

regionalen Charakter – für Normalanlegermeist die einzige Alternative, um über-haupt an diesen Märkten investieren zukönnen. Ein Beispiel sind die chinesischenBörsen.

Generell taugen Länderfonds aber kaumfür eine längerfristige Anlage. Zumindestist dieser Fondstyp alles andere als bequemzu handhaben, denn anders als einen „Aktienfonds Welt“ muss der Anleger ihnlaufend im Auge behalten. Dann kann erallerdings, richtiges Timing vorausgesetzt,von den Chancen einzelner Märkte im

Vergleich zu einem breit streuenden „Aktienfonds Welt“ überpro-portional stark profitieren.

Branchen- und Themenfonds

Das weite Feld der Aktienmärkte erlaubt es nicht nur, das Anlage-konzept eines Fonds nach Regionen auszurichten. Genauso gut ist es möglich, den Anlagekosmos thematisch einzugrenzen. Diezahlenmäßig stärkste Gruppe von Fonds, die sich auf bestimm-te Themen beschränken, sind Branchenfonds. Manager von Bran-chenfonds kaufen ausschließlich Aktien von Unternehmen, die

allesamt in einem bestimmten Wirt-schaftszweig tätig sind. Bei einem Rohstoff-fonds zum Beispiel können das Minen-gesellschaften, Hüttenbetreiber, aber auchProduzenten von Bohrwerkzeugen undFördermaschinen sein, um nur einige zu nennen.

Darüber hinaus ist es in den vergange-nen Jahren in Mode gekommen, Fonds aufzulegen, die sich einem bestimmten„Anlagethema“ widmen. Auch wenn dieser Trend aus Sicht des Anlegers glück-licherweise wieder abebbt, beherrschtenSchlagwörter wie Internet, New Economy,Gesundheit, Umwelt oder Sport lange Zei-ten das Geschehen auf dem Fondsmarkt.Ein solches Anlagethema bietet auf der einen Seite den Vorteil, dass der Anleger

Die wichtigsten Fondstypen42

Die wichtigsten Länderfonds im Überblick

Aktienfonds AustralienAktienfonds DeutschlandAktienfonds FrankreichAktienfonds GroßbritannienAktienfonds ItalienAktienfonds JapanAktienfonds NordamerikaAktienfonds SchweizAktienfonds Spanien

Branchen-/Themenfonds

Renditechance

Sicherheit

Steuereffekt

Bequemlichkeit

Anlagehorizont Kurz

Fondscharakter: Beimischung

Geeignet für: Spekulative Beimischung fürAktienfondsanleger, die gezielt in einzelneBranchen investieren oder auf einen be-stimmten Anlagetrend setzen wollen.

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Aktienfonds sonstige RegionenRegionenfonds, die außerhalb von Europa anlegen, beziehen sichauf Asien – in erster Linie das Pazifikgebiet (wahlweise mit undohne Japan) – und Nordamerika.

Sonderfall Emerging MarketsEine Sonderstellung unter den Regionenfonds bilden Schwellen-länderfonds – in der Fachsprache Y Emerging-Markets-Fondsgenannt. Diese Schwellenländer bilden unter Anlagegesichts-punkten einen Gegenpol zu den Börsen der großen und etablier-ten Volkswirtschaften, wobei es mit anderen, hier beschriebenen

Fondsgruppen durchaus zu Überschnei-dungen kommen kann. Ein AktienfondsEuropa oder Asien zum Beispiel kann auch die Schwellenländer in „seiner“ Re-gion mit einbeziehen. Die Strategie lupen-reiner Emerging-Markets-Fonds bestehtjedoch darin, dass sie sich ausschließlichauf diese Ländergruppe konzentrieren.

Es gibt keine allgemeingültige, wissen-schaftlich exakte Definition, wann eineVolkswirtschaft zu dieser Gruppe gehört.Aber wenn Anlageexperten von EmergingMarkets sprechen, meinen sie üblicher-weise die sich entwickelnden Börsen inMittel- und Lateinamerika (Argentinien,Brasilien, Mexiko), Osteuropa (Russland,Polen, Tschechien, Ungarn), Südostasien(Südkorea, China) und Afrika (in ersterLinie Südafrika).

Wo Chancen locken…Was diese Märkte für Anleger so interessantmacht, ist ihr enormes Wachstumspoten-zial. In den vergangenen Jahren war dasKonjunkturtempo in Ländern wie China,Indien und Brasilien wesentlich höher alsdas der „etablierten“ Industrieländer. Zu-gleich stellen diese Staaten Milliardenmärk-te dar – etwa für Konsumprodukte undFinanzdienstleistungen. Viele Fachleutehalten daher diese Aktienmärkte für diegewinnträchtigsten der Zukunft. Zudem

Aktienfonds 39

Emerging Markets(engl.): AufstrebendeMärkte.

œ

Aktienfonds Emerging Markets Global/Regionen

Renditechance

Sicherheit

Steuereffekt

Bequemlichkeit

Anlagehorizont Kurz bis mittel

Fondscharakter: BeimischungGeeignet für: Beimischung für ein breitgestreutes Aktienfondsdepot.

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Aktienfonds sonstige Regionen

Renditechance

Sicherheit bis

Steuereffekt

Bequemlichkeit

Anlagehorizont Lang

Fondscharakter: Baustein

Geeignet für: Anleger, die einzelne Wirt-schaftsregionen in Kombination mit einembreit gestreuten Aktienfondsdepot betonenwollen.

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im Durchschnitt benötigen würde (soge-nannter Zeitkorridor, der bei der Begut-achtung als Anhaltsgröße dient).

Die Einstufung richtet sich nach den folgenden Kriterien (dabei bezeichnet„täglich“ den Zeitaufwand, der im wö-chentlichen Durchschnitt pro Tag erfor-derlich ist):

� Stufe I, erheblich pflegebedürftig: Hilfewird mindestens 90 Minuten täglich bei

wenigstens zwei Verrichtungen benötigt. Der Aufwand fürdie Grundpflege muss dabei mehr als 45 Minuten betragen.

� Stufe II, schwer pflegebedürftig: Hilfe ist dreimal täglich für insgesamt mindestens drei Stunden nötig, davon bean-sprucht die Grundpflege wenigstens zwei Stunden.

� Stufe III, schwerstpflegebedürftig: Hier ist eine Rund-um-die-Uhr-Bereitschaft erforderlich, wobei der tatsächliche Zeit-aufwand mindestens fünf Stunden täglich betragen muss,davon wenigstens vier Stunden für die Grundpflege. Pflege-maßnahmen sind auch nachts (von 22 bis 6 Uhr) regel-mäßig nötig.

Die Pflegeversicherung und andere finanzielle Hilfen102

Diese Kategorie, die imPflegeversicherungsgesetz

nicht als „Pflegestufe“ defi-niert wird, beschreibt einen außergewöhn-lich hohen Pflegebedarf rund um die Uhr,wie er bei lebensbedrohenden Krank-heiten im Endstadium anfallen kann. ZurVersorgung dieser Schwerstpflegebe-dürftigen der Stufe III sind Grundpflege-tätigkeiten wenigstens sieben Stunden pro Tag, davon zwei pro Nacht, vonnöten.Die Grundpflege kann auch nachts nur von mindestens zwei Pflegepersonen ge-

meinsam (zeitgleich) geleistet werden.Als Härtefälle dürfen von den Pflegekas-sen allerdings nur drei Prozent der alsStufe III bezeichneten Fälle anerkanntwerden (bei der Pflege im Heim fünf Pro-zent), auch wenn die tatsächliche Zahlhöher liegen sollte. Diese gesetzlicheDeckelung sowie die strengen Einstu-fungskriterien haben dazu geführt, dassim statistischen Durchschnitt bislangkaum ein Prozent aller Schwerstpflege-bedürftigen als Härtefall eingestuftwurde.

Der Härtefall

Weitere Informationen

Die Einstufungsrichtlinien des MDK inEssen finden Sie als Download unterwww.mds-ev.org (Richtlinien der Spit-zenverbände der Pflegekassen zur Begut-achtung von Pflegebedürftigkeit).

TIPPVoraussetzungen und Einstufung 97

Voraussetzungen und EinstufungUm Leistungen aus der Pflegeversicherung beanspruchen zukönnen, ist eine bestimmte Vorversicherungszeit nötig. DieseVoraussetzung ist erfüllt, wenn innerhalb der letzten zehnJahre vor Eintreten der Pflegebedürftigkeit insgesamt fünfJahre lang Beiträge gezahlt wurden. Bei pflegebedürftigen Kin-dern, die in der Regel über ihre Familie mitversichert sind, ge-nügt es, wenn ein Elternteil die Vorversicherungszeit erfüllt.

Ehe Sie einen Antrag auf Pflegeversicherungsleistungenstellen, beraten Sie sich am besten ausführlich mit Ihrem Haus-arzt. Dies ist auch sinnvoll, wenn Sie einen Antrag auf Höher-stufung stellen wollen. Die Pflegekassen ziehen meist ohne-hin die behandelnden Ärzte ihrer Versicherten hinzu, um diePflegebedürftigkeit und deren Schweregrad (die Pflegestufe)

Die privaten Versicherungenmüssen per Gesetz diesel-

ben Pflegeversicherungsleistun-gen anbieten wie die gesetzlichen Ver-sicherungen. Junge privat Versicherte zah-len meist niedrigere Prämien als in dengesetzlichen Pflegekassen; bei Älteren kön-nen, wie in der privaten Krankenversiche-rung, die Beiträge auch höher liegen. WennSie bereits länger als fünf Jahre privat kran-kenversichert sind, dürfen die privaten Prämien jedoch nicht höher sein als derHöchstbeitrag in der gesetzlichen Pflege-versicherung.

Auch bei den Privaten sind Kinder automa-tisch in der Pflegeversicherung mitversichert,Ehepartner jedoch nicht. Auf Antrag bekom-men Ehepaare aber meist eine Art Rabattauf beide zu zahlenden Prämien.

Wie bei der privaten Krankenversicherungmüssen die Versicherten die Leistungen –also zum Beispiel die Pflegehonorare füreinen Pflegedienst – erst einmal selbstbezahlen. Deshalb unterscheidet die pri-vate Pflegeversicherung nicht zwischenGeld- und Sachleistungen: Es gibt grund-sätzlich nur Geldleistungen.

Für privat Versicherte besteht die Pflichtzum Abschluss einer Pflegeversicherungnur, wenn und solange sie ihren Wohnsitzim Inland haben. Wer als privat Versicher-ter im europäischen Ausland lebt, kann imFall der Pflegebedürftigkeit nicht damitrechnen, vor Ort Pflegegeld zu beziehen.Der Europäische Gerichtshof hat sich inseinem Urteil zur Leistungspflicht im Aus-land auf die gesetzliche Sozialversiche-rung, nicht jedoch auf die privaten Versi-cherungen bezogen (Y Seite 134).

Privat versichert

STÖCHIOMETRIE: DAS RECHNEN MIT CHEMISCHEN FORMELN UND GLEICHUNGEN3

102

BILDUNGSREAKTIONIn Bildungsreaktionen reagieren mindestens zwei Substanzen zu einem Produkt.

Der Streifen Magnesiummetall ist vom Sauerstoff der Luft umgeben. Bei der Verbrennung entsteht eine

intensiv leuchtende Flamme.

Am Ende der Reaktion bleibt ein brüchiger Streifen eines

weißen Festkörpers aus MgO zurück.

�2 Mg(s) O2(g) 2 MgO(s)

Mg Mg OO

O2�

O2�

Mg2�

Mg2�

Bei der Verbrennung von Magnesium reagieren die Mg-Atome mit den

O -Molekülen der Luft zu Magnesiumoxid (MgO), einem

ionischen Festkörper.

2

Ü B U N G S B E I S P I E L 3.3 Aufstellen von ausgeglichenen Reaktionsgleichungen bei Bildungs- und Zerfallsreaktionen

Schreiben Sie die ausgeglichenen Gleichungen der folgenden Reaktionen auf: (a) Die Bildungsreaktion zwischen dem Metall Lithiumund Fluorgas. (b) Die Zerfallsreaktion von festem Bariumcarbonat unter Hitzeeinfluss. Dabei werden zwei Produkte gebildet: ein Fest-körper und ein Gas.

Lösung

(a) Lithium hat das chemische Symbol Li. Alle Metalle mit Ausnahme von Quecksilber sind bei Zimmertemperatur Festkörper. Fluorkommt als zweiatomiges Molekül vor (siehe Abbildung 2.19). Die Reaktanten sind also Li(s) und F2(g). Das Produkt wird aus einemMetall und einem Nichtmetall gebildet, es sollte also ein ionischer Festkörper entstehen. Lithiumionen haben die Ladung 1+, Li+-Fluoridionen hingegen die Ladung 1–, F–. Die chemische Formel des Produkts lautet also LiF. Die ausgeglichene chemische Glei-chung lautet:

2Li(s)+F2(g) ¡ 2LiF(s)

(b) Die chemische Formel von Bariumcarbonat lautet BaCO3. Wie zuvor beschrieben, zerfallen beim Erhitzen viele Metallcarbonatein Metalloxide und Kohlendioxid. In �Gleichung 3.7 zerfällt z.B. CaCO3 in CaO und CO2. BaCO3 sollte also in BaO und CO2 zer-fallen. Sowohl Barium als auch Calcium gehören zur Gruppe 2A des Periodensystems, sollten also auf ähnliche Weise reagieren:

BaCO3(s) ¡ Bao(s)+CO2(g)

Ü B U N G S A U F G A B E

Geben Sie die ausgeglichenen chemischen Gleichungen der folgenden Reaktionen an: (a) Festes Quecksilber(II)sulfid zerfällt beim Erhitzen in seine elementaren Bestandteile. (b) Die Oberfläche eines Metallstücks aus Aluminium geht eine Reaktion mit Luftsauerstoff ein.

Antwort: (a) HgS(s) ¡ Hg(l)+S(s); (b) 4Al(s)+3O2(g) ¡ 2Al2O3(s).

Abbildung 3.5: Verbrennung von Magnesium an Luft.

3.2 Häufig vorkommende chemische Reaktionsmuster

103

jährlich ca. 2*1010 kg (20 Mill. Tonnen) CaO verbraucht, ein Großteil davon für die

Glasherstellung, die Gewinnung von Eisen aus Eisenerz und die Herstellung von Mör-

tel zur Verarbeitung von Ziegelsteinen.

Der Zerfall von Natriumazid (NaN3) führt zur schnellen Freisetzung von N2(g).

Diese Reaktion wird z.B. zum Auslösen von Airbags in Autos eingesetzt (�Abbil-

dung 3.6):

2NaN3(s) ¡ 2Na(s)+3N2(g) (3.8)

Das System ist so konstruiert, dass bei einem Stoß eine Zündkapsel entzündet wird.

Dies wiederum hat den explosionsartigen Zerfall von NaN3 zur Folge. Aus einer klei-

nen Menge NaN3 (ungefähr 100 g) entsteht dabei eine große Menge Gas (ungefähr 50 l).

Wir werden uns in Abschnitt 10.5 noch genauer mit den in chemischen Reaktionen

entstehenden Gasvolumina auseinander setzen.

Verbrennung an Luft

Verbrennungsreaktionen sind schnell ablaufende Reaktionen, bei denen in der Re-

gel eine Flamme entsteht. Die Mehrzahl der Verbrennungsreaktionen, die wir beob-

achten, laufen mit O2 aus der Luft ab. �Gleichung 3.5 und Übungsaufgabe 3.1b sind

Beispiele für eine allgemeine Reaktionsklasse, in der Kohlenwasserstoffe (Verbindun-

gen, die wie CH4 oder C2H4 nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten) verbrannt

werden (siehe Abschnitt 2.9).

Wenn Kohlenwasserstoffe an Luft verbrannt werden, reagieren sie mit O2 zu CO2

und H2O*. Die Anzahl der für die Reaktion benötigten O2-Moleküle und die Anzahl

der in der Reaktion gebildeten CO2- und H2O-Moleküle hängen von der Zusammen-

setzung des Kohlenwasserstoffs ab, der als Treibstoff der Reaktion dient. Die Verbren-

nung von Propan (C3H8), einem Gas, das zum Kochen und Heizen verwendet wird,

kann z.B. durch die folgende Gleichung beschrieben werden:

(3.9)

Der Aggregatzustand des Wassers, H2O(g) oder H2O(l), hängt von den Bedingungen

ab, unter denen die Reaktion stattfindet. Bei hohen Temperaturen und Normaldruck

bildet sich gasförmiges Wasser H2O(g). Die bei der Verbrennung von Propan entste-

hende Flamme ist in �Abbildung 3.7 gezeigt.

Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffderivaten, wie z.B. CH3OH, werden

ebenfalls CO2 und H2O gebildet. Durch die einfache Regel, dass Kohlenwasserstoffe

und verwandte Sauerstoffderivate von Kohlenwasserstoffen bei der Verbrennung an

Luft CO2 und H2O bilden, wird das Verhalten von ungefähr 3 Millionen Verbindun-

gen zusammengefasst. Viele Substanzen, die unser Körper als Energiequelle nutzt (wie

z.B. Glukose (C2H12O6)), unterliegen in unserem Körper ähnlichen Reaktionen mit

O2, in denen CO2 und H2O gebildet werden. Im Körper finden diese Reaktionen je-

doch schrittweise statt und laufen bei Körpertemperatur ab. Sie werden daher nicht

als Verbrennungsreaktionen, sondern als Oxidationsreaktionen bezeichnet.

C3H8(g) + 5 O2(g) ¡ 3 CO2(g) + 4 H2O(g)

Abbildung 3.6: Airbag eines Autos. Der Zerfallvon Natriumazid,NaN3(s),wird zum Aufblasen vonAirbags verwendet.NaN3 zerfällt nach der Zündungschnell unter Bildung von gasförmigem Stickstoff,N2(g), der den Airbag füllt.

Abbildung 3.7: An Luft verbrennendes Propan.Das flüssige Propan,C3H8,verdampft und vermischtsich beim Austreten aus der Düse mit Luft. Bei derVerbrennungsreaktion von C3H8 und O2 entstehteine blaue Flamme.

* Bei einem Mangel an O2 wird neben CO2 auch Kohlenmonoxid (CO) gebildet. Eine solche Reaktion wirdunvollständige Verbrennung genannt. Wenn die vorhandene Menge O2 sehr gering ist, entstehen kleine Koh-lenstoffteilchen, die wir als Ruß kennen. Bei einer vollständigen Verbrennung entstehen nur CO2 und H2O.Wenn nichts anderes angegeben ist, bezeichnen wir mit dem Wort Verbrennung immer eine vollständigeVerbrennung.

Airbags

STÖCHIOMETRIE: DAS RECHNEN MIT CHEMISCHEN FORMELN UND GLEICHUNGEN3

110

Die Masse in Gramm eines Mols einer Substanz (d.h. die Masse in Gramm pro Mol)

wird die molare Masse dieser Substanz genannt. Die molare Masse (in g/mol) einer

Substanz ist numerisch immer gleich dem Formelgewicht der Substanz (in ame).

Die Substanz NaCl hat z.B. ein Formelgewicht von 58,5 ame und eine molare Masse

von 58,5 g/mol. In Tabelle 3.2 sind weitere Beispiele zu Berechnungen mit der Ein-

Tabelle 3.2

Stoffmengen

Substanzname Formel Formelgewicht Molare Masse Anzahl und Art der in einem (ame) (g/mol) Mol vorhandenen Teilchen

Atomarer Stickstoff N 14,0 14,0 6,022*1023 N-Atome

Molekularer Stickstoff N2 28,0 28,0 6,022*1023 N2-Moleküle

2(6,022*1023) N-Atome

Silber Ag 107,9 107,9 6,022*1023 Ag-Atome

Silberionen Ag+ 107,9* 107,9 6,022*1023 Ag+-Ionen

6,022*1023 BaCl2-Einheiten

Bariumchlorid BaCl2 208,2 208,2 6,022*1023 Ba2+-Ionen

2(6,022*1023) Cl–-Ionen

* Erinnern Sie sich daran, dass die Masse des Elektrons vernachlässigt werden kann und Ionen und Atome daher im Wesentlichen die gleiche Masse haben.

¸˝

˛¸

˝˛

Ü B U N G S B E I S P I E L 3.9 Berechnung der molaren Masse

Welche Masse in Gramm hat 1,000 mol Glukose, C6H12O6?

Lösung

Analyse: Es ist die chemische Formel angegeben und wir sollen daraus die molare Masse berechnen.

Vorgehen: Die molare Masse einer Substanz lässt sich berechnen, indem die Atomgewichte der atomaren Bestandteile zusammenaddiertwerden.

Lösung:

Glukose hat ein Formelgewicht von 180,0 ame. Ein Mol dieser Substanz hat eine Masse von 180,0 g, die Substanz C6H12O6 hat alsoeine molare Masse von 180,0 g/mol.

Überprüfung: Die Größenordnung unserer Antwort erscheint plausibel und g/mol ist die richtige Einheit zur Angabe der molarenMasse.

Anmerkung: Glukose wird manchmal Dextrose genannt. Auch als Blutzucker bekannt, kommt Glukose vielfach in der Natur vor (z.B.in Honig und Früchten). Andere Zuckerarten werden vor ihrer Nutzung im Körper als Energiequellen im Magen oder in der Leber inGlukose umgewandelt. Glukose kann direkt im Körper verwertet werden und wird deshalb Patienten, die dringend Zucker benötigen,oft intravenös verabreicht.

Ü B U N G S A U F G A B E

Berechnen Sie die molare Masse von Ca(NO3)2.

Antwort: 164,1 g/mol.

6 C–Atome = 6(12,0 ame) = 72,0 ame12 H–Atome = 12( 1,0 ame) = 12,0 ame6 O–Atome = 6(16,0 ame) = 96,0 ame

180,0 ame

STEREOCHEMIE – ANORDNUNG VON ATOMEN IM RAUM UND DIE STEREOCHEMIE VON ADDITIONSREAKTIONEN5

240

Zyklische Verbindungen können ebenfalls als cis- und trans-Isomere vorliegen (sie-

he Abschnitt 2.14). Beim cis-Isomer stehen die Wasserstoffatome auf derselben Seite

des Ringes, wohingegen beim trans-Isomer die Wasserstoffatome auf gegenüberlie-

genden Seiten des Ringes stehen.

cis-1,4-Dimethylcyclohexan trans-1,4-Dimethylcyclohexan

cis-1-Brom-3-chlorcyclobutan trans-1-Brom-3-chlorcyclobutan

H H

H3C CH3

H

H

Cl

Br

H

HH3C

CH3

H H

Cl

Br

Ü B U N G 2

Zeichnen Sie das cis- und das trans-Isomer der folgenden Verbindungen:

(a) 3-Hexen; (b) 2-Methyl-3-hepten; (c) 1-Brom-4-chlorcyclohexan;(d) 1-Ethyl-3-methylcyclobutan.

3D-Moleküle:cis-2-Penten, trans-2-Penten

Chiralität 5.2Warum können Sie Ihren rechten Schuh nicht auf den linken Fuß ziehen? Warum

können Sie Ihren rechten Handschuh nicht auf die linke Hand stülpen? Dies ist so,

weil Hände, Füße, Schuhe und Handschuhe in einer rechtshändigen und einer links-

händigen Form existieren. Ein Objekt, von dem eine rechtshändige und eine links-

händige Form existiert, ist chiral. Das Wort „chiral“ leitet sich von dem griechischen

Wort cheir ab, das „Hand“ bedeutet. Beachten Sie, dass Chiralität (Händigkeit) eine

Eigenschaft eines Objektes als Ganzem ist.

Ein chirales Objekt besitzt nicht überlagerungsfähige Spiegelbilder. Mit anderen

Worten: Sein Spiegelbild ist mit dem Objekt nicht identisch. Eine Hand ist chiral, da

wir, wenn wir die rechte Hand in einem Spiegel betrachten, nicht die rechte Hand

sehen; wir sehen die linke Hand (�Abbildung 5.1). Im Gegensatz hierzu ist ein Stuhl

nicht chiral – er sieht im Spiegel genauso aus. Objekte, die nicht chiral sind, wer-

den als achiral (= nichtchiral) bezeichnet. Ein achirales Objekt besitzt ein überlage-

rungsfähiges Spiegelbild. Einige andere achirale Objekte wären z.B. ein Tisch, eine

Gabel und ein Glas.

linke Handrechte Hand

chirale Objekte

achirale Objekte

Abbildung 5.1: Einsatz eines Spiegels zum Chiralitätstest. Ein chirales Objekt ist nicht mit seinem Spiegelbildidentisch – Bild und Spiegelbild sind nicht deckungsgleich. Ein achirales Objekt ist identisch mit seinem Spiegel-bild – sie sind deckungsgleich.

5.3 Asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatome

241

Asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatome 5.3Nicht nur makroskopische Objekte können chiral sein, Moleküle können es auch. Das

Merkmal, das am häufigsten der Chiralität eines Moleküls zugrunde liegt, ist ein asym-

metrisch substituiertes Kohlenstoffatom. Andere molekulare Merkmale, die Chirali-

tät zur Folge haben, sind relativ selten und sprengen den Rahmen dieses Buches. Sie

können jedoch eines dieser Merkmale in Übung 96 kennen lernen.

Ein asymmetrisch substituiertes Kohlenstoffatom (auch Chiralitätszentrum; der

Begriff „asymmetrisches Kohlenstoffatom“ sollte vermieden werden, da er suggeriert,

dass das C-Atom selbst nicht symmetrisch ist) ist ein Kohlenstoffatom, an das vier

unterschiedliche Bindungspartner gebunden sind. Das asymmetrisch substituierte

Kohlenstoffatom ist in den nachfolgenden Verbindungen durch einen Stern gekenn-

zeichnet. So ist beispielsweise das markierte Kohlenstoffatom im 4-Octanol asymme-

trisch substituiert, weil es vier unterschiedliche Bindungspartner trägt (¬H, ¬OH,

¬CH2CH2CH3 und ¬CH2CH2CH2CH3). Man beachte, dass die Unterschiede in den

Bindungspartnern des asymmetrisch substituierten C-Atoms nicht notwendigerweise

diesem direkt benachbart sind. So sind etwa ein Propyl- und ein Butylrest verschie-

den, selbst wenn die Stelle, an der der Unterschied zum Tragen kommt, um einiges

vom asymmetrisch substituierten C-Atom entfernt liegt. Das markierte C-Atom im

2,4-Dimethylhexan ist ein asymmetrisch substituiertes C-Atom, weil es vier unter-

schiedliche Gruppen bzw. Atome trägt: einen Methyl-, einen Ethyl-, einen Isobutyl-

rest und ein Wasserstoffatom.

4-Octanol

CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CH3

OH

*

2-Bromobutan

CH3CHCH2CH3

Br

*

2,4-Dimethylhexan

CH3CHCH2CHCH2CH3

CH3

CH3*

ein asymmetrischsubstituiertesKohlenstoffatom

Ü B U N G 3

Welche der folgenden Objekte sind chiral?

(a) eine Tasse mit dem Wort DAD auf einer Seite des Griffs(b) eine Tasse mit dem Wort MOM auf einer Seite des Griffs(c) eine Tasse mit dem Wort DAD auf der dem Griff gegenüberliegenden Seite (d) eine Tasse mit dem Wort MOM auf der dem Griff gegenüberliegenden Seite(e) ein Schubkarren(f ) eine Fernbedienung(g) ein Nagel(h) eine Schraube

Ü B U N G 4

(a) Nennen Sie fünf Großbuchstaben, die chiral sind. (b) Nennen Sie fünf Großbuchstaben, die achiral sind.

Ein Molekül mit einem asymmetrischsubstituierten Kohlenstoffatom istchiral.

MERKE!!

2.1 Kurzer Abriss des Zellaufbaus

35

kern enthält. Zu den Eukaryonten gehören auch viele

einzellige Formen, die zusammenfassend als Protisten

bezeichnet werden, und über deren phylogenetische Be-

ziehungen noch viel Unklarheit herrscht. Hierher gehö-

ren die typischen Protozoen wie Amöben und Pantof-

feltierchen ebenso wie einzellige Algen und Hefepilze.

Eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Tier-

und einer Pflanzenzelle ist in �Abbildung 2.2 gegeben.

Die Membranen der Zelle sind fluide, hoch dynami-

sche und im Aufbau komplexe Gebilde, deren doppel-

schichtige Barrieren aus Lipiden, Proteinen und Koh-

lenhydraten zusammengesetzt sind. Die Membranen

vollführen unabdingbare Funktionen bei Vorgängen wie

der Zelladhäsion (bei wandlosen Zelltypen), der zellu-

lären Kommunikation mit der Außenwelt und anderen

Zellen sowie dem selektiven Transport von Stoffen in

die Zelle und aus ihr heraus. Indirekt ist die Plasma-

membran auch an der Ausbildung der Zellgestalt be-

teiligt. Die Membran dient darüber hinaus als wichtige

selektiv-permeable Grenzfläche, da sie viele Proteine

enthält, die an gezielten und stark regulierten Trans-

portvorgängen beteiligt sind, die die Kontrolle darüber

ausüben, was in die Zelle hineingelangt und was sie

verlässt.

rauesendoplasmatischesReticulum

glattesendoplasmatischesReticulum

Chromatin

Nucleolus

Kernhülle

Zellkern

Plasmamembran

Golgi-Apparat

Mitochondrium

Chloroplast: Photosynthese-organell; wandelt Sonnenenergie in die gespeicherte Energie von Zuckermolekülen um

Centrosom

Peroxisom

Plasmodesmen: Kanäle durchdie Zellwände; Verbindungzwischen Nachbarzellen

Mikrofilamente

Intermediär-filamente*

Mikrotubuli

Cytoskelett

Ribosomen

Zellwand: Außenhülle; erhält die Zellform aufrecht und schützt vor mechanischer

Beschädigung; besteht aus Cellulose, anderen Polysacchariden und Proteinen

Wand der Nachbarzelle

Zellsaftvakuole: auffälliges Organellälterer Pflanzenzellen; dient der Speicherungund dem Abbau von Abfallstoffen;die Vergrößerung der Vakuole ist bei Pflanzenein wichtiger Wachstumsmechanismus

Nicht in Pflanzenzellen:Lysosomen (Aufgaben übernimmt die Zellsaftvakuole)CentriolenFlagellen (außer bei manchen pflanzlichen Spermazellen)

* Existenz umstritten

Abbildung 2.2(b): Eine Pflanzenzelle im Überblick. Diese verallgemeinerte Zeichnung einer Pflanzenzelle zeigt die Ähnlichkeiten und Unterschiede zurTierzelle. Neben den meisten Merkmalen, die man auch bei Tierzellen findet, besitzen Pflanzenzellen eine weitere Klasse membranumhüllter Organellen,die Plastiden. Der wichtigste Plastidentyp sind die Chloroplasten, in denen die Photosynthese abläuft. Viele Pflanzenzellen besitzen in der Mitte eine gro-ße Vakuole (die Zellsaftvakuole). Außerhalb der Plasmamembran befindet sich eine dicke Zellwand, die von Kanälen (den Plasmodesmen) durchzogen ist.

GENE UND GENOME – EINE EINFÜHRUNG2

34

Flagelle:Fortbewegungsorganell

mancher Tierzellen; besteht aus Mikrotubuli

raues ER glattes ER

endoplasmatisches Reticulum (ER): Netz aus Membransäckchen und -röhren; wirkt an der Membransynthese sowie an anderen Synthese- und Stoffwechselvorgängen mit; raue (mit Ribosomen besetzte) und glatte Abschnitte

Chromatin: Komplex aus DNA und Proteinen; bei der Zellteilung in Form von Chromosomen sichtbar

Nucleolus: Organell ohne Membran; dient der Ribosomenproduktion; ein Zellkern kann einen oder mehrere Nucleoli enthalten

Kernhülle: Doppelmembranhülle des Zellkerns; von Poren durchbrochen

Zellkern

Plasmamembran:Membranhülle der Zelle

Golgi-Apparat: an Synthese, Sortierung und Ausscheidung von Zellprodukten beteiligtes Organell

Mitochondrium: Organell, in dem die Zellatmung und der größte Teil der ATP-Synthese stattfinden

Lysosom: Verdauungsorganell für die Hydrolyse von Makromolekülen

Centrosom:Ursprungsbereich der

Mikrotubuli; enthält bei Tierzellen zwei Centriolen,

deren Funktionman nicht kennt

Peroxisom: Organell mit verschiedenen

spezialisiertenStoffwechselfunktionen;baut Wasserstoffperoxid

auf und ab

Mikrovilli:Ausstülpungen zur

Oberflächen-vergrößerung

Mikrofilamente

Intermediärfilamente

Mikrotubuli

Cytoskelett: stabilisiert die Zellform und wirkt an Bewegungsvorgängen mit; Bestandteile bestehen aus Protein

Ribosomen:Organellen ohne Membran; dienen der Proteinproduktion; frei im Cytosol oder gebunden an raues ER oder Kernhülle

Nicht in Tierzellen:ChloroplastenZellsaftvakuole und TonoplastZellwandPlasmodesmen

Abbildung 2.2(a): Eine Tierzelle im Überblick. Diese verallgemeinerte Zeichnung einer Tierzelle zeigt die am häufigsten in den Zellen der Tiere vorkom-menden Strukturen. Keine einzelne Zelle sieht genau so aus. In der Zelle liegen verschiedene Organellen („kleine Organe“), die vielfach von Membraneneingehüllt sind. Das auffälligste Organell in einer Tierzelle ist in der Regel der Zellkern. Die meisten Stoffwechselvorgänge spielen sich im Cytoplasma ab,dem Bereich zwischen Zellkern und Plasmamembran. Das Cytoplasma besteht aus einem halbflüssigen Medium, dem Cytosol, und den darin eingelager-ten Organellen. Durch große Teile des Cytoplasmas zieht sich ein Membranlabyrinth, das man als endoplasmatisches Reticulum bezeichnet.

umgeben ist, die dem Zellkörper mechanischen Schutz

verleiht. Neben den für die Proteinbiosynthese uner-

lässlichen Ribosomen besitzen Bakterien weniger inne-

re Zellstrukturen als Eukaryonten. Die DNA liegt in Form

eines einzelnen, zirkulären Moleküls vor, das einen

erheblichen Teil des Zelllumens ausfüllt. Der Bereich

dieser chromosomalen DNA wird als Nucleoid bezeich-

net (Abbildung 2.1). Einige Bakterientypen besitzen

schwanz- oder peitschenartige Zellanhänge, die als Fla-

gellen (lat. Peitschen) bezeichnet werden und die der

aktiven Fortbewegung dienen.

Eukaryontische Zellen

Der Zelltyp, der bei Pflanzen, Tieren und Pilzen vor-

liegt, wird als eukaryontische Zelle bezeichnet, da die-

ser Zelltypus als kennzeichnendes morphologisches

Merkmal einen von einer Membran umgebenen Zell-

3 Investitionen in Auslandsstandorte: Bewertung und Auswahl110

� Die vertikale Position beschreibt die (kurzfristige)Attraktivität der Maßnahme. Dabei werden nichtnur die Einsparungen bei Verlagerung der Produk-tion beachtet, sondern auch die mit der Umsetzungverbundenen Ausgaben wie zusätzliche Investitio-nen sowie zahlungswirksame Aufwendungen fürden Produktionsanlauf an neuen Standorten und dieetwaige Restrukturierung von bestehenden Stand-orten. Es besteht zwar eine gewisse Korrelation zwi-schen dem langfristigen Effekt (gemessen als TotalLanded Costs) und der kurzfristigen Attraktivität(gemessen als Kapitalwert). Je umfänglicher die In-vestitionsumfänge und Einmalaufwendungen bei ei-ner Änderung der Standortstruktur in den einzelnenGeschäftssegmenten sind, desto weniger signifikantist diese jedoch.

3.1.3 Strategisches Standortkonzept

Bei der Gestaltung ganzer Produktionsnetzwerke kannder Betrachtungsumfang nicht so einfach eingegrenztwerden (beispielsweise durch regionalen Fokus aufWesteuropa) wie bei der Auswahl einzelner, weitge-hend allein stehender Produktionsstandorte: Denn üb-licherweise wirkt sich die Detailplanung für jedesWerk auch auf andere Teile des Produktionsnetzwerksaus. Die Interdependenzen zwischen unterschiedli-chen Fertigungsstufen, Produkten und Unternehmens-funktionen sind insbesondere bei komplexen Serienpro-dukten – beispielsweise Automobilen und Maschinen –hoch. Eine Nichtbeachtung dieser Zusammenhängekann unter anderem zu einer deutlichen Erhöhung derLogistikkosten und einer unzureichenden Ausnutzungvon Skaleneffekten und Verbundvorteilen führen (Ab-bildung 3.6).

Abb. 3.5: Portfolio-Analyse von Produktionsprozessen

Quelle: McKinsey

SCHEMATISCH

RelativerKapitalwerteiner Neu-gestaltung(Kapitalwertpro Umsatz)

Einsparung bei den operativen Aufwendungen(in Prozent der Kosten der Verfügbarkeit im Markt)

0 40%20%

0

1,8

Negativer Kapitalwert

0,6

1,2

Kapitalwert bei einerProduktionsverlagerungdes Geschäftsbereichs(z. B. in Mio. EUR)

> 20 %

> 10 %

> 0 %

negativ

DerzeitigeKapital-rendite (vorVerlagerung)

Die Portfolio-Analyse identifiziert die Geschäftssegmente mit dem größten Potenzial aus Neugestaltung der Standortstruktur.

Ein Sperrmauer Modell im Maßstab 1:10 der Nanty-Gro-Staumauer in Wales ist im Road Research Laboratory inHarmondsworth für eine Versuchssprengung vorbereitet.

Ein Modell der Möhnesperrmauer im Maßstab 1:50. Spe-zialapparaturen, Seismographen gleich, liegen an der Mo-dellwand an. Sie sollen die Schwingungen der Mauer beiUnterwasserexplosionen aus unterschiedlichen Entfernun-gen aufzeichnen.

Noch heute steht ein Modell der Möhnetalsperre auf demVersuchsgelände der „Building Research Station“ in Gars-ton bei London, allerdings mit einem handgemachten Mau-erbruch. Eine Erinnerung an die Versuchsreihen im Frühjahr1943. Der Autor filmte das alte Modell 1993.

Bei Niedrigwasser taucht in der Nähe von Nieder-Werbeein Betonmodell der Edertalsperre aus dem See auf. Ein De-monstrationsobjekt für die Bewohner des Edertals vor demTalsperrenbau von den Wasserbauingenieuren. Viel Ähn-lichkeit mit Barnes Wallis‘ Damm-Modellen.

Ein Super-Zeitlupenfilm zeigt die Explosion an einem Betonmodell mitverstärkter Mauerkrümmung.

Standfotos aus diesem 35-mm-Filmmaterial demonstrieren die Entwick-lung einer Explosion, die zum Erfolg führte. Ziel der Forschungsarbeitwar, die Zusammenhänge von Sprenglast, Explosionstiefe an der Mau-er und der Höhe des Wasserstandes in den Talsperren zu erkennen.

Die Bilder zeigen eine geglückte Sprengung. Die Filmgeschwindig-keit betrug 222 Bilder pro Sekunde. Auch die Großversuche amNant-y-Gro Damm in Wales wurden gefilmt.

Die erste nach der Wallis Theorie gesprengte große Beton Sperrmauerwar der ausgediente Nant-y-Gro Damm, neun Meter hoch und 55 Me-ter breit. Zuvor war eine Sprengung im See, vor der Mauer, ergebnis-los verlaufen. Der zweite Großtest mit Mauerkontakt einer 224 kgschweren Wasserbombe zerstörte das Bauwerk und bewies damitdie Richtigkeit der Modelltheorie.

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Die Auswahl präsentierter Arbeitsbeispiele ist nur ein kleiner Teil dessen, was durch die langjährige Arbeit in verschiedenen DTP-Unternehmen

entstand. Trotzdem bin ich überzeugt, ein ausführliches Bild von meiner Arbeit Ihnen vermittelt zu haben und freue mich auf Ihr Interesse!

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