Selbstinszenierung ist alles!

Ein neuer cooler Fund aus dem Web (entdeckt über den Link auf der Gaussian-Startseite)! Die „Lab-Men“ der Li-Research-Group an der University of Washington (UW), Seattle, Washington  zeigen sich mit ihrem Gruppenphoto ganz im Stile von „Mad Men“ (was für ein Wortspiel)!

Kleine Bemerkung am Rande: Hätte zu Washington State nicht viel besser „Twin Peaks“ gepasst, aber wer wäre dann BOB?

Video: Die drei bedeutendsten Chemie-Experimente

Splitter: Bundeswehr und Medikamente, xkcd, renovated butter, Anhörung im Sheri Sangji-Fall, ChemDraw

Links, bemerkenswerte Dinge und tragische Fakten aus der weiten Welt des Internets:

• Medikamentenherstellung durch die Bundeswehr: Immer wieder lernt man neues! Durch den Jahresbericht des Bundesrechnungshof (pdf) wurde bekannt, dass die Bundeswehr selbst Medikamenten und Kosmetika wie auch Sonnencreme herstellt (SPON, Focus, manager magazin). Die Praxis geht dabei auf die 1980er Jahre zurück, als es die Bundeswehr auf Grund der Bedrohungslage des Kalten Krieges als notwendig erachtete, „jederzeit eigene Medikamente herstellen zu können“ und so die Versorgung der Soldaten im Kriegsfall sicherzustellen. Viel bemerkenswerter aber ist dieser Absatz:
  

  Das Bundesverteidigungsministerium verweist allerdings auf die Gefahr von Arzneimittelengpässen in Deutsch-land. Vier von fünf arzneilichen Wirkstoffen kämen aus China oder Indien, fast alle der in Deutschland verbrauch-ten Antibiotikawirkstoffe würden in Ostasien produziert. Die industrielle Herstellung pharmazeutischer Produkte in Bundeswehrapotheken sei somit Teil der Risikovor-sorge der Bundeswehr, um die Soldatinnen und Soldaten mit Sanitätsmaterial zu versorgen.

  Somit scheinen wir also auch in gesundheitlicher Hinsicht abhängig von China…

• Wissenschaft trifft Humor: Slate meint zu zu den genialischen xkcd-Comics:
  

  If you’re not reading the brilliant web comic xkcd, then a) what’s wrong with you? and 2) seriously, go read it. Written by Randall Munroe, it’s arguably the geekiest and most scientifically literate comic on the ’net. The simple stick figures and drawings he uses belie a fiercely intellectual comic that will poke at your brain.

  Besser kann man wohl den Nagel nicht auf den Kopf treffen.

• Erneuerte Butter: Sollte die Butter trotz oder wegen eines Hurricans doch einmal ranzig werden, so hat „The Culture of Chemistry“ die Lösung parat: „renovated butter“!
  

  If you can obtain some rancid or spoiIed butter melt some of it in a small pan and pump air through it, using a bicycle pump until there is no Ionger any odor noticeable. Now mix some sweet milk or cream with the butter and pour the whole mass into a screw top jar and shake violently until the butter becomes solid. Pour off the cream and notice that the solid part which remains is the same as fresh butter. This is renovated or process butter.

  Klingt interessant und riecht bestimmt auch so.

• Sheri Sangji-Fall vor Gericht: Vor knapp zwei Wochen hat die Voranhörung im Sheri Sangji-Fall begonnen. Es geht dabei um den tragischen Unfall der jungen Studentin in einem Chemielabor Ende des Jahres 2009, als sie mit t-Butyllithium hantierte, und ihren anschließenden Tod im Krankenhaus zwei Wochen später (Zusammenfassung und Rekonstruktion).  Auf der Anklagebank sitzt UCLA-Chemieprofessor Patrick Harran als verantwortlichem Laborleiter wegen des Verstoßes gegen Arbeitsschutzgesetze. c&en dokumentiert die bisherigen Anhörungstage (Tag 1, Tag 2, Tag 3). Chemjobber schreibt außerdem regelmäßig über alle Neuigkeiten und Entwicklungen. Uns erinnert der Fall wieder daran, dass Arbeiten im Labor immer mit einem gewissen Risiko verbunden sind und wir nie leichtfertig mit den Sicherheitsvorschriften umgehen sollten. Ihr Tod mahnt gerade verantwortliche Personen dieser Verantwortung auch gerecht zu werden, so dass anderen unerfahrenen Labormitarbeitern ein solches Schicksal erspart bleibt.

• Revolution durch ChemDraw: Derek Lowe und Kommentatoren erinneren an die Zeiten, bevor es ChemDraw etc. gab, wie mühsam die Erstellung von chemischen Strukturformeln war und welch einer Revolution eine Software wie ChemDraw gleichkam. Insgesamt ist durch moderne Computertools jedoch der Perfektionsdrang gestiegen, aber umgekehrt ersetzt die Maschine auch das Nachdenken: Zwei Versionen sind heute schneller gedruckt als früher eine Grafik von Hand gezeichnet wurde.
  Interessant ist aber auch der Link, den Derek angibt, was Quantenchemie und Computerchemie angeht.

Splitter: Wasser fließt bergauf, Isotopen helfen in einem „Cold Case“, Suchbegriffe, Pelz vs. Leder, fehlende Links

Eine Sammlung von Links:

• Wasser fließt bergauf: Einen Artikel in Nature aufgreifend bringt io9 den Leidenfrost-Effekt in Erinnerung, der hier dazu genutzt wird Wasser bergauf fließen zu lassen. Unbedingt das Video anschauen!

• Isotopenanalyse in der Kriminaltechnik: Die New York Times dokumentiert Ermittlungen in einem alten Mordfall (cold case) in Florida, bei dem anhand von Isotopenanalysen immerhin die geographische Herkunft des Opfers ermittelt werden konnte und dass es wohl erst ein Jahr vor ihrem Tod 1971 aus Griechenland nach Amerika gekommen ist. Bewundernswert, dass immerhin mit 60 bis 70 % „südlich von Athen“ als Ort angegeben werden kann. Mehr zu Isotopen hier im Blog!

• Vicks VapoRub: David Kroll bei C&EN wundert sich über den plötzlich massenhaft auftretenden Google-Suchbegriff „vicks vapor rub“ als Verweis auf den Blog; der Begriff ist noch dazu falsch geschrieben ist. Dabei handelt es sich um ein Erkältungsbalsam für Brust und Hals, das – wie er beschreibt – auch zur Wirkungssteigerung von Ecstasy gebraucht wird. Was wollte da jemand wissen?

• Pelz vs. Leder: Mo fragt sich (und auch Peter Maffay und die Anzeigenverantwortlichen) auf Nerd-Supreme, warum Pelz der Tod ist und Leder nicht. Sowohl Pelz, als auch Leder werden chemisch haltbar gemacht, Leder hat jedoch durch das Fehlen von Haaren einen kleineren „Anschein von Natürlichkeit“. Jedoch liegt der Unterschied der Konnotation dieser beiden Materialien auf anderem Terrain: Leder ist vielseitiges Gebrauchsmaterial, Pelz Luxus. Leder wird aus der Haut großer Tiere wie Rind, Schaf u.a. gemacht, für Pelz sterben kleine („niedliche“) Tiere und das nur zu diesem Zweck. Was zu dem Schluss führt: Pelz brauche ich nicht, also kann ich mich für das Leben von Pelztieren engagieren, oder?

• Keine Links: Journalisten verlinken nicht gern, so auch auf Spiegel Online. Beim Satellitenbild der Woche wird nicht einmal auf den originalen Ort des Bildes verwiesen, der damit schwer auffindbar bleibt. Immer wieder ärgerlich! Das Bild aber offenbart einige schöne ökologisch-chemische Zusammenhänge. Edit: Immerhin gibt es jetzt ein cooles NASA-Video!

Chemische Substanz: unbekannt!

Eigentlich ist die Identifikation einer chemischen Substanz mit modernen Analysemethoden kein Problem, eine „Politik der Desinformation“ kann jedoch trotzdem dazuführen, dass nicht bekannt ist, welche Substanz genau verwendet wurde. Hier ein paar Beispiele, bei denen genau dies der Fall iwar/ist:

• Geiselnahme im Moskauer Dubrowka-Theater: Von offizieller Seite ist die Identität des beim Sturmangriff verwendeten Gases nie enthüllt worden. Wikipedia hat unter einem eigenen Lemma Informationen versammelt, vieles spricht dabei für ein Carfentanyl-Derivat, wohl vermischt mit Halothan. (einestages)
• Entrattifizierung der Galapagos-Inseln: Die Rattenplage auf den Galapagos-Inseln im Pazifik scheint so massiv geworden zu sein, dass aktuellen Medienberichten (Guardian, National Geographic)  zufolge große Mengen an Gift eingesetzt werden sollen. In keinem Beruicht allerdings wird die Identität direkt bekanntgegeben (MotherNatureNetwork spricht immerhin über die Wirkungsweise des Cocktails und nennt den Hersteller, der auch keine Information preisgibt). Eine Studie von „Invasive Species International“, einem Ableger eines neuseeländischen Forschungsinstituts, deutet auf die Verwendung von Brodifacoum hin, einem sehr starken Rattengift, was auch ein Blogeintrag zu früheren Entrattifizierungsaktionen im Galapagos-Archipel zu bestätigen scheint.
• Gas-Attacken November 2011 in Kairo: Im Verlauf der Ägyptischen Revolution griffen Sicherheitskräfte teils zu heftigen chemischen Waffen, die wohl neben CS– und CR-Gas weitere toxische Substanzen zu enthalten scheinen. Berichte darüber sind rar: Spiegel-Artikel, zdf heute-journal. Todesfälle auf Grund des Gases werden berichtet.

Klickbare DOI-Links mit Bibtex realisieren

Mit Hilfe von Bibtex und einem passenden Style wie Angewandte können in Latex sehr schöne Literaturverzeichnisse erstellt werden. Um dieses aber noch komfortabler zugestalten soll der Titel eines Eintrags verlinkt werden auf die in der .bib-Datei angegebene doi. Wenn diese nicht vorhanden ist, nehme die url, falls angegeben. Nichts leichter als das!

Zuerst müssen die zusätzlichen Felder „doi“ und „url“ deklariert werden, so dass der Style damit umgehen. Die Definition der ENTRYs kann dann wie folgt aussehen:

ENTRY
  { address
    author
    booktitle
    chapter
    doi
    edition
    editor
    howpublished
    institution
    journal
    key
    month
    note
    number
    organization
    pages
    publisher
    school
    series
    title
    type
    url
    volume
    year
  }

Als nächstes muss eine neue Funktion, die den Link einfügt definiert werden:

FUNCTION {doiurllink}
{ duplicate$ empty$
   { pop$ "" }
   { doi empty$
         { url empty$
               { skip$ }
               { "\href{" url * "}{" * swap$ * "}" * }
               if$
         }
         { "\href{http://dx.doi.org/" doi * "}{" * swap$ * "}" * }
         if$
   }
   if$
}

DIe Arbeitsweise dieser Funktion ist nicht kompliziert: Ist der oberste Inhalt des Stack beim Aufrufen der Funktion nicht leer, so wird mit „\href“ daraus ein Link, falls doi oder url existieren.

Benutzt wird die Funktion, indem sie bei der Formatierung eines Eintragstyps aufgerufen wird. Das Beispiel zeigt die Verlinkung des Titels eines „articles“.

FUNCTION {article}
{ output.bibitem
  format.authors "author" output.check
  format.btitle "title" output.check
  doiurllink
  crossref missing$
    { journal
      "journal" output.check
      add.blank
      format.vol.num.pages output
      format.date "year" output.check
    }
    { format.article.crossref output.nonnull
      format.pages output
    }
  if$
  note output
  fin.entry
}

Edit: Der Befehl „\href“ stammt aus dem Package hyperref, das für korrektes Funktionieren eingebunden werden muss.
Credit: Link

Lernen im Netz

Lange schon ist das Internet als das „Medium des Wissens“ beschrieben worden, das jedem Teilnehmer jederzeit Zugang gewährt zum gesammelten Wissen (oder Unwissen) der Menschheit gewährt. Der immense Erfolg der Online-Enzyklopädie ist dabei ein wichtiger Schritt. Aber das Internet ist auch ein Markt der Zukunft, was Bildung analog zur universitären Ausbildung angeht.

Plattformen wie Coursera, Udacity oder edX.org bieten komplette Vorlesungen an Hand von Videomitschnitten verbunden mit Tutorien. Zusätzlich ersetzt ein Forum den direkten Austausch der Studenten in der Mensa. Wer die Anforderungen der Kurse erfüllt und beständig mitarbeitet, bekommt am Ende sogar ein Zertifikat, das allerdings später einmal kostenpflichtig werden soll auf edX, hinter dem die amerikanischen Elite-Universitäten Harvard, Berkely und MIT stehen. Die Zahl der Kurse ist hier im Moment noch sehr beschränkt, sieben an der Zahl, die aus dem Bereich Chemie, Elektrotechnik und Informatik kommen, darunter CS50, hier als CS50x, der auf dem Campus zahlenmäßig größte Harvard-Kurs „for majors and non-majors alike“. Coursera dagegen hat ein wesentlich größeres Angebot an Vorlesungen, die von insgesamt 33 Universitäten stammen, darunter Stanford, Princeton oder Duke. Hier sind aber auch einzelne Universitäten außerhalb der USA vertreten. Das Spektrum der Kurse ist entsprechend groß, auch die Geisteswissenschaften werden hier abgedeckt, sei es Philosophie oder Literaturwissenschaft. Aber auch hier bilden die informatiknahen Fächer einen Schwerpunkt. Udacity schließlich ist eine reine Online-Plattform, gegründet von einem Professor, der genug hatte von der universitären Lehre. Damit hat diese Plattform nicht den Rückhalt der starken Namen von altehrwürdigen Institutionen, jedoch sind die Veranstaltungen nicht bloß die Digitalisierung der On Campus-Versionen, sondern versprechen die größte Innovation.

Natürlich kann das digitale Lernen keinen Hochschulabschluss ersetzen, dafür ist allein die Zahl der Kurse zur gleichen Fachrichtung zu beschränkt. Jedoch hat damit jeder die Möglichkeit nur mit Hilfe eines Internetanschlusses scih weiterzubilden, Grundlagen nachzuholen und so das eigenen Wissen zu ergänzen. In welchem Kurs sehen wir uns online?

Spiegel-Artikel zum Thema: Link

Splitter: „Molly“ und Schlaganfall, Rabatte für Studenten, Kampf im Labor

Die Nobelpreis-Season 2012 ist wieder vorbei, doch die Woche beginn trotzdem bereits turbulent, der Baumgartner Felix hat wieder Boden unter den Füßen, es gibt ein zweites Plagiat im Kabinett Merkel – und chemieunser meldet sich zurück … mit einer kurzen Liste an Links!

• Unerwartete „Nebenwirkungen“: Eine junge Frau wird mit Anzeichen eines Schlaganfalls in die Klinik eingeliefert. Auf ihrem Handy findet ein Arzt schließlich die Ursache – und sie ist rein chemisch: Ecstasy! (Spiegel Online).
• Sonderkonditionen für den Studiosus: Pünktlich zum Vorlesungsstart bringt Chip Online eine Sparliste für Studenten, hier bezogen auf Hard- und Software.
• Schwefelsäure als Kampfmittel: Der Chemistry Blog schreibt über die Eskalation eines „Lab Fights“, mit Hammer und Schwefelsäure, zwischen zwei Doktoranden an der University of New South Wales (UNSW), Sydney.

Was gibt es zum Wochenbeginn noch, das die Welt wissen muss? Schreibt es in den Kommentaren! Und nicht vergessen: Don’t mess with a chemist, er hat Schwefelsäure!

META: Neuer Button für das Drucken von Blogeinträgen

Neuerdings ist im Blog der Standard-Druckbutton von WordPress ersetzt durch den Button von printfriendly.com! Mit diesem Service können die Blogeinträge sehr einfach sogar mit Links als PDF heruntergeladen werden!

Der Button findet sich an der gleichen Stelle wie vorher, ist jedoch von der Farbe her grün!

Es geht immer um… Isotope?

Endlich etwas mehr Zeit für den Blog! In diesem Eintrag werden nun mehrere unterschiedliche Ideen für Einträge, die bisher nicht verwirklicht werden konnten, zusammengefasst, die Abschnitte 1 bis 3 dienen dabei der Einleitung. Im Abschnitt 4 werden einige Anwendungen vorgestellt, die wieder einmal zeigen, wie spannend Chemie sein kann.

0. Elemente…?

Eine der größten wissenschaftlichen Leistungen ist die Aufstellung des Periodensystems mit den inzwischen insgesamt 118 bekannten Elementen. Chemisch gesehen lässt sich ein Element nicht weiter auftrennen und besitzt die gleiche Zahl an Protonen und Elektronen, die charakteristisch ist. Jedoch können sich zwei Atome des gleichen Elements durchaus unterscheiden.

1. Was sind Isotope?

Nämlich in ihrer Masse, genauer gesagt in der Masse ihres Atomkerns. Zusätzlich zu den Protonen sind im Kern noch Neutronen vorhanden, die den Kern stabilisieren, keine Ladung besitzen, allerdings jeweils einen Spin von +1/2 besitzen, was später noch wichtig wird. Und die Zahl der Neutronen kann für ein und dasselbe Element in gewissen Grenzen schwanken, ohne dass das chemische Verhalten stark beeinflusst wird, weil die chemischen Eigenschaften durch die Elektronenhülle und damit durch die Ordnungszahl bedingt sind.

2. Was bedeutet der Massenunterschied?

Allerdings ist gerade bei den leichten Elementen und vor allem beim Wasserstoff ein Isotopeneffekt sichtbar bedingt durch den geringen Massenunterschied. Beim Wasserstoff geht es soweit, dass die unterschiedlichen Isotope ¹H, ²H und ³H eigene Namen und Symbole haben: Protium bzw. H, Deuterium bzw. D und Tritium bzw. T (Zur Namensgebung von Deuterium hier im Blog).

Wird eine chemische Bindung zwischen zwei Atomen A und B mit dem aus der klassischen Physik bekannten Federmodell genähert, so lässt sich leicht der Einfluss der Masse auf die Kraftkonstante der Bindung diskutieren

mit der Kreisfrequenz und der reduzierten Masse . Je größer also die Masse, desto stärker die Bindung. Zusätzlich nimmt die Masse Einfluss auf Rotation und Translation.

3. Wie können Isotopen getrennt werden?

Die Methode, die zur Trennung von Isotopen hauptsächlich zum Einsatz kommt, ist die sogenannte Massenspektrometrie. Hierbei wird die Probe ionisiert und durch einen regelbaren Elektromagneten nach dem Verhältnis von Masse zu Ladung aufgetrennt.

4. Wo ist das wichtig?

In unterschiedlichsten Bereichen sind Isotopenunterschiede wichtig:

• Ziemlich bekannt ist die Radiokarbonmethode zur Alterbestimmung von organischem Material, die auf dem Zerfall des radioaktiven Kohlenstoffsisotops ¹⁴C gegenüber dem stabilen ¹²C basiert, das durch kosmische Strahlung in geringen Mengen gebildet wird.

• Urananreicherung ist schlicht und ergreifend die Anreicherung des natürlichen Urans an ²³⁵U mittels Zentrifugation des gasförmigen UF₆ (vgl. Stuxnet). Hoch angereichertes Uran wie im Forschungsreaktor Garching verwendet ist atomwaffenfähig.

• Bei der Echtheitskontrolle von Tequila ist die unterschiedliche Isotopendiskriminierung durch C₄– und CAM-Pflanzen von Nutzen, so dass auf die Art des verwendeten, zu Alkohol vergorenen Zuckers geschlossen werden kann. Tequila muss dabei mindestens zu 51 % aus Agavenzucker bestehen.

• An der Isotopenzusammensetzung des Knochenkollagens kann die Art der Ernährung abgelesen werden, also ob hauptsächlich Fleisch oder Pflanzen als Nahrung dienten So konnte festgestellt werden, dass der bereits in vorgeschichtlicher Zeit ausgestorbene Höhlenbär sich stark pflanzlich ernährt hat (Spektrum der Wissenschaft 07/12, 36 (kostenpflichtig)).

• Fracking ist eine hoch umstrittene Methode der Erdgasförderung, die vor allem auf Grund einer möglichen Verunreinigung des Grundwassers gefürchtet ist (Link1, Link2, Link3, ausführlicher Artikel in Spektrum der Wissenschaft 08/12, 72 (kostenpflichtig)).  So unverantwortlich die Energiekonzerne hier agieren, so interessant ist die Unterscheidung von thermogenem, also unter Hitzeinwirkung in großer Tiefe entstandenem zu biogenem, oberflächennahem, von Mikroorganismen gebildetem Methan: Bei der biogenen Bildung spielt wiederum Isotopendiskriminierung eine Rolle, das Isotop ¹³C tritt seltener auf als bei thermogenem Methan (M. Schoell, Geochim. Cosmochim. Acta 1980, 44, 649 (kostenpflichtig)).

• Die Herkunft des Ötzi: Durch die Analyse radioaktiver Nuklide von Strontium und Blei und stabiler Nuklide von Sauerstoff und Kohlenstoff in Zähnen und Knochen kann recht genau der Herkunftskreis des Gletschermannes eingeengt werden, der somit beständig südlich seines Fundortes gelebt hat (W. Müller, et al., Science 2003, 203, 862 (kostenpflichtig)). Genutzt wird hierbei die lokal unterschiedliche Isotopenverteilung, die somit einen eindeutigen Schluss auf den Wohnort zulässt.