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Archive for Januar 2012

Dammbruch bei der DGE – Neues von der Vitaminfront

Von der Industrie werden wir beständig indoktriniert, wie wichtig Vitamine sind, wie viel besser wir uns fühlen können, wenn wir ihre Vitaminpräparate nehmen, und dass es eigentlich nur gut tun kann. Von Verbraucherschützern und Ärtzten wird schon lange die präventive Gabe von allerlei Vitaminen und Mineralstoffen als völlig unsinnig und übertrieben bezeichnet.

Chemisch gesehen sind natürliche Vitamine und Vitamine aus industrieller Herstellung absolut identisch. Allerdings sind in Früchten etc. noch Sekundärstoffe enthalten, die die Aufnahme der Vitamine erleichtern oder erst ermöglichen. Die Vitamine aus der Tablette können somit also teilweise nur unzureichend aufgenommen werden. In neueren Studien ist auch gezeigt worden, dass die Gabe von Vitaminen nicht nur keinen Schutz vor Krankheiten wie Krebs bietet, sondern sogar zu höheren Krebsraten führt (SZ-Artikel (Zusammenfassung der Ergebnisse), Studien im Einzelnen: Archives of Internal MedicineJournal of the American Medical Association). Das Thema ist – anders als es von der Industrie dargestellt wird – durchaus nicht harmlos.

Die „Deutsche Gesellschaft für Ernährung“ (DGE) hat daher bei gesunder Ernährung den Verzehr solcher Präparate als nicht notwendig und die Versorgung über die Nahrung als ausreichend bezeichnet. Eine Ausnahme scheint jetzt Vitamin D zu sein, das vor allerlei Krankheiten schützen soll. Die tägliche Aufnahmeempfehlung dieses sogenannten „Sonnnenschein“-Vitamins (weil es auch durch UV-B-Strahlung in der Haut gebildet werden kann, hier im Blog) wurde soeben von der DGE beträchtlich nach oben korrigiert und gleichzeitig im Winter – wegen der geringen UV-B-Einstrahlung in unseren Breitengraden – eine Einnahme von Vitamin-D-Präparaten für Senioren, Menschen mit dunklerer Hautfarbe und „Stubenhockern“ empfohlen [Pressetext der DGE]. Ein Novum für die DGE!

In der Fachwelt wird diese Einnahmeempfehlung durchaus kritisch gesehen, die „Deutsche Gesellschaft für Endokrinologie“ (auch DGE!) betont in ihrer Darstellung, dass lediglich bestimmte Personengruppen wie Säuglinge, Nierenkranke und Menschen mit Knochenerweichung zu künstlichen Präparaten greifen sollten. Die Wirkung von Vitamin D gegen Krebs bleibt weiter unbewiesen, wie Studien gezeigt haben (Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism), die auf Grund ihrer kurzen Laufzeit aber auch keinen Beweis oder Gegenbeweis darstellen. Die Erhöhung der Ernährungsempfehlung ist allerdings weitgehend unstrittig.

Insgesamt bleibt: Gesunde Ernährung und ausreichend Zeit an der Sonne, dann muss man  sich über all dies keine Gedanken machen! Natürlich kommt Vitamin D in großen Mengen vor allem in Fettfischen wie Hering und Makrele vor und auch in Lebertran, der ja aus Fischen gewonnen wird. Praktischerweise gibt die DGE (Ernährung!) auch noch Hinweise bezüglich der Dauer des Sonnenbads (vgl. Link oben):

Die körpereigene Vitamin D-Bildung in der Haut ist abhängig von Breitengrad, Jahres- und Tageszeit, Witterung, Kleidung, Aufenthaltsdauer im Freien sowie dem Hauttyp. Um 10 µg Vitamin D zu bilden, muss sich ein Mensch mit dem Hauttyp III (mittelhelle Haut, braunes Haar, helle bis dunkle Augen, bräunt langsam und bekommt nur manchmal einen Sonnenbrand) von April bis Oktober auf dem 42. Breitengrad (z. B. Barcelona) zur Mittagszeit mit zu einem Viertel unbedeckter Haut schätzungsweise 3 bis 8 Minuten in der Sonne aufhalten. In Deutschland reicht die Stärke der Sonnenbestrahlung nur ca. 6 Monate im Jahr aus, um eine ausreichende Vitamin D-Bildung zu gewährleisten.

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Kategorien:Aktuell, Lebensmittelchemie Schlagwörter: ,

Chemisches Spielzeug: Handspektroskop

Es ist wieder Zeit für Spielzeug!

Von der Firma Astromedia wird ein handliches Spektoskop als Kartonbausatz für günstiges Geld angeboten [Manufactum-Link]. Alles was man zum Bau benötigt, sind eine Schere, ein Cutter für feine Strukturen, Klebstoff, ein stumpfes Messer zum Vorritzen der Knicke und einen Streifen weißes Papier. Und natürlich etwas Zeit!

Je nach bastlerischem Geschick erhält man dann ein Spektroskop, das durchaus nicht übel ist. Das eingebaute Beugungsgitter mit 1000 Linien/mm und die Nanometer-Skala (Ablesegenauigkeit: 5 nm) verhelfen zu einem guten Spektrum. So lassen sich schnell alle möglichen Lichtquellen und deren qualitativen Unterschiede untersuchen wie das kontinuierliche Spektrum von natürlichem Licht und Glühbirnen oder das Linienspektrum von Natriumdampflampen (589/590 nm) oder modernen Energiesparlampen, wobei das Spektrum sofort die Antwort gibt, ob Quecksilber verwendet wurde (436, 546, 577/579 nm). So leicht war es noch nie Leuchtmitteln auf den Grund zu gehen!

Natürlich ist die Bauweise aus Karton nicht die stabilste. Und ob der Eignung für wirkliche Experimente wie im „Ionenlotto“ des Chemiestudiums die Bestimmung über Flammenfärbung kann kein wirkliches Urteil abgegeben werden. Es ist ein Spielzeug, das aber durchaus auch ernsthaft eingesetzt werden kann. Wissenschaftliches Spielzeug und auch Farben sehen ist immer toll!

Die Honeywell-DuPont-Verschwörung

Kurz der Hintergrund: Die meisten Kälteanlagen wie Klimaanlagen und Kühlschränke arbeiten mit einem Kältemittel, das zuerst komprimiert wird, sich im Kondensator unter Wärmeabgabe verflüssigt, durch eine Drossel entspannt und im Verdampfer wieder gasförmig wird unter Wärmeaufnahme. Dies ist das Prinzip der Kompressionskältemaschine.

Chemisch wird die Sache durch die Wahl des Kältemittels. Früher waren in Kühlschränken etc. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) „State of the Art“, die sich aber durch die photochemische Bildung von Chlorradikalen als schädlich für die Ozonschicht (vgl. Ozonloch und die Bedeutung der Ozonschicht hier im Blog) erwiesen haben.

Tetrafluorethan (R134a)

Für die Autoklimaanlagen fand sich als Ersatzstoff Tetrafluorethan (um genau zu sein: 1,1,1,2-Tetrafluorethan, bekannt auch als R134a), ein unbrennbares, farbloses Gas. Allerdings wirkt dieser Stoff als Treibhausgas, gemessen in GWP (Global Warming Potential) bezogen auf CO2, was zu einem Verbot durch die EU-Kommission führte [PDF].

HFO-1234yf

Und hier kommen jetzt die chemischen Großkonzerne Honeywell und DuPont ins Spiel. Einen immensen Umsatz von vielleicht 4 Mrd. € im Jahr witternd versuchen diese „Global Player“ äußerst aggressiv das unter dem Kürzel HFO-1234yf vermarktete 2,3,3,3-Tetrafluorpropen als Ersatz für R134a durchzusetzen. Die Autoindustrie hat ihren Widerstand aufgegeben. (vgl. hier und hier, PDF-Seite 134), die Kosten für die aufwändige Umrüstung bei Verwendung anderer Stoffe wie CO2 fürchtend. HFO-1234yf lässt sich problemlos in bisherigen Kälteanlagen einsetzen, jedoch hat der Stoff auch einen gravierenden Nachteil:  Er ist brennbar (sogar hochentzündlich, im Gegensatz zum Vorgänger R134a), was aber laut der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) angesichts der vorhandenen Mengen an Benzin oder Schmierölen wenig ins Gewicht fällt (PDF). Jedoch wird bei der Verbrennung Fluorwasserstoff (HF) frei, ein stark ätzendes, äußerst unangenehmes Gas, wie Versuche des LMU-Chemikers Andreas Kornath zeigen.  Ab und an gab es deshalb die üblichen boulevardesken Horror-Schlagzeilen à la „Killer-Kältemittel“ (Google-Suche), doch erst jetzt formiert sich Widerstand gegen die einseitige Abhängigkeit von Honeywell und DuPont, was in den Medien wiederum kaum wahrgenommen wird: Die EU-Kommission hat jetzt kartellrechtliche Schritte eingeleitet (Pressemeldung), da sie mit der einzigen Fabrik in China bei konkurrierender Vermarktung durch Honeywell und Dupont ein verbotenes Kartell vermutet, also wettwerbsfeindliches Verhalten bei Patentierung und Vermarktung.

Durch eine kleine Anfrage der Linken im Bundestag im März diesen Jahres sind weitere Details bekannt geworden. Weltweit gibt es demnach drei Fabriken: eine Versuchsanlage in den USA, eine vom Erdbeben im März 2011 beschädigte Anlage in Japan und eine Fabrik in Changshu, China, die eigentlich im Herbst 2011 den Betrieb aufnehmen sollte, deren Eröffnungstermin aber auf Grund von Umweltauflagen der chinesischen Behörden zum Zeitpunkt der Anfrage weiter ungewiss war. Die Bundesregierung rechnet in ihrer Antwort mit erheblichen Lieferschwierigkeiten bei HFO-1234yf bis ins dritte Quartal 2012. Zusätzlich wird über die Hauptabbauprodukte von HFO-1234yf geschrieben:

Die drei genannten Hauptabbauprodukte Trifluoressigsäure, Trifluoracetylfluorid und Formaldehyd weisen grundsätzlich biozide Eigenschaften auf. 

Die Alternative CO2 (R744) als Kältemittel zu verwenden – unbrennbar, als Abfallprodukt sowieso vorhanden und bedarf lediglich der Reinigung – hat jetzt hoffentlich wieder Chancen, das Umweltbundesamt sprach sich schon vor einem Jahr für diese Alternative aus (hier und hier). Allerdings lässt sich damit für die Konzerne kein Geld verdienen.

Ein gutes Beispiel für die Macht der Chemie-Konzerne!

Edit am 14.10.2012 (Grund: wissenschaftliche Fehler). Guter aktueller Übersichtsartikel: B. Osterath, Nachr. Chem. 2012, 60, 732–733.

Kategorien:Aktuell, Organik

Die Wahrheit über UV-A und UV-B

Ist über UV-Strahlung nicht schon alles gesagt? Ja, aber nicht aus chemischer Sicht und das Thema hat sehr viele Facetten, die jeden Bereich der Chemie betreffen.

Die ultraviolette Strahlung wird in drei Bereiche unterteilt: UV-A-, UV-B- und UV-C-Strahlung, nach abnehmender Wellenlänge geordnet, also nach zunehmender Energie. Es wird auch von weicher, mittlerer und harter UV-Strahlung gesprochen. Um den Planeten Erde bewohnbar zu machen, kommt die Chemie ins Spiel: Die „Ozonschicht“ in der Stratosphäre absorbiert im Zuge der Bildung von Ozon durch photochemische Bildung von O-Atomen und wiederum des Zerfall des Ozons („Ozonkreislauf“) die komplette, lebensfeindliche UV-C-Strahlung und den größten Teil der UV-B-Strahlung.

Anorganik/Organik: Unsere Augen schützen wir mit Sonnenbrillen mit „UV-A- und UV-B-Filtern“, in denen spezielle Filterfarbstoffe alles UV-Licht ausfiltern (was mit der Tönung der Brille nichts zu tun hat). Unsere Haut bedecken wir mit Sonnencreme, die zwei Schutzmechanismen bietet: Anorganische Pigmente wie Titandioxid (TiO2, ein immens vielseitiges Material, über das noch mehr zu berichten sein wird) oder Zinkoxid (ZnO) brechen und reflektieren das Sonnenlicht (physikalischer Schutz), organische Stoffe absorbieren UV-Strahlung und geben sie als Wärme wieder ab (chemischer Schutz).

Biochemie: In der Haut durch UV-B-Strahlung entstehende Melanine wirken ähnlich den organischen Lichtschutzsubstanzen, Melanine bieten auch einen echten Lichtschutz und sorgen für die gewünschte Bräune. UV-B-Strahlung ist außerdem für den Sonnenbrand verantwortlich, aber auch für die Bildung des wichtigen Vitamin D3, das einzige Vitamin, das im Körper gebildet werden kann, und daher den Namen „Vitamin“ eigentlich nicht verdient. Aber dazu etwas an anderer Stelle.

UV-A-Strahlung dagegen ist durch die photochemische Bildung von Thymindimeren in der Erbsubstanz DNA für Hautkreb verantwortlich.

So weit der Überblick. Man kann also sagen: Es ist durchaus sinnvoll, sich der Sonnenstrahlung auszusetzen, zumindest für kürzere Zeiträume, weil Sonnencreme gerade verhindert, dass das Vitamin gebildet wird. Eine Bestrahlung hinter Fensterglas, gerade jetzt im Winter interessant, ist keine Alternative; das Glas absorbiert UV-B-Strahlung komplett, Sonnenbrand und Vitaminbildung werden vermieden bzw. verhindert, UV-A kann aber ungehindert passieren und die DNA zerstören. Künstliche UV-Bestrahlung in Solarien mag ästhetisch interessant sein, gesundheitlich ist es allerdings fraglich wegen der großen Hautkrebsgefahr und einer vorzeitigen Hautalterung; als Lichttherapie sind Solariumsbesuche auch komplett ungeeignet.

Zu empfehlen sei noch ein Artikel bei io9, der sich mit der interessanten Lichtwirkung von „Schwarzlicht“ beschäftigt.

Kategorien:Anorganik, Biochemie, Organik

Hello Kitty-Periodensystem

Es gibt Tage, da fragt man sich, ob man nicht träumt. Und zwickt sich in den Arm und man wacht nicht auf…

Schaut es euch nicht an, schont eure Gesundheit: Jemand hat ein Hello Kitty-Periodensystem entworfen!

Solche Absonderlichkeiten („Aberrationen“) pflegt der Chemiker mit einer guten Portion Chemie zu bekämpfen, denn hier hilft eher Dynamit als fromme Sprüche. Der Autor empfiehlt: Das Objekt in ein Bad aus 5 M Salzsäure zu legen oder – falls nicht zur Hand – im Supermarkt erhältliche „Essigessenz“ (die von Surig enthält 25 m% Säure) unverdünnt anzuwenden. Chemikerregel bleibt: Viel hilft viel! Kleiner Nebeneffekt zweiterer Methode: Ein kräftiger Lungenzug über der Schüssel reinigt die Atemwege äußerst effektiv und macht müde Geister munter. Zitat aus H. Römpp, Chemie des Alltags, 1943:

Gegen Ohnmachtsanfälle wird ein Riechpulver empfohlen, das mit 96 % iger Essisäure getränkt ist. Wer schon einmal an 80 % iger Essigessenz gerochen hat, begreift, dass ein derartiges Mittel geeignet ist, auch Ohnmächtige wieder aufzuwecken.

Für „Fringe“-Fans sei auch der Einschluss in Quarantäne-Bernstein 31422 empfohlen.

Außerdem kann ein Besuch des örtlichen Vodoo-Priesters…

Nein, genug der Worte, es geht in diesem Blog ja um Wissenschaft und nicht um Vodoo! Einfach das Rezept der Lemming-Drogenberatung beherzigen: Nehmen Sie viel! Dann wird Kitty schon verschwinden!

Cheers!

Kategorien:Humor

Neujahr und das Feuerwerk

Ein blöder Spruch lautet: „Chemie ist, wenn es stinkt und kracht.“ Und das stimmt auch, man sollte deshalb etwas vorsichtig mit explosiven Stoffen umgehen, wie das Video beweist. Man kann nur froh sein, dass dabei keiner verletzt wurde.

Auch richtig ist: „Firework smoke. Don’t breathe this.“ SO2, verantwortlich für den typischen Feuerwerksgeruch, und andere Verbrennungsprodukte bilden den Dunst der Neujahrsnacht, was man hier auch gut sieht.

Kategorien:Anorganik, Videos Schlagwörter: ,

Chemisches Spielzeug: Molekülbaukasten

In loser Folge sollen hier „chemisches Spielzeug“ vorgestellt werden, die aber – wie heute der Molekülbaukasten – durchaus nützlich sein kann, entweder um andere zu beeindrucken oder um selbst etwas daraus zu lernen.

Der nach Meinung des Autors beste Molekülbaukasten auf dem Markt stammt von der englischen Firma Molymod. Die Atome sind massive Hart-Plastikkugeln, Farbe je nach Element, die Bindungen sind stabile graue Plastikstäbe, die sich beliebig oft umstecken lassen. Auch Doppelbindungen sind mit weicheren, biegbaren Plastikstäbchen kein Problem. Die Modelle geraten so nicht winzig klein, sind anschaulich, stabil, so dass man auch mit den Händen begreifen kann, und eignen sich daher ideal auch für Schulklassen. Zusätzlich kann mit sehr kurzen Wasserstoffbindungen gleichzeitig die Übersicht gewahrt bleiben.

Insgesamt liegen die Bauteile gut in der Hand, an den die Langlebigkeit garantierenden festen Sitz der Bindungen – es gibt ein deutliches „Plopp“ beim Lösen – in den Atomen gewöhnt man sich schnell und bald ist man fleißig am Molekülebauen – das Lego-Feeling aus der Kindheit ist zurück.

Im vom Autor erworbenen „Prentice Hall Molecular Model Set for General and Organic Chemistry“ befinden sich 72 Atome, davon 28 Wasserstoff- und 14 Kohlenstoffatome, 40 kurze, 40 lange Bindungen, 12 flexible Bindungen und einen „Short Link Removal Tool“, das hilft, die kurzen Bindungen wieder ohne Beschädigung zu lösen. Außerdem wird eine 15-seitige Anleitung mitgeliefert, die man eigentlich nicht braucht. Hier werden jede Menge Beispielverbindungen gezeigt, mit Molekülformel und S/W-Foto des entsprechenden Modells. So sieht man, dass auch komplizierte Moleküle kein Problem darstellen.

Für den Chemiestudenten ist ein Molekülbaukasten unverzichtbar spätestens bei der ersten Vorlesung Organische Chemie, um sich stereochemische Fragestellungen ein für alle mal klar zu machen. Zusätzlich kann man sein Lieblingsmolekül ständig mit sich tragen oder auf den Schreibtisch stellen.

Am Ende sind ein paar Fotos angehängt von der Box, in der das Set geliefert wird, und ein paar Beispielmoleküle.

 

Nachtrag 26.02.12: Aus aktuellem Anlass hier noch ein paar Informationen zum Einkauf. Der unter der ISBN 0-13-955444-0 erhältliche Molekülbaukasten „Prentice Hall Molecular Model Set for General and Organic Chemistry“ ist bei Amazon im Mai 2008 für 41,99 € käuflich erworben worden, über die ISBN-Nummer sollte eine Bestellung in einer Buchhandlung kein Problem sein.

Kategorien:Spielzeug
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