Chemie

Chemie für Mediziner: Redox-Reaktionen


Redox-Reaktionen

Da Elektronen nicht frei existieren können, sind Oxidations- und Reduktionsprozesse stets miteinander gekoppelt. EineRedox-Reaktion (hier als Beispiel die Bildung von Zinksulfid aus den Elementen) kann in zwei Teilreaktionen,die Oxidation und die Reduktion, aufgespalten werden.

Zn+SZnSZnZn2++2eOxidationS+2eS2Reduktion

Bei dieser Reaktion gibt Zink Elektronen ab, Zink wird oxidiert. Schwefel nimmt Elektronen auf, er wird reduziert.

Den Elektronenlieferant (Elektronendonor, hier Zink) bezeichnet man alsReduktionsmittel, die Elektronen aufnehmende Substanz (Elektronenakzeptor, hierSchwefel) als Oxidationsmittel.

Besonders spektakulär ist die Redox-Reaktion zwischen Eisen(III)oxid und Aluminium(Thermit®-Reaktion). Die Reaktion ist stark exotherm, die Temperaturen werden so hoch, dass flüssiges Eisen entsteht. DasVerfahren wird unter anderem zum Verschweißen von Eisenbahnschienen verwendet.

Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe


Neue Substanzklasse für Redox-Reaktionen

Department of Physics, University of Base

Nach der Synthese liegen die Pyrazinacene in der reduzierten Form vor. Nach einem ersten Oxidationsschritt bilden sie Ketten. Bei einer zweiten Oxidation liegen sie wieder isoliert vor und sind nun aber vollkommen planar.

Ein interdisziplinäres Forscherteam stellt eine neue Klasse chemischer Verbindungen vor, die reversibel oxidiert und reduziert werden kann. Die sogenannten «Pyrazinacene» sind einfache, stabile Verbindungen, die aus einer Reihe stickstoffhaltiger Kohlenstoffringe bestehen. Sie eignen sich für Anwendungen in der Elektrochemie oder Synthese, wie die Forschenden im Wissenschaftsjournal «Communications Chemistry» beschreiben.

Redoxreaktionen spielen in unserem Alltag eine wichtige Rolle. Bei diesen Reaktionen gibt ein Partner Elektronen ab und wird oxidiert, während der andere Partner Elektronen aufnimmt und reduziert wird. Mithilfe solcher Redoxreaktionen speichern beispielsweise Lebewesen Energie.

Auch in der Elektrochemie, bei der elektrische Energie in Form chemischer Verbindungen gespeichert wird, spielen Redoxreaktionen eine entscheidende Rolle. Bei chemischen Synthesen sind Reduktions- und Oxidationsreaktionen ebenfalls ein elementarer Bestandteil. Forschende weltweit suchen daher nach einfachen, stabilen chemischen Verbindungen, die reversibel oxidiert und reduziert werden können und damit als Reduktions- oder Oxidationsmittel fungieren.

Mehrstufige Oxidation möglich

Die Teams von Dr. Jonathan P. Hill vom National Institute for Materials Research in Tsukuba (Japan) und von Prof. Dr. Thomas Jung von der Universität Basel und dem Paul Scherrer Institut (Schweiz) haben nun erstmals experimentell gezeigt, dass Pyrazinacene, diese Ansprüche erfüllen und in einem mehrstufigen Prozess reversibel oxidiert werden können.

Die Pyrazinacene sind eine neue Kategorie von Verbindungen, die aus Sechserringen aus Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff-Atomen bestehen. Sie wurden vom Hill-Team entworfen, synthetisiert und in Flüssigkeit chemisch charakterisiert.

In Flüssigkeiten können die Verbindungen, die aus einer unterschiedlichen Anzahl von Sechserringen bestehen können, reversibel Elektronen abgeben und aufnehmen. Was sonst in einem Reagenzglas passiert, konnte das Jung-Team vom Departement Physik und Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel jetzt erstmals experimentell auch auf einer Oberfläche darstellen. «Auf einer Oberfläche oxidieren die Pyrazinacene in mehreren Schritten reversibel. Für ihre technische Anwendung ist es wichtig zu wissen, dass sie auch gebunden auf Oberflächen Redoxreaktionen unterstützen», berichtet Dr. Fatemeh Mousavi, die im Jung-Team die Pyrazinacene charakterisierte.

Oxidationsschritt lässt sich erkennen

Mithilfe von Rastertunnelmikroskopen und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie beobachten die Wissenschaftler, dass sich die Verbindungen je nach Oxidationsstufe unterschiedlich anordnen. In der reduzierten Form, wie sie nach der Synthese vorliegen, sind die Moleküle isoliert, während sie nach dem ersten Oxidationsschritt Ketten bilden. Bei einer zweiten Oxidation verändert sich die Geometrie des Moleküls und sie liegen wieder isoliert vor.

Interessanterweise lassen sich bei den Pyrazinacenen die Oxidations- und Reduktionsreaktionen nicht nur durch einen chemischen Impuls starten, sondern auch durch Licht - die Fachleute sprechen daher von einem Photo-Redox-System.

«Wir haben mit unseren Untersuchungen gezeigt, dass die Pyrazinacene eine interessante Substanzklasse sind, die zur Unterstützung von Reduktions- und Oxidationsreaktionen in der chemischen Synthese, als Indikatoren oder auch in der Elektrochemie eingesetzt werden könnten», schliesst Thomas Jung.


[Sachbuch] Erste Hilfe Chemie und Physik für Mediziner

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Das Buch für den Aha - Effekt Auch wenn es schwer fällt, um Chemie, Physik und Mathe kommt man im Medizinstudium nicht herum. Doch viele Studienanfänger stehen gerade mit diesen Fächern auf Kriegsfuß. Erste Hilfe Chemie und Physik fängt genau dort an, wo es für viele in der Schule aufgehört hat: bei den Grundlagen.

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Dieser Beitrag wurde bereits 1 Mal editiert, zuletzt von wildfire ( 1. September 2017 )


Chemie für Studierende der Ingenieurwissenschaften

In diesem Kurs werden vornehmlich die in der Schule vermittelten Grundlagen der Chemie wiederholt und eingeübt. Behandelt werden unter anderem Stoffgemische und Trennverfahren, Säure/Base- und Redox-Reaktionen sowie Grundlagen der Thermodynamik und der Organischen Chemie. Der Besuch dieses Kurses wird ausdrücklich empfohlen, um die chemischen Kenntnisse soweit aufzufrischen und zu ergänzen, wie es für ein naturwissenschaftliches Studium nötig ist.

28.09.2020 - 02.10.2020, täglich.
Die konkreten Kurszeiten und der Zugang werden noch bekannt gegeben.


Chemie und Physik aufarbeiten

hallo zusammen!!
also, ich hatte schon 3 jahre lang chemie und 4 jahre physik bis zur 10. klasse, aber ich befürchte, dass meine kenntnisse nicht für mein studium reichen werden. deshalb möchte ich gerne vor studienbeginn das gröbste aufarbeiten. könnt ihr mir irgendwelche bücher dazu empfehlen?

Du brauchst das jetzt nicht aufzuarbeiten, lohnt sich wirklich nicht.

Stimmt, dem kann ich nur beipfichten

Da ich mir nicht vorstellen kann, dass die Dekanate auf die diversen Praktika verzichten, wäre es wirklich schade um die Zeit, die Du jetzt damit vergeudest, etwas aufzuarbeiten.

Solltest du überdies weiterhin starkes Interesse haben (is ja eigentlich lobenswert), guck´doch mal, ob es das "Physik für Mediziner"-Buch noch gibt.

Bisher habe ich nur von der Friedrich-Alexander-Universität den ein oder anderen Physik-Hammer vernommen (aber alle meine Nachhilfsstudis haben bestanden ).
Würzburg, Regensburg und Heidelberg sind wohl (erstaunlicherweise) eher "ein Witz", von den restlichen habe ich unzureichend mitbekommen.


Es bietet Studierenden der Studiengänge Medizin und Zahnmedizin Physik-Vorkurse, Vorlesungen, Übungen, Praktika und Stützkurse an.

Für Studierende der Naturwissenschaften, die Physik als Nebenfach studieren, wird ein Aufbaupraktikum "Medizinische Physik" angeboten.

Die Zugangsdaten für die Online-Vorlesungen finden Sie in unserem ILIAS eLearning-System.

In Kooperation mit der Goethe-Lehrerakademie und dem hessischen Kultusministerium werden für hessische Lehrkräfte Strahlenschutzkurse zum Ersterwerb und zur Aktualisiereung der Fachkunde im Strahlenschutz nach StrlSchV angeboten. Lehramtsstudierende der Physik können an diesen Veranstaltungen nach Maßgabe freier Plätze ebenfalls teilnehmen. Für Studierende der Physik, Biophysik, Biologie und Chemie bieten wir eine Vorlesung "Strahlen- und Umweltbiophysik" an.


Physik für Mediziner

„Oh nein, nicht das noch! Physik!“ Bevor du jetzt zu einem Urschrei ansetzt, der dich noch in die Klapse bringt … beruhig dich. Es hilft ja doch nix. Mach einfach das Beste draus. Mein Tipp – frag mal bei den höheren Semestern an, ob irgendwer wegen Physik durchs Studium gerasselt ist. Du wirst nur schwer jemanden finden. Das motiviert doch, oder?

Damit du gut in die Physik reinkommst, ist das Buch Physik für Mediziner wie gemacht für dich. Im Buch ist ein Mathekurs vorangestellt, damit du die mathematischen Grundlagen nochmal wiederholen und dann in die Physik starten kannst. Der darauf folgende Physikstoff wurde extra für Mediziner aufbereitet – du lernst also nix, was nicht im Gegenstandskatalog gefordert ist. Damit die Motivation nicht flöten geht, gibt es Beispiele aus der Medizin die dir zeigen, dass viele diagnostische und therapeutische Methoden auf purer Physik beruhen. Ist also wirklich nicht alles umsonst, was du in der Physik lernst. Also starte erstmal entspannt in die Vorlesungen, du wirst merken: alles halb so wild!


Redox Reaktionen und stöchiometrisches Rechnen

Wie wichtig sind Transferaufgaben nach LehrplanPlus?

Wie wichtig sind die s.g. Transferaufgaben? In Lernzielkontrollen gibt es verschiedene Aufgabentypen .

Wie lernt mein Kind effektiv?

Es gibt verschiedene Arten des Lernens, auditiv (hören), visuell (sehen), kommunikativ (sprechen) und motorisch (bewegen).

Wichtig ist, dass Sie herausfinden, welcher der vier Lerntypen ihr Kind ist und mit diesem dann auch sinnvoll lernt.
Dies können Sie herausfinden, indem Sie ihrem Kind einen Lernstoff den es nicht versteht .


Chemie im beruflichen Gymnasium

Der Chemieunterricht der Eingangsstufe des beruflichen Gymansiums beginnt mit einer vertiefenden Behandlung der Redoxreaktionen.
Danach wenden wir uns der Organischen Chemie zu.

Die Qualifikationsphase der gymnasialen Oberstufe beginnt mit der Organischen Chemie. Zunächst werden die Grundlagen gelegt, um dann im zweiten Halbjahr die für das tägliche Leben wichtigen Stoffklassen der Fette, Kohlenhydrate, Eiweiße und Kunststoffe aus chemischer Sicht unter die Lupe zu nehmen.

Die Physikalische Chemie mit der Behandlung des chemischen Gleichgewichts folgt im dritten Halbjahr der Qualifikationsphase.
Im letzten Abschnitt steht eine Reihe von Themen der Angewandten Chemie zur Auswahl.

Der Lehrplan kann über den Download-Service Chemie heruntergeladen werden.

Die Abiturprüfung im Fach Chemie kann entweder als schriftliche Prüfung im Rahmen des einheitlichen Landesabiturs, oder als mündliche Prüfung erfolgen.
Bei der mündlichen Prüfung hat es sich bewährt einen kleinen Versuch als praktischen Einstieg durchzuführen.


Chemie der Verbrennung

Unter Verbrennung versteht man chemische Reaktionen - speziell Redox-Reaktionen - bei denen ein Brennstoff unter exothermer Abgabe von Wärme und Licht sowie unter Bildung von Verbrennungsprodukten umgesetzt wird.

Thematisch wird die chemische Verbrennung der Thermodynamik und der Thermochemie zugeordnet. Spezielle Bereiche, die sich mit der Verbrennung beschäftigen sind hierbei die Brennchemie und die Brennphysik.

Der chemische Ablauf einer Verbrennung hängt im wesentlichen von dem brennenden Material sowie von dessen Umgebung ab. So verbrennen verschiedene Materialien mit unterschiedlicher Energieausbeute. Allgemein wird eine Verbrennung als Oxidation eines Stoffs durch Sauerstoff unter Feuererscheinungen beschrieben. Zurück bleiben, neben der abgestrahlten Energie, Verbrennungsgase und Asche. Viele dieser Verbrennungsprozesse sind im Detail noch nicht aufgeklärt worden. Bei dem Zündungsvorgang scheinen Katalysatoren eine Rolle zu spielen, die die Aktivierungsenergie herabsetzen, so dass der Brennvorgang automatisch weiterlaufen kann.

Der Engergiegehalt von Brennstoffen und anderen Materialien läßt sich mittels Kalorimetrie bestimmen. Das Aufstellen chemischer Reaktionsgleichungen von Verbrennungsvorgängen erfolgt nach stöchiometrischen Regeln.

Das nachfolgende Verzeichnis listet online verfügbare Informationen und Informationsquellen zur Chemie und zur Physik der Verbrennungsvorgänge auf.

Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache finden Sie in der Kategorie combustion.


Erste Hilfe - Chemie und Physik für Mediziner, 2.Auflage (repost)

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Video: Warum ihr NICHT Chemie studieren solltet (Januar 2022).