Chemie

Ein Chemiker bei der Arbeit. Er arbeitet in einem Abzug, falls giftige Dämpfe entstehen.

Chemie ist eine Naturwissenschaft und auch ein Schulfach. Das Wort stammt aus der altägyptischen Sprache und bedeutet „schwarze Erden“. Bei der Chemie geht es darum, welche Stoffe es gibt und was für Eigenschaften sie haben. Eine weitere Aufgabe von Chemikern ist es, neue Stoffe zu finden, die besondere Eigenschaften haben.

Wichtige Stoffe sind zum Beispiel Eisen, Sauerstoff, Wasser und Kohlenstoff. Die Chemie untersucht auch Umwandlungen, bei denen neue Stoffe entstehen, die sogenannten chemischen Reaktionen. Eine chemische Reaktion ist zum Beispiel das Brennen einer Kerze, zu erkennen an der Flamme: Aus dem Kerzenwachs entstehen beim Verbrennen Gase wie Kohlendioxid und Wasserdampf. Eine chemische Reaktion gibt es auch beim Backen von Kuchen: Aus dem flüssigen Teig entstehen neue Stoffe und man hat dann den festen Kuchen. Auch eine Explosion ist eine chemische Reaktion.

Was sind Atome?

Ein Modell eines Wassermoleküls

Das Wichtigste für die Chemiker sind die Atome. Es sind die kleinen Teilchen aus denen alles um uns herum aufgebaut ist. Wir Menschen natürlich auch. Allerdings kann man Atome mit den bloßen Augen und auch mit den stärksten Mikroskopen nicht wirklich sehen, weil sie so klein sind. Zehn Millionen Atome nebeneinander hätten etwa eine Breite von 1 mm.

Wenn Atome dauerhaft zusammenhalten hat man Moleküle. Die meisten Stoffe bestehen aus Molekülen. Das vermutlich bekannteste Molekül schreiben die Chemiker als H₂O auf – es ist das Wassermolekül. Die Schreibweise bedeutet, dass das Wassermolekül aus zwei Wasserstoffatomen H und einem Sauerstoffatom O besteht.

Ein Chemiker aber muss die Atome kennen. Er muss wissen, wie sie sich verhalten, wenn sie aufeinander treffen und wie sie zusammenhalten. Es ist aber nicht einfach zu verstehen, was man nicht sieht. Deshalb haben Kinder das Fach Chemie erst in höheren Klassen.

Was macht man im Schulfach Chemie?

Das dicke X auf dieser Flasche mit WC-Reiniger ist ein Gefahrensymbol. Es zeigt an, dass der Inhalt reizend wirkt, also zum Beispiel die Haut röten kann.

Chemie gibt es als Schulfach in Deutschland meist erst ab der 7. Klasse oder sogar noch später. Das hängt vom Bundesland ab, in dem die Schule steht. Im Schulfach Chemie macht man unter anderem Experimente. Dabei benutzt man besondere Geräte und chemische Stoffe, die der Chemielehrer ausgewählt hat.

Allerdings dürfen Schüler nicht alle Experimente machen, die sie durchführen wollen. Denn das kann sehr gefährlich werden. Der Chemielehrer kennt sich damit aus, denn er hat Chemie an der Universität studiert. Deshalb erklärt er den Schülern genau, was sie machen sollen und worauf sie zur Sicherheit achten müssen.

Chemie spielt auch im Haushalt eine wichtige Rolle. Denn viele Reinigungsmittel sind nicht ganz ungefährlich. Im Chemie-Unterricht lernen die Schüler, wie man mit solchen gefährlichen Stoffen umgeht.

Was machen Chemiker?

Reagenzgläser, um kleine Mengen an Flüssigkeiten untersuchen zu können

Viele Jahre haben Chemiker hieran geforscht: Welche Atome und Moleküle sorgen dafür, dass ein bestimmter Stoff bestimmte Eigenschaften hat? Inzwischen ist vermutlich das Wichtigste bekannt. Dennoch haben Chemiker immer noch wichtige Aufgaben.

Chemiker erfinden neue Stoffe: Sie wissen, wie ein Molekül aussehen muss, damit ein Stoff fest, weich oder gummiartig ist. Sie wissen auch, warum Stoffe durchsichtig oder undurchsichtig sind. Deshalb können sie genau solche Stoffe gezielt herstellen. Während früher vor allem Erdöl für die Herstellung solcher Kunststoffe verwendet wurde, benutzen die Chemiker heute eher Naturstoffe, die ein Landwirt produzieren kann.

Chemiker untersuchen außerdem die Umwelt auf Stoffe. Dabei gehen sie zum Beispiel diesen Fragen nach: Ist das Wasser sauber? Kann man das da essen oder sind da Gifte enthalten? Da man Gifte nicht immer sehen, schmecken oder riechen kann, muss das zur Sicherheit überprüft werden. Die Chemiker kennen die Eigenschaften aller Stoffe, also auch der Gifte. So können sie mit Hilfe spezieller chemischer Reaktionen und Geräten die Gifte nachweisen.

Die Chemiker im Mittelalter, die Alchemisten, versuchten Gold aus billigen Stoffen wie Blei herzustellen. Das ist aber keine chemische Reaktion und auch gar nicht möglich. Dazu müsste man die Atome verändern, das wäre unheimlich teuer.