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Bauchemie – Chemische Vorgänge, Analyse und Synthese

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Chemische und physikalische Vorgänge vollziehen sich keineswegs nur im Labor. Oftmals unbemerkt spielen sie sich in der Natur ab (saurer Regen) oder aber sie werden in Industrie und Handwerk zielgerichtet eingesetzt (z. B. Klebstoffe).
Im Bauhandwerk nehmen sie eine bedeutende Rolle ein. Sowohl die Baumaterialen (künstliche Steine) als auch die Herstellungsverfahren sind nicht denkbar ohne Chemie. Mischt ein Maurer z.B. Mörtel, so vollzieht er eine Kombination chemischer und physikalischer Vorgänge. Das Mischen von Sand und Wasser ist ein physikalischer Vorgang. Die Eigenschaften von Sand und Wasser ändern sich dabei nicht; mit Hilfe eines Filters lassen sich der Sand und das Wasser wieder trennen. Beide Materialen liegen dann wieder in den Ausgangsformen vor.

Chemische Vorgänge

In dem Augenblick, in dem der Maurer den Zement zugibt, beginnt die chemische Reaktion. Dabei verbinden sich die Ausgangssubstanzen.
Der „breiflüssige“ Zustand des Mörtels verschwindet, er wird fest. Schlägt man einen Mörtelklumpen auseinander, so stellt man fest, dass weder der Sand noch der Zement einzeln  zu erkennen sind. Es ist ein völliger neuer Stoff entstanden. Er hat neue Stoffeigenschaften, die nicht aus den Eigenschaften der Ausgangsmaterialen erklärbar sind. Will man ihn wieder in die Ausgangssubstanzen zerlegen (analysieren), so ist das nur mit chemischen Mitteln möglich. Physikalische Analysemethoden reichen nicht.

MERKE: Chemische Reaktionen erzeugen neue Stoffe mit völlig anderen Eigenschaften als die Ausgangsstoffe. Um sie wieder in die Ausgangsstoffe zu zerlegen (Analyse), bedarf es chemischer Verfahren.

Die Synthese

Das Herstellen einer neuen Substanz aus verschiedenen Ausgangsmaterialen bezeichnet man als Synthese. Mehr als 100 000 chemische Substanzen sind in der Chemie synthetisiert. Die meisten davon interessieren nur die Wissenschaft, für die Wirtschaft haben sie keine Bedeutung. Damit eine chemische Substanz als Arbeitsmaterial in der Praxis dienen kann, muss sie eine Reihe von Voraussetzungen erfüllen:

  • kostengünstige Verfügbarkeit
  • gute Handhabbarkeit
  • geringe Gefährlichkeit
  • angemessene Umweltverträglichkeit

Die Einschätzung von Gefährlichkeit und Umweltverträglichkeit verändert sich dabei. Das Beispiel z.B. von Asbest macht deutlich, dass Substanzen, die vor Jahren noch als unbedenklich eingestuft wurden, heute zu den verbotenen Baustoffen gehören.

Beispiel für chemische Vorgänge

  • Löschen von Branntkalk:
    Branntkalk CaO + Wasser H2O →Wärmezufuhr → Kalkhydrat Ca(OH)2
  • Entstehen von Luftkalk:
    Kalkhydrat Ca(OH)2 + Kohlensäure H2CO3 →Wärmeabgabe → Kalkstein CaCO3 + 2 H2O

MERKE:

  • Chemische Vorgänge = verändern Körper stofflich. Beispiele sind Holz fault oder verbrennt, Korrosion eines Stahlträgers und Beton erhärtet
  • Physikalische Vorgänge = verändern Form, Zustand und Lage von Körpern. Beispiele sind Wärmedehnung eines Flachdaches, sieben von Kies und Salz in Wasser auflösen

Weiterführende Informationen

  • In Wort und Schrift (Beispiele):

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