The Structural Chemistry of Fehling's Solution

Fehlingsche Lösung

Die Fehlingsche Lösung kennt fast jeder, der irgendwann einmal ein Chemiepraktikum an einer Universität absolviert hat. Bis heute wird diese Lösung als einfaches Nachweismittel für die Anwesenheit reduzierender Verbindungen verwendet. Insbesondere kann man mit diesem Reagenz reduzierende und nicht-reduzierende Zucker voneinander unterscheiden. Zur Herstellung des Nachweisreagenzes mischt man eine verdünnte Kupfer(II)-sulfat-Lösung mit einer alkalischen Kaliumnatriumtartrat-Lösung. Tartrat ist das Anion der Weinsäure. Die frisch zubereitete Lösung besitzt durch Komplexbildung zwischen den Kupfer-Ionen und den Tatrat-Ionen eine bunkelblaue Farbe. Wenn dieses Reagenz zur Lösung eines reduzierenden Stoffes gegeben wird, fällt nach kurzer Zeit ein rotbrauner Niederschlag von Kupfer(I)-oxid aus. Dann ist der Nachweis positiv.

Bisher wusste man wenig über die Art der Komplexverbindung im Nachweisreagenz. Sandra Albrecht und Peter Klüfers gelang nunmehr die Aufklärung der vorliegenden Komplexverbindungen. Sie berichteten kürzlich in der Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie über die Strukturen der in diesem Reagenz enthaltenen Verbindungen (Z. Anorg. Allg. Chem. 2013, 639, 280–284). Dabei konnten sie drei Verbindungen mittels Einkristall-Strukturanalyse charakterisieren. Als Beispiel wird hier eine der drei Verbindungen vorgestellt. Es handelt sich um Na₆[Cu(tartrat)₂]·14H₂O. In dieser Verbindung sind zwei Tartrat-Anionen an ein Kupfer-Ion gebunden (Abb 1). 

Abb. 1: [Cu(tartrat)₂]^6--Anion aus der Strukturanalyse (Kupfer = gelb, Sauerstoff = blau, Kohlenstoff = dunkelgrau, Wasserstoff = hellgrau).

Weiterhin sind im Kristallgitter sechs Natrium-Ionen und 14 Moleküle Wasser gebunden. Diese machen die Struktur leider etwas unübersichtlich. Die dem Kupfer am nächsten liegenden Natriumatome und einige Wassermoleküle sind in Abb. 2. dargestellt. In Lösung dissoziieren die Natrium-Ionen und werden von einer Hydrathülle umgeben. Sie liegen dann z.B. als [Na(H₂O)₆]⁺ vor, während das Komplex-Anion [Cu(tartrat)₂]^6- auch in Lösung erhalten bleibt.

Abb. 2: Struktureinheit Na₂[Cu(tartrat)₂]^4-aus der Strukturanalyse (Natrium = rosa, Kupfer = gelb, Sauerstoff = blau, Kohlenstoff = dunkelgrau, Wasserstoff = hellgrau).

p.s. Dank an Florian B. für den Hinweis auf diese Publikation!

Department of Defence finances German University Research

Militärforschung an deutschen Universitäten

Im November ging mit großem Getöse eine Meldung über US-Militärforschung an deutschen Universitäten durch den deutschen Blätterwald. So berichtete die Süddeutsche Zeitung "US-Militär finanziert deutsche Forscher", Die Zeit Online  "Das US-Verteidigungsministerium hat deutsche Hochschulen und Forschungsinstitute mit Millionenbeträgen gefördert. Es geht auch um Forschung an Sprengstoffen und Drohnen", oder der NDR auf seiner Webseite "Militär-Forschung: Hochschulen schweigen". Differenziert fand ich den Kommentar der Wirtschaftswoche zum Aufreger des Monats: "Die Empörung über Forschungsprojekte des US-Militärs in Deutschland ist verlogen. Fragwürdig ist nicht die Kooperation zwischen Wissenschaft und Rüstung, sondern die Zivilklausel mancher Hochschulen."

Wo kommen diese Angaben auf einmal her? Einen ersten Hinweis liefern Daten des NDR. Dort findet man zwei PDF-Dokumente, die alle deutschen Einrichtungen auflisten, die direkt oder indirekt mit dem US-amerikanischen Verteidigungsministerium (Department of Defence) kooperieren: geheimerkrieg249.pdf und geheimerkrieg251.pdf. Die dort genannte Quelle ist usaspending.gov. 

Ja so geheim ist der Krieg dann wohl doch nicht. Die Daten sind auf einer öffentlichen Webseite für jedermann einsehbar. Schließlich ist die USA eine Demokratie und es gibt dort ein Gesetz über Informationsfreiheit (Freedom of Information Act) und damit sind solche öffentlich verwendeten Gelder auch in einer öffentlich zugänglichen Datenbank abrufbar. Man muss sich nur die Mühe machen dort nachzusehen. Der Einblick in die angeblich so supergeheime gefährliche Militärforschung ist also recht einfach. Man geht auf die Webseite der US-Regierung: usaspending.gov. Dann sucht man nach einem brauchbaren Begriff in Deutsch. Für deutschsprachige Universitäten wäre das z.B. das Stichwort "Universitat". Ja ohne Umlaut, das ist in Amerika nicht üblich.Dann schränkt man die Suche rechts im Auswahlfenster auf "By Agency / Department of Defense.." ein und erhält folgendes Antwortfenster:

Damit sind natürlich nicht die anderen Forschungseinrichtungen (Fraunhofer, Leibniz, Max-Planck...) in Deutschland erfasst. Wer mag darf selbst weiter nach "supergeheimen Forschungsprojekten" suchen...

Breaking Bad Season 5

Elektromagneten, Schädlingsbekämpfung und Empire Business - die fünfte Staffel von Breaking Bad

Die ersten acht Folgen der fünften Staffel liefen im Dezember auf Arte. Diesmal gibt es eher weniger über Chemie zu lernen, dafür etwas Physik. In der Folge "Lebe frei oder stirb" (Folge 47) löschen Walter und Jesse die Festplatte eines Laptops in der Asservatenkammer der Polizei. Dazu verwenden sie einen Elektromagneten vom Schrottplatz. Dieser ist an 21 in Reihe geschaltete Autobatterien mit je 12 Volt (= 252 Volt) angeschlossen. Dazu sind noch einmal 21 Batterien parallel geschaltet, um die Stromstärke zu erhöhen.

Für ihre weitere Drogenproduktion nutzen Walter und Jesse eine Schädlingsbekämpfungsfirma ("Vamonos Pest") als Tarnung. Die Schädlinkgsbekämpfer hüllen ganze Wohnhäuser in grün-gelbe-Kunststoffplanen ein und räuchern das Ungeziefer mit Sulfurylfluorid (SO₂F₂) aus. In Folge 49 ("Gefahrenzulage") sieht man kurz eine Zeichnung der mobilen Produktionsanlage die sie nun verwenden. Allerdings waren keine Einzelheiten zu erkennen, daher kann an dieser Stelle auch nichts darüber berichtet werden.

Sehr vielversprechend ist die Schlusszene der Folge 54 ("Gliding over All"). Schwager Hank von der DEA ist zu Besuch bei Walter. Er bekommt in Walters Haus zufällig ein Buch in die Finger in dem eine Widmung steht. Das Buch heisst "Leaves of Grass" von Walt Whitman und die Widmung lautet folgendermaßen: 

TO MY OTHER FAVORITE

W.W.

 IT'S AN HONOUR WORKING WITH YOU.

FONDLY G.B.

Die Widmung stammt von dem inzwischen toten Drogenkoch Gale Boetticher. Hank wird beim Lesen dieser Widmung schlagartig klar, wie alles zusammenpasst und wer Heisenberg ist. Wir dürfen auf die letzten acht Folgen gespannt sein...

 

Wer noch mehr Informationsbedarf hat, schaut bei Wikipedia nach, dort gibt es auch einen Episodenguide mit kurzen Inhaltsbeschreibungen aller Folgen. Außerdem existiert auch ein Wiki speziell für Breaking Bad (siehe Abbildung)!

Bioinorganic Chemistry

Bioanorganische Chemie

Die lange überfällige Aktualisierung des wichtigsten Lehrbuches zur bioanorganischen Chemie ist jetzt erschienen. Der Titel heißt nunmehr "Bioinorganic Chemistry - Inorganic Elements in the Chemistry of Life: An Introduction and Guide" (von Wolfgang Kaim, Brigitte Schwederski und Axel Klein von John Wiley and Sons, Oktober 2013). Das Buch gehört zur Reihe "Wiley Textbook Series, Inorganic Chemistry" und hat sogar einen relativ erträglichen Preis von ca. 57 Euro.

Das Werk hat eine umfassende Modernisierung erhalten. Die bewährte Struktur in Reihenfolge und Aufbau der Kapitel ist beibehalten und neueste wissenschaftliche Erkenntnisse sind eingearbeitet worden. Die Abbildungen der Proteinstrukturen sind nunmehr auf einem aktuellen Stand mit farbigen Abbildungen in denen die Feinheiten der Sekundär- und Tertiärstrukturen der Proteine erkennbar dargestellt sind. In bewährter Weise konzentriert sich die Diskussion der katalytischen Aktivität auf die Metallkomplexe im Zentrum der Proteinstrukturen. Modellkomplexe werden ebenfalls gebührend diskutiert. Leider ist der Titel zur Zeit nur auf Englisch erhältlich, das dürfte für Studenten in niederen Semestern eine bedeutende Hürde in der Akzeptanz des Buches darstellen. Da ist der einfache Student notfalls schneller mit Googlen und muss sich dann nicht durch das englischsprachige Lehrbuch quälen. Bleibt zu hoffen, das auch noch eine deutschsprachige Version erscheinen wird.

Communication Networks in Science

Wissenschaftskommunikation 2.0

Es gibt zahlreiche neue Formen der Kommunikation von Wissenschaft im Internet. Beispielhaft möchte ich einige neuartige Internet-Communities vorstellen.

Colwiz

Diese Abkürzung steht für "Collective Wizdom". Auf dieser Webseite wird kostenlose Software bereitgestellt. Diese soll das Innovationstempo beschleunigen und die Forschungsproduktivität insgesamt erhöhen (So der Werbetext der Anbieter.). Colwiz Web bietet Software für den Desktop PC, das i-Phone, i-Pad und Android-Modelle an. Mit Hilfe dieser Software kann man Publikationen auf Google Scholar, PubMed und ca. 30 anderen Suchmaschinen suchen. Weiterhin kann man Notizen verfassen, Artikel schreiben und Zitate verwalten, mit Kollegen an gemeinsamen Projekten arbeiten und Dateien speichern, Backup-Kopien hinterlegen und mit anderen Daten teilen.  Mit den erklärenden Videos auf der Webseite erhält man einen ersten Eindruck von den angebotenen Möglichkeiten. 

Neothesus.de

Neothesus bemüht sich darum, eine innovative Wissenschafts-Community im Internet aufzubauen. Auf dieser Webweite präsentieren namhafte Professoren offene wissenschaftliche Fragestellungen per Video. Zudem können die Community-Mitglieder dort eigene wissenschaftliche Fragestellungen in Textform veröffentlichen. Eine Übersicht über die aktuellen Fragestellungen auf dieser Plattform findet man hier. Zum Fachgebiet Chemie finden sich bisher keine Einträge. Aber das kann sich ja bald ändern.

ResearchGate

ResearchGate ist ein soziales Netzwerk für Wissenschaftler aller Bereiche. Auf die Webseite von ResearchGate können angemeldete Nutzer Fachartikel hochladen und mit anderen teilen, sich zu Forschungsfragen austauschen und Partner für gemeinsame Projekte finden. Weiterhin kann man dort Messdaten und Daten von misslungenen Experimenten veröffentlichen, um eine Wiederholung von Fehlern in der Forschung zu vermeiden. ResearchGate bietet eine eigene Metrik zur Messung wissenschaftlicher Reputation an. Dieser ResarchGate Score soll Wissenschaftlern ermöglichen, sich auch unabhängig von der Publikation in wissenschaftlichen Fachpublikationen eine Reputation zu erarbeiten.

Viele Wissenschaftsorganisationen und -institutionen, wie die International Academy of Life Sciences (IALS), die European Science Foundation und die Gesellschaft für Virologie (GfV) nutzen ResearchGate als Plattform für die Kommunikation zwischen Mitgliedern und Teilnehmern. Zahlreiche Professoren von internationalen Universitäten sollen Qualität und Unabhängigkeit in einem Advisory Board garantieren. Bekanntester deutscher Kunde ist die Max-Planck-Gesellschaft, die mit Hilfe von ResearchGate ihr Wissen im Internet verknüpfen will. [Quelle: Wikipedia]

Biowebspin

Biowebspin ist nach eigener Aussage das führende und am häufigsten besuchte professionelle Netzwerk für Leute die in den Lebenswissenschaften arbeiten. Das Portal ermöglicht den Zugang zu PubAdvanced. Diese Benutzeroberfläche bietet das Gleiche wie Pubmed, aber mit zusätzlichen nützlichen Features. Unter PubAdvanced kann man Veröffentlichungen entsprechend ihren CitImpacts sortieren. Citimpacts bestehen aus der Anzahl an Zitierungen und deren Impact-Faktoren. Außerdem kann man gleichzeitig nach Patenten suchen, die Popularität der eigenen Publikationen im Internet untersuchen und Vieles mehr.

Life Science Network
Dieses Netzwerk tauchte erst vor kurzem auf, deshalb gibt es dazu noch nicht viele Informationen.In diesem Portal kann man nach Forschungseinrichtungen in den Life Sciences suchen, sich untereinander vernetzen, Post-Publication Review betreiben und Jobanzeigen aufgeben oder nach Jobs suchen.

Books for Christmas

Weihnachtsgeschenke in letzter Minute

Hier ein paar Buchempfehlungen zu Weihnachten:

	Eine kurze Geschichte von fast allem Die Geschichte der Welt und Geschichten von Wissenschaftlern so spannend und unterhaltsam geschildert, wie es nur Bill Bryson kann.
	Hugh Aldersey-Williams: Anatomien: Kulturgeschichten vom menschlichen Körper Kulturgeschichte vom Feinsten, alles über den menschlichen Körper in Kunst, Geschichte und Literatur. Unterhaltsam wie ein Roman.
	Nate Silver: Die Berechnung der Zukunft: Warum die meisten Prognosen falsch sind und manche trotzdem zutreffen - Der New York Times Bestseller . Dieses Buch handelt von Vorhersagen aller Art.Angefangen von Erdbeben über die Wirtschaftsentwicklung, Grippewellen bis zu Wettervorhersagen und Klimamodellen werden die verschiedensten Bereiche besprochen. Journalistischer Schreibstil, teilweise deutlich amerikazentriert aber trotzdem ganz gut zu lesen. Statistische und mathematische Theorien kommen auch vor (Bayes-Theorem, Pareto-Prinzip), stehen aber nicht im Vordergrund.