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Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße.

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Präsentation zum Thema: "Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße."—  Präsentation transkript:

1 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße

2 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Stellung der Alkali- und Erdalkalimetalle unter den Elementen

3 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Alkalielemente Einordnung Alkalielemente entsprechen der I ten Hauptgruppe OHNE H => arabisch: al qualy für Pflanzenasche Eigenschaften silbrig weiß, von geringer Härte, bilden an Luft sofort Oxidschicht bei Kontakt mit Wasser leicht entflammbar => feuergfährlich Basenbildner MeOH EK = [n tes Edelgas] + (n tes+1 s) 1, OZ +1 und 0

4 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Lithium lithos = griechisch Stein (kommt anders als Na und K hauptsächlich in Gestein vor, nicht als Salz) leichtestes aller festen Elemente, 27. Stelle der Häufigkeit bildet sehr feste Legierungen verbessert Zugfestigkeit, Härte und Elastizität von Metall-Legierungen wirkt beruhigend aber nicht einschläfernd Batterien mit hoher Spannung

5 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Natrium natron = arabisch für Soda (wadi natrun in Ägypten) NaCl (Kochsalz, Steinsalz) Bestandteil extrazellulärer Lebensräume => physiologische Kochsalzlösung Na 2 SO 4 (Glaubersalz), Glasindustrie, Papierindustrie, Zelluloseindustrie Na 2 CO 3 (Soda) gutes Dispergierungsmittel NaHCO 3 Backpulver

6 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Kalium arabisch = al qualy = Pflanzensche, engl. = potash = Topfasche (potassium) K + bei Nervenleitungen, in Nerv Konz 40x höher, erregte Nervenbahn wird selektiv durchlässiger für K, K + -Strom nach außen reguliert Turgor in Spaltöffnungen Auf Grund unterschiedlich verstärkter Zellwände der Schließzellen können diese bei niedrigem Innendruck die Spaltöffnung verschließen und bei hohem Turgordruck öffnen.Turgordruck Die Öffnungsweite der Spaltöffnungen wird durch Lichtstärke und Lichtqualität, die CO2-Konzentration sowie durch die Phytohormone Auxin und Abszisinsäure gesteuert. PhytohormoneAuxinAbszisinsäure Soll die Spaltöffnung erweitert werden, wird das Membranpotential negativer und Kalium-Ionen strömen ins Innere der Schließzellen. Als Ladungsausgleich strömen auch Chlorid-Ionen nach innen und Malationen werden synthetisiert. Auf Grund der erhöhten Ionenkonzentration strömt nun Wasser über Poren, die von Aquaporinen gebildet werden, zunächst ins Cytosol und dann in die Vakuole (Osmose) ein.MalationenAquaporinenCytosolOsmose Membranpotential einer Schließzelle: bei Dunkelheit –55 mV, bei Belichtung –110 mV. Im Dunkeln weist die Schließzelle ein negatives Membranpotential von –55 mV auf. Bei einem Lichtreiz verstärkt sich diese negative Spannung auf –110 mV (Hyperpolarisation). Diese Hyperpolarisation erfolgt durch eine lichtgesteuerte ATPase, die Protonen unter ATP-Verbrauch von innen nach außen pumpt. Das dazu notwendige ATP könnte aus der Photosynthese der Schließzellen stammen, die in der Regel als einzige Epidermiszellen Chloroplasten aufweisen.HyperpolarisationATPase Protonen Die Hyperpolarisation ist notwendig, da im Cytosol die K+-Konzentration höher (ca.100 mM) als im Apoplasten (ca. 1 mM) - der Quelle der Kalium-Ionen - ist. Die Kaliumkanäle öffnen sich ab -100 mV, und die Kaliumionen können gegen ihr Konzentrationsgefälle, aber mit dem Potentialgefälle von außen nach innen diffundieren.Apoplasten Auslöser für das Öffnen dieser Kaliumkanäle ist eine erhöhte Protonenkonzentration (als eine pH-Erniedrigung) im Apoplasten. Die Protonen lösen aber nicht nur die Öffnung aus, sondern erleichtern sie auch, im dem sie das Schwellenpotential zur Öffnung zu positiveren Werten verschieben.pH Im Dunkeln stellt die ATPase ihre Tätigkeit ein, das Membranpotential steigt wieder auf –55 mV und die Kaliumionen strömen wieder entsprechend ihrem Konzentrationsgefälle nach außen. Gleichzeitig wandern auch die Chloridionen nach außen, Wasser strömt jetzt wieder nach außen, der Turgordruck sinkt und die Spaltöffnung schließt sich. Bei KST1 (Kalium-Kanal von Solanum tuberosum) liegt ein Einwärtsgleichrichter mit pH-Sensor vor. Bei dem entsprechenden Kanal von Arabidopsis werden höhere Protonenkonzentration im Apoplasten zum Öffnen des Kanals benötigt.Solanum tuberosumArabidopsis

7 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Rubidium rubidus = lat. dunkelrot (Flamme bei der Verbrennung) 87 Rb zerfällt zu 87 Sr mit HZ von 4,7x10 10 a => Altersbestimmung von Gesteinen und Meteoriten Cäsium caesius = lat. himmelblau Schmelzpunkt bei 28,5 °C HZ von 137 Cs = 30,1a Reaktorunfall von Tshernobyl Francium france = Frankreich (früher Actinium => Actiniden) geschätzte Dekagramm in der Erdkruste

8 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Erdalkalielemente Einordnung Erdalkali-Elemente entsprechen der II ten Hauptgruppe weil sie zwischen den Alkali- und den Erdelementen stehen Eigenschaften graue bis weiße, glänzende aber rasch oxidierende Leichtmetalle EK = [n tes Edelgas] (n tes+1 s) 2, OZ +2 und 0

9 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Beryllium Nach Edelstein (Beryll) benannt, weißlich-grau, hart und sehr spröde seltenes Element 6x10 -4 % an der Erdkruste Beryll: Al 2 Be 3 [Si 6 O 18 ] mit Cr Smaragdmit Ti bzw. Fe Aquamarin

10 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Magnesium Herkunft des Namens umstritten, Stadt in Türkei oder Landschaft in Griechenland? Dolomit CaMg(CO 3 ) 2, Magnesit MgCO 3, Olivin (Mg, Fe) 2 [SiO 4 ], Enstatit MgSiO 3 Magnesiumoxid sintert bei hohen Temperaturen zu feuerfestem Material Zentralatom des Chlorophyll

11 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Kalzium Kalk, CaCO 3,, Naturbaustein, großteils biogener Herkunft, Fixierung von CO 2 durch Stromatolithen, Korallen, Mollusken etc. kaum wasserlöslich, nur in Gegenwart von CO 2 Kalkmörtel, Zement, Beton (härten unter Wasseraufnahme aus)

12 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Strontium Zerfälle unter Aussendung von Nukleonen: viele radioaktive Kerne wandeln sich unter Aussendung von Nukleonen, also von Protonen, Neutronen oder sogar leichten Kernen, um. Prominentestes Beispiel ist der Alpha-Zerfall. Hierbei spaltet der Mutterkern einen Heliumkern ab. Seltener tritt die Aussendung einzelner Neutronen oder Protonen oder ganzer Kohlenstoffkerne auf.Nukleonen Beta-Zerfälle: wenn bei einem Zerfall Elektronen (oder deren Antiteilchen) beteiligt sind, spricht man von einem Beta-Zerfall. Es gibt eine ganze Reihe solcher Prozesse. Nicht immer muss auch ein Elektron als Produkt entstehen, wie beispielsweise beim Elektroneneinfang. Übergang zwischen Zuständen ein- und des selben Kerns: in diesem Fall werden keinerlei Materieteilchen abgestrahlt. Entsprechend wandelt sich auch der Kern nicht in einen anderen um; er gibt seine überschüssige Energie direkt in Form hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung ab. Diese kann als Gammastrahlung frei werden, oder an ein Elektron der Atomhülle abgegeben werden (innere Konversion). benannt nach schottischer Stadt Strontian da in dortigem Bleibergwerk entdeckt 90 Sr ist beta-aktiv und Folgeprodukt von Kernexplosionen Färbt Flamme karminrot => Feuerwerkerei Barium und Radium barys = griech. schwer, Schwerspat BaSO 4 radius = lat. Strahl, radioaktives Schwermetall, 1 Bq = 3,7x10 10 Zerfälle/s = Zerfall von 1g 226 Ra/s

13 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Aufnahme von Kationen durch die Produzenten MeAlSi 3 O 8 + H + Me + + HAlSi 3 O Prozess der Hydro???? es entstehen: H +, OH -, Si 4+, O 2- und Al 3-

14 Messen im Labor Tonminerale Tonminerale – ein wichtiger Speicher für Kationenals Konkurrenten um Bindungsplätze treten H + -Ionen auf Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße

15 Messen im Labor Einführung Schwefel Phosphor Stickstoff Kohlenstoff Alkalielemente Erdalkalielemente Korngröße Atom-Absorbtions-Spektrometrie Probe gelangt in den Atomisator Probe wird bei hoher Tempera- tur teilweise ato- misiert Lampe strahlt mit Energie I 0 Metall in der Probe absorbiert Licht Detektor misst geschwächte Energie I 1


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