Stoffe, Schulbuch

7 Die Umwandlung von Stoffen durch den Menschen Kunststoffe – Polymerisation – Redox-Reaktionen – Eisen & Stahl – Aluminium – Kochsalz – Neutrali- sation – Düngemittel – Baustoffe Wichtige Begriffe, die wir in diesem Kapitel kennen lernen werden! 84 Seit jeher war der Mensch bestrebt, die Werkzeuge, die er in der Natur fand, zu verbessern. War es zuerst nur eine Bearbeitung von Stein, Knochen und Holz, so entdeckte er im Laufe der Zeit, wie man neue Stoffe herstellen kann. Die Epochen der Urgeschichte sind nach den damals entdeckten Metallen Bronze und Eisen benannt. Die Entwicklung vom Menschen der Urzeit bis heute war von tech- nischen Entdeckungen und chemischen Verfahren geprägt. Sie haben den Lauf der Geschichte viel stärker beeinflusst als poli- tische Entscheidungen oder Herrscherdynastien. Die Erfindung des Schießpulvers und die Erfindung der Dampfmaschine leite- ten neue Geschichtsepochen ein. Weniger bekannt, aber genauso wichtig ist die Erfindung billiger Herstellungsmethoden für Soda, dem Ausgangsmaterial für Glas und Seife. Erst die dadurch mög- liche Hygiene löste in Europa eine explosionsartige Steigerung der Bevölkerung aus. Zur Ernährung all dieser Menschen war die Entdeckung der Ammoniakherstellung als Basis für die Düngemit- Abb. 84.2: Wirtschaftsdaten Abb. 84.1: Bedürfnisse der Menschheit, die von den Produkten der Industrie befriedigt werden müssen. Wohnen Kleidung Information Mobilität Gesundheit Hygiene Schmuck Unterhaltung Bedürfnisse des Menschen Nahrung telproduktion Grundlage. Seuchen wurden durch neue Arzneimittel besiegt. Nicht zuletzt brachte die Erfindung der Antibabypille für die heutige Generation die größ- ten Veränderungen. Heute müssen über 7 Milliarden Menschen versorgt werden. Die Grundbedürfnisse Essen, Bekleidung und Wohnen dieser riesigen Menschenzahl können nicht ohne großtechnische Produktion erfüllt werden. Düngemittel zur Steigerung der Ernte und Agrarchemikalien gegen Schädlinge und zum Schutz der gelagerten Ernte sind über- lebensnotwendig. Als Grundlage für Textilien können nicht ausschließlich Baumwolle und Wolle dienen. Die Anbauflächen werden für die Lebensmittelproduktion benö- tigt. Daher wandelt man heute die Cellulose des Holzes in Textilfasern um oder man erzeugt Textilien aus Kunstfasern. Die Verpackung der Güter erfordert die Herstellung von Papier und Kunststoffen. Maschinen werden aus Metallen hergestellt, vornehm- lich aus Eisen. Auch für moderne Bauten wie Hochhäuser ist Eisen unverzichtbar, neben dem Zement, unserem wichtigsten Baustoff. Bei der Produktion all dieser Stoffe geht man von einfachen, in der Natur gefundenen Rohstoffen aus. Es sind dies die Erze zur Metallgewinnung, Salze zur Düngemittelher- stellung und zur Herstellung von Natronlauge und wichtiger Säuren, Kalk und Sand zur Produktion von Zement und Glas. Natürlich sind auch Luft und Wasser Rohstoffe. Zu all den genannten Produktionen benötigt man Energie. Heute sind Erdöl, Erdgas und Kohle die wichtigsten Energiequellen. Sie sind aber auch selbst Rohstoffe zur Herstellung von Kunststoffen, Farben, Arzneimitteln, Textilien usw. Dazu kommt das Transportwesen, das von diesen Rohstoffen abhängig ist. Bereitstellung von genü- gend Energie, nach Möglichkeit unter Schonung der Erdölreserven, ist wahrscheinlich die bedeutendste Zukunftsaufgabe der Menschheit, wenn sie überleben will. Wir werden uns in diesem Kapitel mit einigen dieser großtechnischen Produktions- sparten beschäftigen, mit der Kunststoff- und Textilfaserherstellung, mit der Metall- gewinnung und mit den Produkten, die aus Salzen hergestellt werden. Energie in Millionen Tonnen Öläquivalenten (zur Vergleichbarkeit wird der Heizwert der Energie- träger in Erdöl umgerechnet) Erdöl 4 100 Kohle 3 470 Erdgas 2 720 Kernenergie 720 Wasser-, Windkraft, Solarenergie 400 Biomasse 1 270 Industrieprodukte in Millionen t Kunststoffe 280 davon Chemiefasern 22 Stahl 1 514 Aluminium 44 Zement 3 400 Stickstoffdünger (N-Gehalt) 100 Papier 391 Nahrungsmittelproduktion 2011 in Mio t Getreide gesamt 2 433 Wurzelfrüchte 810 Gemüse 1 090 Milch 615 Fleisch 262 Fisch 196 Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv