text: ISO-Container sind genormte Großraumbehälter (Seefracht-Container, engl. freight containers) aus Stahl, die ein einfaches und schnelles Verladen, Befördern, Lagern und Entladen von Gütern ermöglichen. Die einschlägigen Normen (zum Beispiel Maße, Halterungen, Stapelbarkeit) wurden koordiniert von der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO) beschlossen und sind in der ISO-Norm 668 festgelegt. Container für Luftfracht sind nach den Standards der International Civil Aviation Organization (ICAO) genormt und unterliegen anderen Regeln. Wechselaufbauten haben ähnliche Befestigungsecken in den gleichen Längsabständen wie 20-Fuß-ISO-Container, sind jedoch etwas breiter und damit innen europalettengerecht weit. Die am weitesten verbreiteten ISO-Container haben eine Breite von 8 Fuß (2,4384 m), eine Höhe von 8 Fuß 6 Zoll = 81⁄2 Fuß (2,591 Meter) und sind entweder 20 Fuß (6,058 m) oder 40 Fuß (12,192 m) lang. Daraus ergeben sich die als Beladungs-Maßeinheiten verwendeten Abkürzungen „TEU“ (Twenty-foot Equivalent Unit) und „FEU“ (Forty-foot Equivalent Unit); es wird beispielsweise zur Benennung der Ladefähigkeit von Containerschiffen, von Umschlagsmengen in Häfen oder von Güterbahnhöfen verwendet. Allgemeines Container für Seefracht können eine Transportkette über Land und Wasser durchlaufen, ohne dass einzelne Gebinde in Häfen oder Bahnhöfen umgeladen werden müssen. Die Container mit stabilem Rahmen, festen Wänden und wasserdichten Türen können in mehr als fünf Lagen übereinander und in mehr als zwanzig Stapeln dicht nebeneinander gestaut werden. Diese Stapel werden für den Seetransport durch Laschen gezurrt. Im Landverkehr auf der Straße oder im Bahnverkehr sind diese Vorteile der Container gegenüber Sattelaufliegern und Wechselbehältern nicht bedeutsam. Man unterscheidet zwischen FCL-Verladung (Full Container Load), bei welcher der Versender den Container selbst belädt und der Empfänger selbst entlädt, sowie LCL-Verladung (Less than a Container Load), bei welcher der Versender die Ware per Stückgut an den Transporteur sendet, der diese zusammen mit Stückgut-Sendungen anderer Versender in den Container verlädt, im Zielhafen wieder entlädt und per Stückgut an die Empfänger verteilt. „Nach ISO-Minimalanforderungen können sechs voll beladene Container übereinander gestapelt werden. Viele Container sind allerdings auf eine Stapelhöhe von neun und mehr vollen Behältern ausgelegt.“ Je nachdem ob im Laderaum oder an Deck des Containerschiffs gelagert wird, sind weitere Einflüsse wie Wind und Wellenschlag zu beachten, die zu den Schiffsbewegungen (Quer- und Längsbeschleunigung) hinzu kommen. An Deck werden die Container mit Twistlocks und Laschstangen/Spannschrauben gesichert, im Laderaum meistens durch Zellgerüste beziehungsweise Cellguides. Da zwei 20′-Container zusammen 76 mm kürzer sind als ein 40′-Container, die Cellguides aber vielfach für 40′-Container bemessen sind, kommen in solchen Fällen zwischen zwei 20′-Containern Staustücke (Twist Stacker) zum Einsatz, um ein Verrutschen zu verhindern. Bauformen Es gibt verschiedene Spezialversionen der Container, so zum Beispiel Kühlcontainer für verderbliche Fracht, Tankcontainer für flüssige und gasförmige Substanzen, Auto-Container für den Pkw-Transport, Wohncontainer für provisorische Unterkünfte sowie Container für die Beförderung lebender Tiere. Kennzeichen Jeder einzelne Container besitzt eine eigene Nummer. Sie besteht aus vier Großbuchstaben, dem Präfix, der für den Eigentümer des Containers steht, und sechs Ziffern plus einer Kontrollziffer. Diese Nummern sind lediglich in Klarschrift auf den fünf Außenseiten aufgebracht. Maschinenlesbare Codes werden nicht verwendet, so dass zum automatischen Identifizieren Beleuchtungs- und Kamerasysteme verwendet werden müssen. Durch stets wiederholtes Lesen und Weitermelden von Identität und Standort bei jedem Durchgang oder Umschlag können Weg und Transportfortschritt jedes einzelnen Containers auf seiner Reise verfolgt werden. Schiffsgrößen Vollcontainerschiffe werden nach ihrer Transportkapazität in Schiffsgrößen und Wasserstraßen eingeteilt. 2018 hatten die größten Containerschiffe der 2. Generation der Triple-E-Klasse eine Kapazität von rund 20.586 TEU, die der OOCL G-Klasse 21.100 TEU. Die 2019 zuerst gelieferten MSC Megamax-24 Schiffe haben eine Kapazität von rund 23.800 TEU. Geschichte Als Urheber der Maße des ISO-Containers gilt der US-Amerikaner Malcom P. McLean, der 1956 zum ersten Mal Großbehälter für den Transport auf Lkw und Schiffen einsetzte. Um das übliche Umladen im Hafen einsparen zu können, soll er als junger Fuhrunternehmer im Jahr 1937 die Idee gehabt haben, zuerst ganze Lastwagen auf Schiffe zu verladen, später nur die Anhänger beziehungsweise Sattelauflieger mitsamt ihren geladenen Behältnissen und schließlich nur noch die Behältnisse selbst. McLean gründete die Reederei Sea-Land Corporation und ließ alte Öltanker so umbauen, dass an Deck zusätzlich Container geladen werden konnten. Die erste Fahrt führte die so umgebaute Ideal X am 26. April 1956 mit 58 Containern von Newark (New Jersey) nach Houston (Texas). Es dauerte jedoch noch zehn Jahre, bis am 2. Mai 1966 ein Schiff mit Containern, die Fairland, in einem europäischen Hafen (Rotterdam) anlegte; vier Tage später erreichte das Schiff Bremen. Den Durchbruch hatte der Unternehmer McLean schließlich mit der Frachtversorgung des US-Militärs während des Vietnamkriegs, der von 1955 bis 1975 dauerte. Container wurden damals noch ausschließlich nach amerikanischen Normen gebaut. Da deren Maße nicht auf europäische Straßenverhältnisse anwendbar waren, wurden nach langen Verhandlungen die bis heute genutzten ISO-Normcontainer eingeführt. Das erste deutsche Containerschiff, die Bell Vanguard, lief 1966 bei der Hamburger Werft J. J. Sietas vom Stapel. 1981 war die Frankfurt Express der Hapag-Lloyd mit einer Stellplatzkapazität von 3420 TEU das bis dahin größte Containerschiff der Welt. Aufbau Container bestehen zum Großteil aus Stahl (meist dem widerstandsfähigen COR-TEN-Stahl). Die Herstellung eines Standardcontainers erfolgt in mehreren Schritten: Zuerst wird die Superstructure, das Grundgerüst des Containers aus besonders stabilen Stahlteilen, geschweißt. An deren Ecken befinden sich die Stahlguss-Containerecken, im Fachjargon auch corner-castings oder schlicht corners genannt. Anschließend werden am Boden in Längsrichtung Streben eingezogen. Auf diesen Streben wird der Containerboden montiert, der aus mehreren Lagen von mit Schutzmitteln behandeltem Holz besteht. Da der Boden sehr tragfähig und widerstandsfähig sein muss, bestehen die verwendeten Sperrholzplatten meist aus tropischen Harthölzern. Inzwischen wird auch Material aus Bambus für die Containerböden benutzt, deren Pflanzen zehnmal schneller nachwachsen als tropische Hartholzbäume. Auch die Benutzung von Kompositwerkstoffen mit recyceltem Kunststoff wird untersucht (Wood Plastic Composit Floorboards für Maersk Container Industry (MCI)). Die Wände des Containers bestehen aus Trapez-Stahlblech (Corrugation) oder seltener glattem Stahlblech. Zuletzt werden das Containerdach und die Türen montiert. Danach wird der Container mit einer schützenden Lackierung versehen und erhält seine Containernummer. Für die Reederei Hapag-Lloyd wurde 2015 ein neuer Container-Typ mit Stahlboden statt des Holzbodens konstruiert. Durch die spezielle Konstruktion der Sicken im Stahl ist dieser Steel Floor Container bis zu 150 kg leichter als ältere Container. Zur Qualitätskontrolle werden mehrere Container jeder Baureihe stichprobenartig von einer Klassifikationsgesellschaft geprüft. Entsprechen die Container den Anforderungen, erhält die Baureihe die CSC-Zulassung. Die meisten Container werden heute in China produziert. Der Preis für Seecontainer schwankt aufgrund der volatilen Stahlpreise und Dollarkurse. In der Regel bewegte sich der Preis lange Zeit zwischen 1950 und 2300 US-Dollar. Infolge der weltweiten Corona-Pandemie, gestiegenen Stahlpreisen und erhöhter Nachfrage lag der Preis für einen Neucontainer mit Liefertermin Sommer 2021 bei 6200 US-$. Optional können an Containern Zusatzelemente angebracht werden, darunter Gabelstaplertaschen seitlich im Unterboden gesetzte Löcher mit Verstärkungen, bei 20′-Containern können Gabelstapler so einen leeren Container sicher auf ihrer Gabel heben und transportieren Goosenecktunnel zusätzliche Führungen unter dem Container beginnend an der Blindwand, so dass Lkw für Wechselladebehälter den Container sicher halten können. Plombenbohrung die Türverriegelung enthält ein zusätzliches Loch, das insbesondere für das Durchstecken von zugelassenen einmal verwendbaren Zollplomben geeignet ist. Containertypen Standardcontainer Für den Transport von in Faltschachteln oder Kisten beziehungsweise auf Transportpaletten gepackten Gütern mit gewöhnlichen Abmessungen werden Standardcontainer in den Größen 20 ft, 40 ft und 45 ft High-Cube eingesetzt. Auf dem nordamerikanischen Markt werden zunehmend High-Cube-Container (HC) mit 45′, 48′ und sogar 53′ (16,15 m) Länge eingesetzt. Für schwere Güter (zum Beispiel schwere Maschinenteile) stehen 20′-heavy-tested-Container (HT) zur Verfügung, die dasselbe maximale Gesamtgewicht aufweisen wie normale 40′- und 45′-Container, das heißt 30 US-Tonnen (27,21554 ISO-Tonnen [t]). Um ISO-Container (außen ca. 244 cm, innen ca. 235 cm breit) effizient zu füllen wurde das Containermaß für Paletten entwickelt: 1140 × 1140 mm. Neben zwei dieser Paletten verbleibt nur 7 cm Innenbreite als Rangierspielraum. Für den europäischen Markt gibt es Container mit etwas breiterem Innenraum, die es erlauben, zwei Europaletten quer nebeneinander einzustellen; diese werden als Binnencontainer oder Pallet Wide (PW) bezeichnet. Außerdem erlaubt auch der im nordamerikanischen Binnenverkehr sehr gebräuchliche 53′-Container dank seiner Innenbreite von 2,515 m den Transport von zwei Europaletten quer nebeneinander. Bei Einsatz von Lang-LKW des Typs „verlängerter Sattelauflieger“ (auch als „Eurotrailer“ bezeichnet) können auch 48'-Container mit bis zu 36 Euro-Paletten im europäischen Straßennetz bewegt werden, da die zulässige Gesamtlänge von 16,50 m auf 17,88 m steigt. Entsprechende Fahrzeuge dürfen zunächst befristet bis zum 31. Dezember 2023 getestet werden; Spediteure und die DEKRA fordern mit Verweis auf den Klimaschutz jedoch die unbefristete Freigabe. Die in der Tabelle angegebenen Werte für Abmessungen und Gewichte beziehen sich auf Normwerte. In der Praxis können die Daten bedingt durch verschiedene Baureihen geringfügig abweichen. Standardcontainer sind 8 Fuß und 6 Zoll hoch (2,59 m). Weiterhin gibt es für den Großteil der Containerarten auch die Ausführung „High-Cube“ (HC, auch als HQ High-Quantity bezeichnet). Diese Container haben eine Höhe von 9 Fuß und 6 Zoll (2,90 m). Die Abmessungen sind immer so gewählt, dass Container auch mit Lkw, Eisenbahn und Binnenschiff befördert werden können. Tara und Wiegen Das Leergewicht des Standardcontainers liegt bei 2300 Kilogramm (kg) für einen 20-Fuß-Container und 3900 kg für einen 40-Fuß-Container. Die Zuladung beträgt bei 20-Fuß-Containern rund 21,7 Tonnen (t) bei 33 Kubikmeter (m3) Volumen. Ein 40-Fuß-Container fasst 26,5 t bei 67,6 m3 Volumen. Dies sind Standard-Angaben. Jedoch sollte bei der Beladung von Containern beachtet werden, dass in vielen Ländern für den Straßentransport ein Maximalgewicht inklusive Fahrzeug gilt. Ein 40-Fuß-Container, der mit 26,5 t Ladungsgewicht gepackt ist, kann in Deutschland und Österreich beispielsweise auf der Straße befördert werden, weil im kombinierten Verkehr (d. h. Schiene – Straße – Wasserweg) 44 t Gesamtgewicht zulässig sind. Ein Container, sowohl 40-Fuß- als auch 45-Fuß-HC, darf ein Bruttogewicht von 30.480 kg haben. Für den Transport von ISO-Containern mit Seeschiffen gilt seit Sommer 2016 eine Verpflichtung, das Gewicht der einzelnen Container vor oder bei der Verladung festzustellen (durch Wiegen) und festzuhalten (als Bestandteil der Schiffspapiere). Hintergrund ist das Internationale Übereinkommen zur Sicherheit auf See (SOLAS). Bei der Lagerung im Freien können üblicherweise bis zu sechs Container übereinandergestapelt werden. Sondergrößen Auch im ISO-System gibt es eine Vielzahl an Sondermaßen: Es gibt weitere Höhenabmessungen der Container. Üblich sind Höhen, die beim Straßentransport ohne Beschränkungen gefahren werden können. Es gibt weitere Längenmaße, die eine bessere Raumausnutzung im Land-, aber nicht im Seetransport unterstützen. Insbesondere auf dem amerikanischen Markt werden immer mehr 45 Fuß (13,72 m) lange Container eingeführt. Diese bieten mehr Laderaum, was besonders bei voluminösen Transportgütern vorteilhaft ist. 45-Fuß-Container können auch regulär auf Lkw-Containerchassis befördert werden, sie halten dabei die in Europa maximal erlaubte Gesamtlänge des Lkw-Sattelzuges ein. Der 45-Fuß-Container ist eine direkte Konkurrenz zu den in Europa üblichen Sattelaufliegern. So sollen 45-Fuß-Container aus Sicht der Reedereien konventionelle Sattelauflieger ersetzen. Längere Container erhöhen noch nicht die Packungsdichte mit Euro-Paletten (von 120 cm × 80 cm). Diese können darin nur mit einer Querreihe und einer Längsreihe nebeneinander gestaut werden, nützen also von rund 235 cm Innenbreite nur 200 cm oder 85 % aus. Das ist, zusammen mit seiner hohen Tara-Masse, ein gewichtiger Nachteil des Containers gegenüber dem Transport als Paletten direkt im Sattelauflieger oder Hängerzug. Breite: Einige Reedereien haben daher die vorwiegend im europäischen Raum eingesetzten breiteren (palettenbreite, englisch: Pallet Wide, PW) Binnencontainer eingeführt, die bei etwas vergrößerter Außenbreite von 248–250 cm noch in das ISO-Verlade-Raster passen und doch bei 244 cm Innenbreite gerade drei Paletten nebeneinander längs oder zwei Paletten quer (zusammen je 240 cm) mit etwas Luft aufnehmen. In einen Container 45′ PW mit 13,556 m Innenlänge passen 33 Paletten (30 quer, und die letzten 3 längs) genau wie in einen klassischen Sattelauflieger fast identischer Innenmaße. Nur wenige besonders ausgestaltete Container und Ladeplattformen bieten allerdings eine Ablademöglichkeit zur Seite oder nach oben. Auch in Australien werden Container eingesetzt, welche optimal auf den Transport von Ware auf Europoolpaletten abgestimmt sind; Beispiel ist hier der Einsatz von 48'-Containern, die bei Außenmaßen von 14.630 mm × 2.500 mm × 2.896 mm und Innenmaßen von 14.470 mm × 2.422 mm × 2.698 mm (jeweils L×B×H) bis zu 36 Europoolpaletten fassen können. Für den doppelstöckigen Bahntransport wurden in China und Indien höhenreduzierte und dabei eventuell etwas verbreiterte Container entwickelt. In Indien gibt es den Begriff Dwarf Container (Zwerg). Kühlcontainer (Reefer) Kühlcontainer (engl. reefer container) werden in zwei Kategorien eingeteilt: Container, die mit Kaltluft aus der schiffsfesten Ladungskühlanlage gekühlt werden (Conair-Container, Porthole-Container), und Container mit integrierter Kälteanlage (Integralcontainer, Integral-Reefer). Conair-Container sind doppelwandige, mit einer Wärmedämmung versehene Container, die auf einer Stirnseite zwei übereinanderliegende kreisrunde Öffnungen (Portholes) besitzen, die von Federverschlüssen geschützt werden. Diese Öffnungen dienen der Zu- und Abfuhr von Frischluft. Wird der Conair-Container in ein mit Conair-Kühlanlage ausgerüstetes Schiff geladen, öffnen sich die Verschlüsse, und Kühlluft, die von der zentralen Kühlanlage erzeugt wird, kann im Container zirkulieren. Diese Container wurden inzwischen von Integralcontainern abgelöst, da sie aufgrund der fehlenden Eigenständigkeit nur schwer im Inland und auf nicht präparierten Schiffen genutzt werden konnten (Clip-On-Unit notwendig, siehe unten). Integralcontainer verfügen über eine eigene Kühleinheit, die in der der Tür gegenüberliegenden Stirnwand eingebaut ist und mit elektrischem Strom betrieben wird. Jeder Container kann separat auf eine Kühl- oder Heiztemperatur eingestellt werden, die von der eingebauten Elektronik laufend überwacht und aufgezeichnet wird. Beim Inlandstransport benötigt der Container keine Clip-On-Unit (siehe unten), sondern kann mittels eines am Lkw-Chassis montierten Gensets (Generator) mit Strom versorgt werden. Die Gesamtzahl aller Kühlcontainer betrug Ende 2012 rund 2,2 Mio. TEU. Um das zusätzliche Gewicht der Kühlanlage zu kompensieren, werden bei Integral-Reefern häufig Wände aus Aluminium verbaut. Bei den Kühlcontainern unterscheidet sich bedingt durch die Isolation des Weiteren die Innenbreite/-länge/-höhe von der eines normalen ISO-Containers. Tankcontainer Bei Tankcontainern (englisch: tanktainer) handelt es sich um einen Tank für flüssige oder gasförmige Stoffe, der in einen Rahmen eingebettet ist, der der Superstructure einer TEU oder FEU entspricht. Je nach Transportgut können Kühl-, Heiz- oder Rühraggregate eingebaut sein. Insbesondere bei Stoffen mit hoher Dichte muss das Gesamtgewicht für die Ladeposition im Schiff beziehungsweise das Transportmittel berücksichtigt werden. Tankcontainer erhöhen massiv die Umschlagsgeschwindigkeit gegenüber Tankwagen. Weitere Containerarten Air/Surface container Collapsible Iso-Container zerlegbare Seecontainer, OpenSeaContainer Conair container Isoliercontainer ohne eigenes Kühlaggregat, der jedoch durch Zuführung gekühlter Luft durch eine stationäre (z. B. zentrale Schiffskühlanlage) oder mobile (Clip-On Unit) Kühlanlage genau temperiert werden kann. (Werden auch als porthole units bezeichnet, im Gegensatz dazu: Kühlcontainer mit eigenem Kühlaggregat: integrated units) Double doors Container mit Türen an beiden Enden Dry bulk container Schüttgutcontainer, die in der Decke eine Beladeöffnung und im unteren Bereich der Tür eine Schüttöffnung zum Entladen besitzen (englisch dry bulk Schüttgut) Flatracks container Container, die keine Seiten und Decke besitzen, jedoch Stirnseiten Folding (collapsible) containers Container mit klappbaren Seiten Fullside access containers Container mit vollkommen zu öffnender Seite General purpose container with ventilation aktiv belüftete Vielzweckcontainer General purpose container without ventilation unbelüftete Vielzweckcontainer Insulated container Isoliercontainer Named cargo container Viehtransport, Automobile etc. Offshore/Office container Container mit speziellem Innenausbau, oft explosionsgeschützt mit Mess- oder Labortechnik oder Büroausstattung Openside container Container mit einer Seitentür Open-top container Container mit einer Plane anstatt eines soliden Daches Pallet wide container verbreiteter Dry Container, um eine optimale Auslastung mit Europaletten zu erreichen Platform (container) Platform-based containers Container mit superstructure Thermal container (refrigerated, refrigerated and/or heated) temperierte Container Auf der Grundlage der ISO-Container haben sich weitere Containertypen entwickelt. Die wichtigsten sind: Lagercontainer leichtere Bauweise, in folgenden Hauptgrößen erhältlich: 6′, 8′, 10′, 15′, 20′ Containergebäude (auch Bürocontainer) haben an Gemeinsamkeit mit ISO-Containern nur die Abmessungen (meist 20′) sowie die Arretierungen an den vier Ecken der Bodenplatte, meist auch die Arretierungen auf dem Dach. Es handelt sich um voll isolierte Container, die bereits fertig installiert sind und ursprünglich nur auf Baustellen als Baustellencontainer zum Einsatz kamen. Mittlerweile werden diese von Büros bis hin zu Kindergärten eingesetzt. Die Belastbarkeit (Stapellast) liegt jedoch weit unterhalb derjenigen von ISO-Containern; es können keine oder nur wenige ebenfalls leichte Bürocontainer übereinander gestapelt werden. Dank der Standardmaße können sie leicht mit einem zum Containertransport geeigneten Lkw zur Baustelle gebracht werden, wo ein Baustellenkran sie von der Ladefläche hebt und auf ihren Platz stellt. Neuere Projekte nutzen die stärkere Belastbarkeit von tatsächlichen gebrauchten oder neuen ISO-Containern für den Bau von größeren Gebäuden (bis zu neun Etagen) sowie für Gebäude mit längerer Lebensdauer (Hotels, Studentenwohnheime). Dabei tritt der temporäre Charakter zurück gegenüber den Vorteilen des schnellen und kostengünstigen Aufbaus der Gebäude. Eingesetzt werden voll isolierte und eingerichtete 20′- und 40′-Container. Zerlegbare Seecontainer Die unausgeglichenen Handelsströme zwischen Osten und Westen machen es erforderlich, leere Container zu repositionieren, also an einen Ort zu bringen, an dem diese wieder Ladung aufnehmen können. Weltweit werden ca. 30 % aller Seecontainer ohne Ladung umgeschlagen. Leere Container verursachen hohe Kosten für den Transport, Lagerung und Verladung. Der Containerverkehr wächst weltweit um ca. 7 % pro Jahr. Damit steigen der Leertransport- und Lagerflächenbedarf erheblich, was zu nicht unerheblichen Kosten führt. Ein Ansatz, um das Leercontainer-Problem zu verringern, ist, die Container zusammenzuklappen. So können mehrere leere Container auf einem Stellplatz (= Slot) transportiert und gelagert werden. In der Vergangenheit hat es eine Reihe von Versuchen gegeben, die Logistikkette mit klappbaren Seecontainern zu verbessern. Diese Systeme sind jedoch alle gescheitert. Gründe hierfür: die Container verloren die Zulassung während des Betriebs die Container waren mechanisch anfällig es besteht Unfallrisiko beim Aufbau bzw. beim Zerlegen hohe Kosten entstehen bei der Montage und Demontage Klappcontainer-Projekte: Fallpac Foltainer OpenSeaContainer SIO „Six-In-One“ „6-in-1“ Das OpenSeaContainer-Projekt greift den Ansatz des Unternehmens Leanbox auf, die einen Container entwickelt hat, den man mit der Hilfe einer speziellen Maschine zerlegen und remontieren kann. Die Rechte an diesem See-Container sind an die Peer Engineering Plattform PeerToProduct.com übergegangen. PeerToProduct hat die Konstruktionsdaten und Testresultate unter einer speziellen GNU General Public License für physische Produkte veröffentlicht. Weitere Container Sanitärcontainer – ausgestattet mit Duschen, Toiletten, Urinalen, Handwaschbecken oder Ähnlichem. Diese sind nur noch mit Wasserzulauf und Abwasserablauf sowie mit Strom zu versorgen und dann sofort einsatzbereit. Containerkläranlagen – ausgestattet mit der gesamten Technik einer Kleinkläranlage, wird bei Festivals, Volksfesten in unerschlossenen Gebieten und ähnlichen Gegebenheiten eingesetzt, bei denen keine Möglichkeit besteht, Fäkalien in die Abwasserkanäle einzuspeisen. Hier können beispielsweise Sanitärcontainer angeschlossen werden. Das Endprodukt der Containerkläranlage sind gereinigte Abwässer, die in die Umwelt entlassen werden können. Notstromaggregate – ausgestattet mit einem Aggregat zu Stromerzeugung und einem integrierten Tank für den benötigten Dieselkraftstoff. Serverfarm – ausgestattet mit einer kompletten IT-Infrastruktur aus Standardkomponenten um im Fall des Totalverlustes eines IT-Standortes schnell einen operablen Ersatz für verlorene Hardware im Rahmen eines Disaster Recovery herzustellen. Militär, Feuerwehren und der Katastrophenschutz verwenden ebenfalls Containersysteme im ISO-Format um Module für einen bestimmten Zweck an einen bestimmten Einsatzort zu versetzen und das Ladefahrzeug anderweitig verwenden zu können, in der Regel zum Transport weiterer Module: Feuerwehren und der Katastrophenschutz verwenden Container mit jeweils speziellem Material zur Abwehr und Bekämpfung spezifischer Gefahren. Beim Militär werden Container als absetzbare, komplett eingerichtete Basis für die Telekommunikation (Funk) eingesetzt. Ferner findet bei der Bundeswehr der ISO-Container Einsatz als mobiles Postamt (Feldpost) oder aus mehreren Sanitätscontainern in Kombination mit Zelten als Feldlazarett. Bei großen Telekommunikationsanbietern (z. B. der Deutschen Telekom) werden ISO-Container im Rahmen des Disaster Recovery z. B. bei Überschwemmungen und anderen Großlagen eingesetzt. Hier können ganze Vermittlungsstellen auf Basis des ISO-Containers aufgebaut werden. Kennzeichnung Die großen, offen sichtbaren und visuell/optisch lesbaren Kennzeichen gemäß ISO 6346 für Container in Bauformen gemäß ISO 668 dienen der Transportabwicklung. Diese Kennzeichen dienen allenfalls mittelbar der Transportsicherheit oder dem Schutz der Ladung oder des Transportfahrzeugs. Die Container tragen verschiedene Kennzeichen als Herstellerkennzeichnung Eigentumsbezeichnung oder Besitzerbezeichnung (Zuordnung zu einem Behälterpool) Klassifizierung für den Gebrauch eindeutige Identifizierung unter Registrierung des BIC Gefahrgutkennzeichnung gemäß UN-Regeln Referenzinformation zur Steuerung der Transportvorgänge Referenzinformation für die Ladungspapiere Kontrollinformation für die Transportsicherheit Für alle Zwecke wird bisher ein Kennzeichen des Herstellers auf dem Typenschild und eine Klarschriftkennzeichnung auf fünf der Oberflächen (Unterseite ohne Kennzeichen) verwendet. Optisch besser lesbare Codes und/oder elektronisch lesbare Kennzeichen wurden bisher nicht standardisiert. Die Kennzeichnung von Containern in Klarschrift ist nach ISO 6346 international einheitlich genormt. Diese Norm beschreibt lediglich optisch lesbare Kennzeichen in Klarschrift. Gemäß ISO 15459-2 ist die herausgebende Stelle (issuing agency) für diese Kennzeichen das Internationale Containerbüro Bureau International des Containers et du Transport Intermodal (BIC) mit Sitz in Paris. Jeder Container erhält dort bei der Registrierung seine weltweit eindeutige Containernummer, die an beiden Stirnfronten deutlich sichtbar angebracht wird. Sie besteht aus vier Standardbuchstaben (jeweils A–Z, an vierter Stelle bisher jedoch nur bis U), sechs Ziffern sowie einer aus allen 10 Zeichen und Stellen errechneten Prüfziffer, die eine fehlerhafte Erfassung durch Zahlendreher nahezu ausschließt. Eine Online-Überprüfung ist in einer Eingabemaske auf der Website der BIC möglich. Die Berechnung der Prüfziffer wird in der Norm EN 13044-1 Anlage A beschrieben. Die Containernummer des ganz oben abgebildeten 40-Fuß-Containers ist an der dritten Stelle ungenau lesbar und bietet daher ein gutes Beispiel: weder ein Q noch ein G führen hier zum Ziel (Prüfziffer jeweils 3), erst die korrekte Eingabe „LSCU 107737“ gibt die 9 zurück. Das Beispiel zeigt jedoch auch, dass Nummern mit den ähnlichen Buchstaben G und Q verwechselt werden können (oder auch andere Buchstaben mit 10 Positionen Abstand im Alphabet, wie zum Beispiel H und R). Die Standardisierung der Container und ihrer Kennzeichen wird in der ISO-Kommission JTC1, einer gemeinsamen Kommission der TC104 und TC122, betrieben, die von Reedereien und Verladern dominiert wird. Weitere, aber nur in einzelnen Relationen verbreitete Kennzeichen nach dem Stand der Technik sind solche mit RTLS-Tags nach ISO/IEC 18000 und mit optischen Codes, auch mit Data Matrix Codes nach ISO/IEC 16022. Die Standardisierung dieser Kennzeichen entwickelt sich allmählich weiter. Im Zuge der Verbreitung der pallet-wide-Container in Europa wurde die Intermodal Loading Unit (ILU) Initiative der EU gestartet. Diese zeigte Vorteile, wenn der Transport per Container und Wechselbehälter vereinheitlicht wird. Dies führte zur Einführung des ILU-Codes per Standard EN 13044, der das gleiche Format wie der bei ISO-Containern verwendete BIC-Code hat – das Internationale Containerbüro BIC verpflichtete sich, für ISO-Container nur Eigentümercodes zu vergeben, die an vierter Stelle ein U, J oder Z haben. Die neugeschaffene Vergabestelle der UIRR (Internationale Vereinigung der Gesellschaften für den Kombinierten Verkehr Schiene-Straße) wird für Wechselbehälter nur Eigentümercodes vergeben, die an vierter Stelle ein A, B, C, D oder K enthalten – Inhaber eines BIC-U können die Ausgabe eines ILU-K mit gleicher voranstehender Ziffernfolge beantragen. Seit Juli 2011 begann die Vergabe der ILU-Codes, seit Juli 2014 werden im intermodalen Verkehr nur noch Wechselbehälter mit ILU-Code akzeptiert und ab Juli 2019 müssen alle Behälter ein standardkonformes Schild tragen. Transportsicherheit und Schutz Die Transportsicherheit der Container wird im Grundsatz nach denselben Kriterien organisiert wie vor deren Einführung (ca. seit 1968) bereits im europäischen und US-amerikanischen Eisenbahnverkehr üblich. Neu eingeführt und ebenfalls international einheitlich genormt sind gegenüber anderen Transportformen die genormten Eckbeschläge für die Handhabung. Neu gegenüber den seinerzeit üblichen Standards im Eisenbahnverkehr (um 1968) haben die Container Verschluss als Schutz gegen Seewasser und gegen Schlagregen (nicht druckfest) Verriegelung gegen zufälliges Öffnen beim Transport Versiegelung im Interesse des Zolls und des Frachtführers Anders als im europäischen Eisenbahnverkehr für Güterwagen üblich tragen die Container keine Information über Herkunftsort und Zielort des Transports keine Information über den Inhalt am Behälter (eine Ausnahme stellt Gefahrgut dar; in diesem Fall muss eine Kennzeichnung über die Art des Gefahrgutes außen am Container angebracht werden, ab 4000 Kilogramm außerdem die UN-Nummer) Weitere technisch aufwändige Sicherheitseinrichtungen sind in einzelnen Fällen in Gebrauch, wie: Detektions- und Signaleinrichtung für Öffnungsalarme Mess- und Signaleinrichtung für Standortmeldungen Mess- und Signaleinrichtung für Transportbedingungen (Kühltemperatur, Feuchte, Schock) Verschlusszustand und Sicherheitsinformation Der Container wird durch den Versender gepackt. Dieser trägt auch die Gewähr für die ordnungsgemäße Deklaration des Inhalts (nur in den Begleitpapieren) und dessen sichere Befestigung (zur Vermeidung von Schwerpunktsänderungen). In der weiteren Handhabung durch den Frachtführer (Spediteur, Reeder) und durch den Verladebetrieb gibt es weltweit keinerlei Gebrauch von Einrichtungen, die feststellen können: wer den Container gepackt hat, wer den Container geöffnet hat, wer den Container transportiert hat. Daher werden alle erweiterten Maßnahmen zur Containersicherheit allein auf die Unversehrtheit des Verschlusszustandes abgestellt. Ein erkennbar geöffneter Container bleibt daher so lange stehen, bis die Unbedenklichkeit des Verschlusszustandes erneut geprüft und bescheinigt wurde. Die Transportsicherheit wird jeweils vorlaufend zum physischen Transport dokumentiert und wiederholt durch zertifizierte Transportunternehmen geprüft. Spätestens 24 Stunden vor dem Verladen wird eine verlässliche Sicherheitsinformation durch den Zoll festgestellt oder der Container bleibt stehen, bis diese Information mit demselben Zeitabstand zur Verladung verfügbar ist. Einzelheiten zum Kontrollverfahren werden fortlaufend den Risikoanalysen der Sicherheitsbehörden und des Zolls angepasst. Für Luftfrachtcontainer gibt es keinen vergleichbaren Verschlusszustand. ISO-Container und Arbeitsschutz Öffnen und Entladen von ISO-Containern für Kontrollzwecke oder zum Warenumschlag bergen vielfältige Gefährdungen und Gesundheitsrisiken. Davon betroffen sind etwa Beschäftigte im Hafen, die Frachtcontainer für Kontrollzwecke oder zum Umladen der Ware öffnen. Aus Studien ergibt sich, dass etwa jeder fünfte Import-Frachtcontainer gesundheitsgefährdende Schadstoffkonzentrationen aufweist. Die durch Begasungsmittelrückstände, Industriechemikalien oder Schimmel belastete Containerluft kann beim Einatmen zu einer Gesundheitsgefährdung der Beschäftigten führen. Darüber hinaus bestehen auch mechanische Unfallgefahren, zum Beispiel durch herabfallendes oder umstürzendes Ladegut. Für begaste Frachtcontainer gibt es Kennzeichnungsvorschriften mit Warnhinweisen. Häufig fehlen diese Kennzeichnungen jedoch oder weisen Mängel auf, sodass unerwartete gefährliche Situationen entstehen können. Als „begast“ geltende Container dürfen nach der Gefahrstoffverordnung nur durch sach- oder fachkundige Personen geöffnet werden. Entsprechende Regelungen fehlen jedoch für Industriechemikalien und biologische Agenzien. Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung müssen alle möglichen Gefährdungen und Belastungen beim Umgang mit ISO-Containern und geeignete Schutzmaßnahmen vorab abgeklärt werden. Aufgrund der geringen Umwelt-Stabilität von Coronaviren erscheint eine Übertragung des Erregers beim Umgang mit Containern in den meisten Fällen unwahrscheinlich. ISO-Container als Geldanlage Investments in ISO-Container galten für lange Zeit als lukrativ, zeigten sich aber Mitte der 2010er Jahre nach Insolvenzen der Hamburger Magellan-Gruppe sowie Subunternehmen der P&R-Gruppe tendenziell als Fehlinvestition. Ab 2019 waren nach COVID-19-Pandemie und tagelanger Blockade des Suezkanals aufgrund einer Schiffshavarie ISO-Container sehr knapp. Siehe auch Behältertransport Containerbegasung – Behandlung mit gasförmigen Insektenschutzmitteln Kühlcontainerüberwachung Literatur Marc Levinson: The Box. How the Shipping Container Made the World Smaller and the World Economy Bigger. Princeton University Press, Princeton 2006, ISBN 0-691-12324-1. Hans Jürgen Witthöft: Container. Die Mega-Carrier kommen. Koehler, Hamburg 2004, ISBN 3-7822-0882-X (zur Geschichte und Entwicklung der Containerschifffahrt) (1. Auflage unter dem Titel Container. Eine Kiste macht Revolution.) Heinrich Hecht, Thomas Pawlik: Containerseeschifffahrt. Verlag Heel, Königswinter 2007, ISBN 978-3-89880-873-6. Olaf Preuß: Eine Kiste erobert die Welt. Der Siegeszug einer einfachen Erfindung. Murmann-Verlag, Hamburg 2007, ISBN 978-3-86774-031-9 (die Bedeutung des Schiffscontainers für die moderne Globalisierung) Alexander Klose: Das Container-Prinzip. Wie eine Box unser Denken verändert. Verlag Mare, Hamburg 2009, ISBN 978-3-86648-115-2. Jakob Boerner: Boxen ohne Beulen. In: Deutsche Seeschifffahrt, Heft 5/2013, S. 36–41, Verband Deutscher Reeder e.V., Hamburg 2013. Johannes March: Halbhohe Boxen für effiziente Leercontainerlogistik. In: Hansa, Heft 7/2019, S. 34/35, Schiffahrts-Verlag »Hansa«, Hamburg 2019 Weblinks Umfangreiche Informations-Website des Gesamtverbands der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) 3sat: Die Container-Story – Im April 2006 feiert eine revolutionäre Box ihren 50. Geburtstag Transport-Informations-Service: Informationen rund um den Container Friederike Nagel (2006): Legosteine der Weltwirtschaft, stern.de Alternative zum Silofahrzeug Kurzfilm zur Herstellung eines Containers Container-Revolution – Welterfolg mit der Wunderkiste auf einestages.spiegel.de Kühlladung und Container (228) – Website des Hochhaus-Schiffsbetriebs Einzelnachweise Container Containerverkehr Förderhilfsmittel


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text: Carotine (Plural zu Carotin, von lateinisch carota „Karotte“) sind zu den Terpenen zählende ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit der Summenformel C40Hx, die als rotgelbe Naturfarbstoffe in vielen Pflanzen vorkommen, besonders in deren farbigen Früchten, Wurzeln und Blättern. Die Carotine gehören zu den sekundären Pflanzenstoffen; sie werden von Pflanzen aufgebaut – Tiere können dies im Allgemeinen nicht – und stellen Pigmente dar, die teils als akzessorisches Pigment bei der Photosynthese mitwirken, indem Doppelbindungen ihrer Kohlenstoffkette Licht bestimmter Wellenlängen absorbieren. Chemisch handelt es sich um Tetraterpene, deren Enden als Jonon-Ringe vorliegen können. Carotine sind unpolar, daher lipophil und kaum wasserlöslich. Sie enthalten neben Kohlenstoff- nur Wasserstoffatome und treten in zahlreichen Varianten auf. Die Xanthophylle enthalten dagegen außerdem Sauerstoff; Carotine und Xanthophylle bilden die beiden Hauptgruppen der Carotinoide. Das bekannteste Carotin ist das β-Carotin (beta-Carotin). Es ist die wichtigste Vorstufe von Vitamin A und wird deswegen auch als Provitamin A bezeichnet. Neben β-Carotin können auch α- (alpha-) und γ-Carotin (gamma-Carotin) sowie β-Cryptoxanthin in Vitamin A umgewandelt werden. Die verschiedenen Vorstufen haben jedoch auch von Vitamin A unabhängige Wirkungen. In Pflanzen haben Carotine eine Funktion bei der Photosynthese und schützen vor den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlen. In den Wurzeln von Pflanzen gebildet, übernehmen sie dort den Schutz vor Infektionen. Der Mensch nimmt mit seiner Nahrung in größeren Mengen α- und β-Carotin, α- und β-Cryptoxanthin sowie Lycopin auf. Die Funktionen und Wirkungen der Carotine im menschlichen Körper werden mehr und mehr bekannt, sind aber teils umstritten. So lassen etwa neuere Studien Zweifel an der krebshemmenden Wirkung aufkommen. Eine generell zellschützende Wirkung als Antioxidantien kann ihnen jedoch zugeschrieben werden. Natürliches Vorkommen α-Carotin (Alpha-Carotin) ist mit β-Carotin der Farbstoff der Karotte und mit Lycopin das Rot der Tomate. Auch die gelben bis roten Farbstoffe in Spinat, Salat, Orangen, Bohnen, Broccoli und Paprika sind Carotine. β-Carotin (Beta-Carotin, INN: Betacaroten) ist die wichtigste Vorstufe von Retinol (Vitamin A) und wird deshalb auch als Provitamin A bezeichnet. Die besten Quellen von Beta-Carotin sind Grünkohl, tiefgelbe bis orange Früchte und Gemüse, aber auch dunkelgrüne Gemüsesorten. Grünkohl hat mit 8,68 mg β-Carotin/100 g den höchsten Gehalt an Beta-Carotin von allen Lebensmitteln. Beispiele: gelbe bis orange Gemüse: Karotten, Süßkartoffeln, Kürbisse gelbe bis orange Früchte: Kakis, Aprikosen, Papayas, Mangos, Nektarinen, Pfirsiche, Birnen, Sanddorn dunkelgrünes Gemüse: Grünkohl, Spinat, Broccoli, Endivien, Chicorée, Kresse, Rucola, Blätter von Roter Beete oder Löwenzahn, hoher Gehalt in Blättern von Wiesen-Sauerampfer (0,15 %) und Portulak (0,45 %). auch mögliche Quellen von β-Carotin sind: Tomaten, Spargel, Erbsen, Kohl, Mais, Sauerkirschen, Pflaumen Nomenklatur Die IUPAC empfiehlt abweichend eine Nomenklatur der Carotine entsprechend deren Endgruppen, wobei β oder ε für Jononringe enthaltende und ψ für offenkettige Endstrukturen stehen. Somit heißt α-Carotin auch β,ε-Carotin, β-Carotin auch β,β-Carotin, γ-Carotin auch β,ψ-Carotin, δ-Carotin auch ε,ψ-Carotin und Lycopin nach IUPAC-konformer Nomenklatur auch ψ,ψ-Carotin. Die vorgenannten Verbindungen haben alle die gleiche Summenformel C40H56, ebenso wie ε-Carotin (epsilon-Carotin, ε,ε-Carotin), anders als beispielsweise ζ-Carotin (zeta-Carotin, Tetrahydro-ψ,ψ-carotin; C40H60), eine aus Phytoen (Octahydro-ψ,ψ-carotin; C40H64) gebildete Vorstufe von Neurosporin (Dihydro-ψ,ψ-carotin; C40H58) wie darüber von Lycopin bei der Biosynthese von Carotinoiden in Pflanzen und in einigen Schlauchpilzen, beispielsweise Neurospora crassa. Analytik Zur zuverlässigen qualitativen und quantitativen Bestimmung der Carotine in humanen Blut-/Plasmaproben eignet sich nach angemessener Probenvorbereitung die Kopplung der HPLC mit der Massenspektrometrie. Die analytische Technik eignet sich ebenfalls nach spezifischer Probenvorbereitung zur Bestimmung der Carotine in pflanzlichem Material. Auch zur Analytik von Ölen ist die Methodik einsetzbar. Verwendung als Lebensmittelfarbstoff Aus Pflanzen extrahiertes oder synthetisch hergestelltes Beta-Carotin wird als Lebensmittelfarbstoff (, siehe Lebensmittelzusatzstoff) sowie als Beigabe zu Vitaminpräparaten verwendet. Beta-Carotin wird vielen Lebensmitteln wie zum Beispiel Butter, Margarinen, Süßwaren, Molkereiprodukten und Limonaden in teilweise sehr hohen Mengen zugesetzt, um dem Verbraucher das von ihm erwartete Bild der Ware (Farbe) zu bieten. Ansonsten wären beispielsweise Margarinen mehr oder weniger weiß bis hellgrau. Die meisten Fette sind im reinen Zustand weiß – die üblicherweise mit Fetten assoziierten Farben kommen von entsprechenden Spurenstoffen. Der gelbliche Ton von menschlichem Körperfett (z. B. Talg) und Butter basiert auf natürlicherweise enthaltenem Carotin und kann je nach Ernährung variieren. Resorption im menschlichen Darm Die Aufnahme von β-Carotin ist schlechter als von Vitamin A. Es muss etwa sechsmal so viel β-Carotin aufgenommen werden, um dem Körper die gleiche Menge Vitamin A zur Verfügung zu stellen. Die beiden Stoffe sind frei kombinierbar. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt für gesunde Erwachsene eine tägliche Zufuhr von 0,8 bis 1,1 mg Vitamin A. Gesundheitliche Aspekte Anders als bei Vitamin A kann es beim Menschen nach übermäßiger Zufuhr von Carotinen mit Provitamin-A-Aktivität nicht zu einer Hypervitaminose kommen. Dies liegt an der geringeren Resorptionsrate für Carotine (20–35 % für β-Carotin) sowie an der begrenzten Kapazität zur Umwandlung in Vitamin A. Die enzymatisch gesteuerte Konversion zu Vitamin A hängt von der Höhe der β-Carotin- und Proteinzufuhr, der Vitamin-E-Versorgung und der gleichzeitigen Fettzufuhr ab. Auch der Vitamin-A-Status spielt eine große Rolle: Je besser die Vitamin-A-Versorgung, desto geringer die Enzymaktivität. Der Mensch transportiert einen Großteil aufgenommener Carotinoide in unveränderter Form, während die Ratte Carotinoide nahezu vollständig konvertiert. Carotinoide finden sich in verschiedenen Organen des Menschen. Die höchsten Konzentrationen lassen sich in der Leber, der Nebenniere, den Hoden und dem Gelbkörper feststellen. Niere, Lunge, Muskeln, Herz, Gehirn oder Haut weisen dagegen geringere Carotinoidspiegel auf. Ein Überschuss an Carotinoiden als Folge der langandauernden, übermäßigen Zufuhr macht sich beim Menschen optisch als Gelbfärbung der Haut bemerkbar („Carotinodermie“, „Karottenikterus“, Carotinämie). Betroffen sind zunächst der Bereich der Nasolabialfalten, die Palmarseite der Hände und die Fußsohlen. Die Gelbfärbung geht zurück, wenn die Überversorgung eingestellt wird. Teratogene Effekte des β-Carotin sind nicht bekannt. Sogar hohe supplementierte Tagesdosen (20–30 mg) oder eine überaus carotinreiche Ernährung über lange Zeiträume sind nicht mit einer Toxizität verbunden. Allerdings steht die mehrjährige Supplementierung von β-Carotin im Verdacht, bei Rauchern und Trinkern das Inzidenzrisiko für Lungenkrebs und Darmkrebs zu erhöhen. So wurde in einer australischen Studie im Journal of the National Cancer Institute vom 21. Mai 2003, die den Effekt als Sonnenschutzmittel untersuchen wollte, bei Rauchern und Personen, die regelmäßig mehr als ein alkoholisches Getränk pro Tag zu sich nahmen, eine doppelte Anzahl von Adenomen des Dickdarms – den Vorstufen von Darmkrebs – gefunden. Bei Nichtrauchern und Nichttrinkern reduzierte sich stattdessen deren Auftreten um 44 %. Die American Cancer Society verlangt Warnschilder auf β-Carotin-haltigen Waren, um Raucher auf ein möglicherweise gesteigertes Lungenkrebsrisiko hinzuweisen. Nach Anordnung des Bundesinstituts für Arzneimittel müssen seit Mai 2006 alle Arzneimittel, die zwischen 2 mg und 20 mg β-Carotin enthalten, mit dem Warnhinweis versehen werden, dass „starke Raucher“ („20 oder mehr Zigaretten“ täglich) diese Arzneimittel nicht über einen längeren Zeitraum einnehmen sollten. Arzneimittel mit mehr als 20 mg β-Carotin müssen nach dieser Anordnung unter „Gegenanzeigen“ erwähnen, dass das Arzneimittel von starken Rauchern nicht eingenommen werden darf. Auf das in klinischen Studien festgestellte, erhöhte Risiko für das Auftreten von Lungenkrebserkrankungen bei Rauchern muss jeweils zusätzlich hingewiesen werden. Für Arzneimitteln, die β-Carotin nur als Hilfsstoff enthalten und bei deren Anwendung mehr als 2 mg β-Carotin pro Tag eingenommen werden, wurde die Zulassung zum 1. Juli 2006 widerrufen. Durch die Studien kann keine Aussage darüber getroffen werden, ob durch den Konsum von naturbelassenen Lebensmitteln mit natürlichem Carotingehalt eine Gefahr bestehen könnte; allerdings ist der Anteil von β-Carotin in naturbelassenen Lebensmitteln und Säften oftmals merklich geringer als in künstlich damit angereicherten. Im Rahmen der sogenannten CARET-Studie wurde in den 1990er Jahren der Effekt einer Supplementierung von täglich 30 mg β-Carotin in Kombination mit 25.000 I.E. Retinylpalmitat auf das Inzidenzrisiko für verschiedene Krebserkrankungen sowie die Mortalität untersucht. Es nahmen 18.314 Personen teil, deren Inzidenzrisiko für Lungenkrebs erhöht war, weil sie entweder eine langjährige Raucherkarriere hinter sich hatten oder Asbeststaub ausgesetzt waren. Die Forscher fanden als mutmaßliche Supplementierungsfolge neben der weiteren Risikoerhöhung für Lungenkrebs auch eine erhöhte Sterblichkeit infolge einer Herz-Kreislauf-Erkrankung. Historisches Carotin wurde zuerst von Ferdinand Wackenroder entdeckt, der es aus Karotten isolierte. William Christopher Zeise erkannte, dass es sich um einen Kohlenwasserstoff handelt. Paul Karrer, der 1937 für seine Untersuchungen an Carotinoiden, Flavinen und Vitaminen den Nobelpreis für Chemie erhielt, hatte 1930 die korrekte Konstitutionsformel des beta-Carotins aufgestellt. Zur Strukturaufklärung nutzte er Abbaureaktionen mit Ozon, Kaliumpermanganat oder Chromsäure. Die genaue Anordnung der Atome von β-Carotin wurde mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse bestimmt und 1964 bekanntgegeben. Einzelnachweise Pflanzenfarbstoff Stoffgruppe Lebensmittelfarbstoff Pigment (Biologie) Lebensmittelzusatzstoff (EU) Futtermittelzusatzstoff (EU)


text: Ein chemisches Element ist ein Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht mehr in andere Stoffe zerlegt werden kann. Die Elemente sind die Grundstoffe der chemischen Reaktionen. Die kleinste mögliche Menge eines Elements ist das Atom. Alle Atome eines Elements haben dieselbe Anzahl an Protonen im Atomkern (die Ordnungszahl). Daher haben sie den gleichen Aufbau der Elektronenhülle und verhalten sich folglich auch chemisch gleich. Ein Element wird durch ein Elementsymbol bezeichnet, eine Abkürzung, die meist vom lateinischen Namen des Elements (beispielsweise Pb von plumbum, Fe von ferrum) abgeleitet ist. Die Elemente werden im Periodensystem nach steigender Kernladungszahl angeordnet. Insgesamt sind bis heute 118 Elemente nachgewiesen worden. Davon kommen die Elemente mit Ordnungszahl von 1 bis 94 auf der Erde natürlich vor, allerdings oft in Form von chemischen Verbindungen und zum Teil nur in äußerst geringen Spuren, z. B. als kurzlebige Zwischenprodukte im radioaktiven Zerfall. 80 der 118 bekannten chemischen Elemente haben mindestens ein stabiles Nuklid. Geschichte Begriffsgeschichte Der Begriff chemisches Element (von lateinisch elementum im Sinne eines aristotelischen Elements als „nicht weiter Teilbares“) entstand ab dem 17. Jahrhundert, als zunehmend erkannt wurde, dass der Elementbegriff der Alchemie untauglich für eine wissenschaftliche Aufklärung der vielfältigen Eigenschaften von Stoffen und ihren Reaktionen miteinander ist. Einen maßgeblichen Schritt tat Etienne de Clave, der 1641 die Definition gab, Elemente seien „einfache Stoffe, aus denen die gemischten Stoffe zusammengesetzt sind und in welche die gemischten Stoffe letztlich wieder zerlegt werden können“. Robert Boyle veröffentlichte 1661 unter dem Titel The Sceptical Chymist eine einflussreiche Kritik an den Unzulänglichkeiten der Alchemie. Darin führte er aus, dass man unter chemischen Elementen diejenigen primitiven Stoffe verstehen sollte, „die weder aus anderen Substanzen noch auseinander entstanden sind, sondern die Bestandteile bilden, aus denen gemischte Stoffe bestehen“. Beide Forscher stellten sich damit einerseits in Gegensatz zur herrschenden Vier-Elemente-Lehre der Alchemisten, die alle Stoffe durch unterschiedliche Mischungen von Feuer, Wasser, Luft und Erde zu erklären suchte, und machten den Begriff Element überhaupt der näheren experimentellen Erforschung zugänglich. Andererseits blieben sie der Alchemie verhaftet, indem sie annahmen, einzeln könnten diese Elemente nicht in der Wirklichkeit vorkommen, vielmehr sei jeder reale Stoff eine Mischung sämtlicher Elemente gleichzeitig. Boyle bezweifelte, dass es solche Elemente überhaupt gibt. Ganz im Geist der damals aufkommenden Mechanik nahm er an, die einheitlich erscheinenden Stoffe bestünden aus einheitlichen kleinen Teilchen, die ihrerseits in jeweils wohlbestimmter Weise aus kleinsten Korpuskeln zusammengesetzt sind. Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Reaktionen erklärte er durch die unzähligen möglichen Arten, in denen sich die Korpuskeln zu diesen, für jeden Stoff charakteristischen Teilchen verbinden können. Als Folge einer Umlagerung der Korpuskel sah er auch die in der Alchemie gesuchte Transmutation als möglich an, d. h. die Umwandlung eines Elements (z. B. Blei) in ein anderes (z. B. Gold). Doch war Boyle damit der Wegbereiter für Antoine Laurent de Lavoisier, der zwar die Korpuskeln als metaphysische Spekulation abtat, aber 1789 die chemischen Elemente dadurch charakterisierte, dass sie nicht in andere Substanzen zerlegt werden konnten. Genauer: Alle Stoffe sollten als elementar, d. h. nicht zusammengesetzt, gelten, solange keine Methoden zur weiteren Abtrennung einzelner Bestandteile gefunden wären. Auf diese Definition gestützt, eröffneten Lavoisiers außerordentlich genaue Beobachtungen an chemischen und physikalischen Stoffumwandlungen den Weg zur modernen Chemie. Insbesondere entdeckte er die Erhaltung der Gesamtmasse bei allen Stoffumwandlungen und bestimmte die genauen Massenverhältnisse, in denen reine Elemente miteinander reagieren. So wurde John Dalton auf das Gesetz der multiplen Proportionen geführt, das er 1803 durch die Annahme der Existenz unveränderlicher und unzerstörbarer kleinster Materieteilchen, der Atome, wissenschaftlich begründen konnte. Nach Dalton wird ein Element durch eine Sorte einheitlicher Atome definiert, die sich nach festen Regeln mit anderen Atomen verbinden können. Das unterschiedliche Verhalten der Elemente wird dadurch erklärt, dass ihre Atomsorten sich in Masse, Größe und Bindungsmöglichkeiten zu anderen Atomen unterscheiden. Daraus entsteht u. a. die Möglichkeit, die relativen Atommassen der verschiedenen Elemente untereinander zu bestimmen, wodurch die Atome erstmals zum Gegenstand der experimentellen Naturwissenschaft wurden. Daltons Ansatz erwies sich in der Interpretation der chemischen Reaktionen und Verbindungen als außerordentlich erfolgreich. Seine Definitionen von Element und Atom wurden daher beibehalten, auch als die Annahmen der Unveränderlichkeit der Atome (insbesondere ihrer Unteilbarkeit) und der Gleichheit aller Atome desselben Elements durch Beobachtungen an den 1896 entdeckten radioaktiven Elementen endgültig widerlegt wurden: 1902 erklärte Ernest Rutherford in seiner Transmutationstheorie die radioaktiven Zerfallsreihen als Folge von Teilungen der Atome und weiteren Elementumwandlungen. 1910 entdeckte Frederick Soddy, dass Atome desselben radioaktiven Elements in verschiedenen Zerfallsreihen mit verschiedener Masse auftreten können (Isotopie). Ab 1920 wurden diese Erscheinungen dann bei allen Elementen gefunden. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde der Atombau dahingehend geklärt, dass das chemische Verhalten weitestgehend von der negativ geladenen Elektronenhülle des Atoms bestimmt wird, die ihrerseits durch die positive Ladung des Atomkerns bestimmt ist. Daher geht der heutige Begriff des chemischen Elements von der elektrischen Ladung des Atomkerns aus. Sie ist durch die Anzahl der im Kern vorhandenen Protonen gegeben, die daher als chemische Ordnungszahl des Atoms bzw. des Elements bezeichnet wird. Rückblickend auf die ursprünglichen Definitionen für den Begriff Element von Clave, Boyle und Lavoisier (s. o.) und auch auf die Boyleschen Korpuskeln scheint es, dass die besten Realisierungen dieser seinerzeit hypothetischen Vorstellungen nicht durch die heutigen chemischen Elemente und Atome, sondern durch die Atombausteine Proton, Neutron, Elektron gegeben sind. Entdeckungsgeschichte In der Antike und bis weit ins Mittelalter war man der Auffassung, dass die Welt aus den vier Elementen Erde, Wasser, Luft und Feuer aufgebaut ist. Von den Elementen im heutigen Sinne waren in der Antike nur zehn Elemente in Reinform bekannt, die entweder natürlich (d. h. gediegen) vorkamen oder aus Erz geschmolzen werden konnten: Kohlenstoff, Schwefel, Eisen, Kupfer, Zink, Silber, Zinn, Gold, Quecksilber und Blei. Im Laufe der mittelalterlichen Bergbaugeschichte wurden dann, vor allem im Erzgebirge, in Erzen geringe Mengen an Beimengungen unbekannter Metalle entdeckt und nach Berggeistern benannt (Cobalt, Nickel). Die Entdeckung des Phosphors 1669 durch Hennig Brand läutete schließlich das Zeitalter der Entdeckung der meisten Elemente ein, einschließlich des Urans aus Pechblende durch Martin Heinrich Klaproth 1789. Vor dem Jahre 1751 waren folgende 9 Nebengruppenelemente bekannt: Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Silber, Platin, Gold sowie Quecksilber, ferner die 8 Hauptgruppenelemente Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel, Arsen, Zinn, Antimon, Blei und Bismut. Im Jahr 1751 waren also insgesamt 17 Elemente bekannt. Vom Jahre 1751 bis zum Jahre 1800 kamen noch 13 weitere Elemente hinzu: Wasserstoff, Titan, Chrom, Mangan, Yttrium, Zirconium, Molybdän, Wolfram, Uran, Stickstoff, Sauerstoff, Chlor und Tellur. In der Zeit vom Jahre 1800 bis zum Jahre 1830 wurden insgesamt 22 neue Elemente entdeckt: die Nebengruppenelemente Vanadium, Tantal, Rhodium, Palladium, Cadmium, Osmium, Iridium und die seltene Erde Thorium, ferner die Hauptgruppenelemente Lithium, Beryllium, Natrium, Magnesium, Kalium, Calcium, Strontium, Barium, Bor, Aluminium, Silicium, Selen, Iod und Brom. Elf weitere Elemente traten zwischen dem Jahre 1830 bis 1869 hinzu. Sie waren auch ein Marker für den technisch-wissenschaftlichen Entwicklungszustand, denn es wurden auch schwer auffindbare und seltene Elemente entdeckt und beschrieben. Es waren Helium, Rubidium, Caesium, Indium, Thallium, Niob, Ruthenium, Lanthan, Cer, Terbium, Erbium. Somit waren bis zum Jahr 1869 63 Elemente entdeckt worden. Im Laufe des 19. Jahrhunderts wurden die Metalle der Seltenen Erden entdeckt, womit fast alle natürlich vorkommenden Elemente bekannt waren. In dieser Zeit wurden auch viele hypothetische Elemente postuliert, die später wieder verworfen wurden, so etwa das Nebulium. Im 20. und dem begonnenen 21. Jahrhundert wurden viele in der Natur nicht vorkommende Elemente – die Transurane – künstlich erzeugt, teils in Kernreaktoren, teils in Teilchenbeschleunigern. Allen diesen Elementen ist gemeinsam, dass sie instabil sind, d. h., dass sie sich unterschiedlich schnell in andere Elemente umwandeln. Mit der Entdeckung weiterer solcher kurzlebiger Elemente ist zu rechnen; sie entstehen jeweils in nur äußerst geringen Mengen. Ihren Namen erhielten die Elemente jeweils von ihrem Entdecker, was im 20. Jahrhundert zu einer Elementnamensgebungskontroverse führte. Elemente, die noch nicht erzeugt oder benannt wurden, tragen Systematische Elementnamen. Ordnungssystem Die Elemente ordnet man nach ihrer Kernladungszahl (Ordnungszahl) und der Elektronenkonfiguration ihrer Atome im Periodensystem der Elemente (PSE) in Gruppen und Perioden an. Dieses System wurde vom russischen Gelehrten Dmitri Iwanowitsch Mendelejew zeitgleich mit dem deutschen Arzt und Chemiker Lothar Meyer 1869 begründet. Eigenschaften Identifiziert werden chemische Elemente mittels Nachweisreaktionen der Analytischen Chemie. Viele Eigenschaften der Elemente lassen sich aus dem Aufbau ihrer Atome ableiten. Diverse historisch gewachsene Atommodelle, insbesondere das erfolgreiche Bohrsche Schalenmodell, liefern dazu die theoretischen Grundlagen. Alle Atome eines Elements haben im elektrisch ungeladenen Zustand ebenso viele Elektronen in der Elektronenhülle wie Protonen im Atomkern. Ordnet man die Elemente gemäß wachsender Protonenzahl (Ordnungszahl) im sogenannten Periodensystem an, ergeben sich periodisch wiederkehrende Eigenschaften (siehe Hauptgruppe, Nebengruppe). Bei chemischen Reaktionen werden nur die Elektronen auf den Außenschalen der Reaktionspartner umgeordnet, der Atomkern bleibt hingegen unverändert. Atome „suchen“ primär die sogenannte Edelgaskonfiguration (Stabilität wegen abgeschlossener Außenschale) zu erreichen, auch wenn das zu Lasten der elektrischen Neutralität geht, und streben nur sekundär nach Ladungsausgleich der Gesamtkonfiguration. Beschrieben wird dieses „Bestreben“ durch die Elektronegativität. Edelgase, also Elemente mit im neutralen Zustand abgeschlossener Außenschale, sind reaktionsarm und bilden nur unter drastischen Bedingungen Verbindungen. Eine eindeutige „Identifizierung“ der Elektronen eines Elements liefert das Quantenzahlenquartett: Hauptquantenzahl, Nebenquantenzahl, Magnetquantenzahl, Spinquantenzahl, also quantenphysikalische Elementeigenschaften. Isotope, Nuklide Alle Atome desselben Elements haben dieselbe Anzahl Protonen, sie können aber verschieden viele Neutronen enthalten. Diese nur in ihrer Neutronenzahl verschiedenen Arten sind die Isotope des betreffenden Elements. Die allgemeine Bezeichnung für eine durch Protonenzahl und Neutronenzahl festgelegte Atomart ist Nuklid. Vom Wasserstoff existieren in natürlichen Vorkommen beispielsweise drei Isotope: Protium (keine Neutronen), Deuterium (1 Neutron), Tritium (2 Neutronen). Der Kern des häufigsten Wasserstoffisotops (Protium, 99,9851 %) besteht aus einem einzelnen Proton. Deuterium tritt in natürlichem Wasserstoff nur mit einem Anteil von 0,0149 % auf, Tritium mit < 10−10 %. Der häufigste Heliumatomkern besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Es gibt in natürlichen Vorkommen mit einem Anteil von nur 0,000137 % aber auch das Isotop , Helium-3, dessen Kern nur ein Neutron enthält. Natürliches Chlor (17 Protonen) besteht aus einer Mischung aus Isotopen mit 18 Neutronen (75,8 %) und 20 Neutronen (24,2 %). Masse Die Atommassen der Isotope sind annähernd, aber nicht genau ganzzahlige Vielfache der Masse des Wasserstoffatoms. Die Ursache für diese unter 0,9 Prozent liegenden Abweichungen sind: Die Bindungsenergie der Atomkern-Bestandteile zeigt sich als Massendefekt, so dass die Kernmasse stets etwas kleiner als die Summe der Massen der Kernbestandteile ist. Dieser Effekt erreicht sein Maximum in Bereich von Eisen- und Nickelkernen mit 0,945 Prozent. Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen. Neutronen sind 0,138 Prozent schwerer als Protonen. Protonen kommen im elektrisch neutralen Atom nur zusammen mit ebenso vielen Elektronen vor, die 0,055 Prozent der Protonenmasse haben. Die letzten beiden Effekte kompensieren einander nur teilweise. Rein- und Mischelemente Chemische Elemente, die in ihren natürlichen Vorkommen nur eine Sorte von Atomen aufweisen, heißen Reinelemente; wenn sie dagegen aus zwei oder mehr Isotopen bestehen, heißen sie Mischelemente. Die meisten Elemente sind Mischelemente. Es existieren 19 stabile und drei langlebige instabile Reinelemente (Bismut, Thorium und Plutonium), insgesamt also 22 Reinelemente. Im Periodensystem steht für Mischelemente die durchschnittliche Atommasse gemäß den relativen Häufigkeiten der Isotope. Das natürliche Mischverhältnis ist bei einem Element meist konstant, kann bei einigen Elementen aber lokal schwanken. Blei zum Beispiel zeigt je nach Herkunft (Lagerstätte) unterschiedliche durchschnittliche Atommassen. 2010 beschloss die IUPAC, dass zukünftig für die Elemente Wasserstoff, Bor, Lithium, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silicium, Schwefel, Chlor und Thallium im Periodensystem die Masse als Massenbereich anzugeben ist. Die Begriffe Reinstoff und Reinelement sowie Stoffgemisch und Mischelement sind strikt zu unterscheiden. Aggregatzustand, Dichte Die meisten Elemente sind bei Standardbedingungen fest (und/oder) dichter als Wasser ja sogar Schwermetall, also dichter als 5000 kg/m3. Die Atommasse-leichtesten 2, nämlich H und He, weiters N und O und die zwei leichtesten Halogene sind gasförmig. Flüssig sind nur Brom und – bei erstaunlich großer Atommasse – nur noch Hg Quecksilber. Die Dichte korreliert oft mit der Atommasse, bei Gasen sehr genau mit der Molekülmasse. Lithium hat etwa die halbe Dichte von Wasser, die schwersten Elemente (Au, Os, W) haben etwa die 20-fache Dichte von Wasser. Chemische Bindungen Chemische Elemente können, bis auf einige Edelgase, chemische Bindungen eingehen. Dabei sind mehrere der elementaren Atome zu Molekülen, Ionenkristallen, Komplexen oder metallischen Verbindungen zusammengeschlossen. Bilden Elemente chemische Bindungen mit sich selbst, so nennt man den Reinstoff ebenfalls Element: Bei vielen Gasen wie Chlor Cl oder Fluor F bilden zwei Atome desselben Elements eine kovalente Bindung aus und werden zu einem Elementmolekül, hierbei Cl2 und F2. Sauerstoff bildet neben O2 auch weniger stabile dreiatomige O3-Moleküle aus, Schwefel bildet ringförmige aus sechs bis acht Atomen. Wenn Elemente eine chemische Bindung mit anderen Elementen eingehen, entstehen chemische Verbindungen. Wasser mit der Summenformel H2O ist beispielsweise eine Verbindung aus den Elementen Wasserstoff H (2 Atome pro Molekül) und Sauerstoff (1 Atom pro Molekül). Grundsätzlich gibt es vier Arten von chemischen Verbindungen zwischen den Atomen unterschiedlicher Elemente: Molekulare Verbindungen entstehen in der Regel aus Nichtmetall und Nichtmetall – sie sind Nichtleiter (elektrisch nicht leitfähig) mit zumeist relativ niedrigem Siedepunkt (diamantartige oder kunststoffartige Verbindungen mit Riesenmolekülen ausgenommen). Beispiele für molekulare Verbindungen sind neben Wasser auch Methan, Zucker. Ionische Verbindungen oder Salze entstehen häufig aus Metall(kation) und Nichtmetall(anion). Sie sind spröde, oft von hohem Schmelzpunkt und in Schmelze oder Lösung elektrisch leitfähig. Beispiele für Ionenverbindungen sind Eisen(II)-oxid und Kochsalz (Natriumchlorid). Komplexe bestehen aus einem Zentralteilchen, das von Liganden umgeben ist. So handelt es sich beispielsweise bei Chlorophyllen um Komplexverbindungen. Metallische Verbindungen entstehen aus zwei oder mehr Metallen. Die Metallatome sind hier durch metallische Bindungen sowie nicht selten durch zusätzliche ionische oder kovalente Bindungsanteile verbunden. Sie sind nicht zu verwechseln mit Legierungen, die zu den Gemischen gezählt werden. Die Entstehung von Elementen Bereits beim Urknall entstanden die leichten Elemente Wasserstoff (ca. 75 %) und Helium (ca. 25 %), zusammen mit geringen Mengen Lithium und Beryllium. Am Anfang der Kosmochemie steht daher der Wasserstoff mit einer relativen Atommasse von ca. 1,0 u (ein Proton). Schwerere Elemente entstehen im Universum durch Kernreaktionen in den Sternen. In Hauptreihen-Sternen, wie unserer Sonne, verschmelzen unter hoher Temperatur (mehrere Millionen Grad Celsius) und hohem Druck beispielsweise vier Wasserstoffatomkerne über mehrere Zwischenstufen zu einem Heliumatomkern (relative Atommasse ca. 4,0 u). Dieser ist ein wenig leichter als die vier Protonen zusammen, die Massendifferenz wird als Energie frei. Diese Fusion (Atome mit geringerer Protonenzahl verschmelzen zu höheren) geht in den meisten Sternen bis zur Entstehung von Kohlenstoff, in massereichen bis zur Bildung von Eisen weiter, dem am dichtesten gepackten Atomkern. Dies erfolgt immer unter Abgabe von Energie, wobei die Energieausbeute mit zunehmender Ordnungszahl der gebildeten Elemente bis zum Eisen immer geringer wird. Die Fusionsreaktionen zu schwereren Kernen würden eine Zufuhr von Energie erfordern. Schwerere Elemente als Eisen entstehen deshalb nicht durch Kernfusion, sondern durch Neutroneneinfang bestehender Atome, die dabei in Elemente höherer Ordnungszahl umgewandelt werden. Dies geschieht bei massearmen Sternen im sogenannten s-Prozess, bei massereichen am Ende der Lebenszeit von Sternen während einer Supernova im r-Prozess. Die entstandenen Elemente gelangen (kontinuierlich durch Sonnenwind oder explosiv in einer Supernova) in das interstellare Medium und stehen für die Bildung der nächsten Sterngeneration oder anderen astronomischen Objekten zur Verfügung. Jüngere Sternensysteme enthalten daher bereits von Anfang an geringe Mengen schwererer Elemente, die Planeten wie in unserem Sonnensystem bilden können. Statistik der chemischen Elemente Von den 118 bekannten Elementen (Stand 2015) sind 80 stabil. Alle stabilen Elemente kommen auf der Erde natürlich vor, ebenso 14 radioaktive (siehe Elementhäufigkeit). Weitere radioaktive Elemente wurden künstlich hergestellt, ihre Zahl wird vermutlich weiter steigen. Die Elemente lassen sich nach verschiedenen Kriterien unterteilen. Am häufigsten ist die Unterteilung in solche Elemente, die Metalle bilden und den Großteil der Elemente ausmachen, sowie in Nichtmetalle und die Zwischenstufe Halbmetalle. Zur Gruppe der Nichtmetalle gehören nur 17 aller Elemente, diese bilden bei Standardbedingungen keine Metalle. Davon liegen die sechs Edelgase einatomig vor, weil deren Atome keine Moleküle bilden, d. h. nicht miteinander reagieren. Dagegen verbinden sich andere mit Atomen des gleichen Elements zu Molekülen. Dazu zählen die weiteren fünf unter Normalbedingungen gasförmigen Elemente: Wasserstoff (H2), Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Fluor (F2) und Chlor (Cl2) sowie das flüssige Brom (Br2) und das feste Iod (I2). Häufigkeit der chemischen Elemente Die Häufigkeit der chemischen Elemente unterscheidet sich je nach dem betrachteten Bereich. Im Universum ist sie eng verknüpft mit den Entstehungsprozessen im kosmologischen Zeitrahmen (Nukleosynthese). Dort ist das weitaus häufigste Element der Wasserstoff, gefolgt von seinem einfachsten Fusionsprodukt Helium, die beide schon bald nach dem Urknall entstanden. Die nächsthäufigsten Elemente sind Kohlenstoff und Sauerstoff. Lithium, Beryllium und Bor entstanden ebenfalls beim Urknall, jedoch in wesentlich geringeren Mengen. Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff sowie alle anderen Atomsorten wurden durch Kernfusion in Sternen oder durch andere astrophysikalische Vorgänge gebildet. Dabei entstanden häufiger Atome mit gerader Protonenzahl, wie Sauerstoff, Neon, Eisen oder Schwefel, während Elemente mit ungerader Protonenzahl seltener sind. Diese Regel wird nach dem US-amerikanischen Chemiker William Draper Harkins (1873–1951) Harkinssche Regel genannt. Markant ist die besondere Häufigkeit des Eisens als Endpunkt der möglichen Kernfusion in Sternen. Die Verteilung auf der Erde unterscheidet sich von derjenigen, die im gesamten Universum vorherrscht. Insbesondere sind auf der Erde vergleichsweise geringe Mengen Wasserstoff und Helium vorhanden, weil diese Gase vom Schwerefeld der Erde nicht festgehalten werden können; im Sonnensystem befinden sie sich vor allem in den Gasplaneten wie Jupiter und Neptun. Auf Gesteinsplaneten wie der Erde überwiegen die schwereren Elemente, vor allem Sauerstoff, Silicium, Aluminium und Eisen. Organismen bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff. In dem jeweils betrachteten Bereich sehr häufig vorkommende Elemente bezeichnet man als Mengenelemente, sehr seltene als Spurenelemente. Siehe auch Liste der chemischen Elemente Literatur Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3. Lucien F. Trueb: Die chemischen Elemente – Ein Streifzug durch das Periodensystem. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-7776-1356-8. Theodore Gray: Die Elemente. Fackelträger-Verlag, Köln 2009, ISBN 978-3-7716-4435-2. Ulf von Rauchhaupt: Die Ordnung der Stoffe. Ein Streifzug durch die Welt der chemischen Elemente. Fischer Taschenbuch Verlag, Frankfurt am Main 2009, ISBN 978-3-596-18590-0. Alexander C. Wimmer: Die chemischen Elemente. SMT, Leoben 2011, ISBN 978-3-200-02434-2. Philip Ball: Die Elemente. Entdeckung und Geschichte der Grundstoffe. Haupt, Bern 2022, ISBN 978-3-258-08268-4. Weblinks www.chemieseite.de enthält ausführliche Beschreibungen der Hauptelemente www.pse-mendelejew.de enthält viele Fotografien von reinen Elementen www.pse.merck.de enthält eine reiche Auswahl an atomaren Eigenschaften in einer interaktiven Tabelle Umfangreiche Übersicht Einzelnachweise


text: Ein Chemiker ist ein Naturwissenschaftler, der sich mit Themen der Chemie befasst. Die Tätigkeitsbezeichnung Chemiker ist nicht geschützt. Hingegen ist der früher vergebene akademische Grad Diplom-Chemiker (Dipl.-Chem.) staatlich geschützt und setzte ein Hochschulstudium mit erfolgreich bestandenem Diplom voraus. Mit der Abschaffung der Diplomstudiengänge im Zuge des Bologna-Prozesses ersetzte der Bachelor- bzw. der Master-Grad den Diplom-Grad bei neu erworbenen Abschlüssen als Berufsbezeichnung. Studium zum Chemiker in Deutschland Im Zuge des Bologna-Prozesses gingen die Diplomstudiengänge sowohl an Universitäten wie an Fachhochschulen weitgehend in den sechssemestrigen Bachelor-Studiengang mit anschließendem, optionalem viersemestrigem Master-Studium über. Daneben haben sich mehrere Ingenieurstudiengänge mit Schwerpunkt Chemie, speziell an Fachhochschulen, etabliert. Wenn die Bachelorstudien so akkreditiert sind, dass 180 Credits erzielt werden, können Absolventen von Fachhochschulen an Universitäten (und umgekehrt) ein Masterstudium beginnen; hat ein Masterstudium 120 Credits, können auch Absolventen einer Fachhochschule eine Promotion beginnen. Im Jahr 2018 boten in der Bundesrepublik Deutschland 54 Universitäten und 24 Fachhochschulen ein Studium der Chemie an. Ein Chemiestudium besteht sowohl im Bachelor- wie im Masterstudium aus Vorlesungen, Seminaren und Übungen, Klausuren und mündlichen Prüfungen sowie den regelmäßigen lehrveranstaltungsbegleitenden Praktika im Labor. In den Praktika werden handwerkliche Fähigkeiten und das wissenschaftliche, systematische Arbeiten erlernt. Die Leistungsnachweise (im Jargon „Scheine“ genannt) werden vor allem durch Klausuren, mündliche Prüfungen und Testaten für bestandene Praktika erbracht. Nach dem Bachelorstudium schließen Studierende von Universitäten nahezu vollständig und Studierende der Fachhochschulen zu rund 70 Prozent ein Masterstudium an. Nach dem Masterstudium beginnen Absolventen einer Universität zu rund 85 Prozent mit einer Promotion, Absolventen von Fachhochschulen zu rund 10 Prozent. Bis zur Einführung des Bologna-Prozesses begann ein Diplomstudium Chemie an einer Universität mit einem viersemestrigen Grundstudium, das mit der nicht berufsqualifizierenden Vordiplom-Prüfung abgeschlossen wurde. An das Grundstudium schloss ein dreisemestriges Hauptstudium an, in dem eine Spezialisierung stattfand. Die häufigsten waren Organische Chemie, Anorganische Chemie und Physikalische Chemie. Es folgten die meist mündlichen Diplomprüfungen und eine sechs- bis neunmonatige Diplomarbeit. An Fachhochschulen folgte auf ein sechssemestriges Studium, meist ohne Vordiplom eine einsemestrige Diplomarbeit. Promotion der Chemiker in Deutschland Nach einem Masterabschluss kann nach einer meist drei- bis vierjährigen Doktorarbeit die Promotion zum Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) erfolgen. Bei technischer Ausrichtung des Promotionsthemas und einer entsprechend absolvierten Masterausbildung ist auch der Doktor der Ingenieurwissenschaften (Dr.-Ing.) möglich. Die Dauer richtet sich vor allem danach, ob der Doktorand während seiner Tätigkeit nur seine Promotionsziele verfolgen kann oder, was an Hochschulen die Regel ist, durch zusätzliche Verpflichtungen eingebunden wird, wie die Einbeziehung in das Schreiben von Drittmittelanträgen für neue Projekte, den Einsatz in der Lehre oder die Übernahme von Verwaltungsaufgaben am Lehrstuhl des betreuenden Professors. Schwer vergleichbar wird die Promotionsdauer auch dadurch, dass ein Teil der Doktoranden die erfolgreichen Aufgabenstellungen von vorherigen Doktoranden nach deren Promotion weiterbearbeitet und dabei Konzept und Aufbau ihrer Vorgänger weiterbenutzt, während ein anderer Teil der Doktoranden absolut neue Themen erstmals zu bearbeiten versucht. Die Bezahlung des Doktoranden erfolgt in der Regel nach dem TV-L (bei Promotion an Hochschulen/Universitäten) bzw. nach dem TVöD (bei Promotion an Forschungseinrichtungen, z. B. der Fraunhofer-Gesellschaft) Max-Planck-Gesellschaft oder anderen Großforschungseinrichtungen. Meist wird eine Doktorandenstelle mit einem 50 %-Vertrag eines wissenschaftlichen Mitarbeitenden doriert, seltener mit einer 2/3-Stelle. Stipendien sind eine weitere Möglichkeit der Finanzierung. Zweck und Ziele der Promotion Die abgeschlossene Promotion soll den Nachweis zur selbständigen Forschungstätigkeit, also der wissenschaftlichen Erarbeitung und Bearbeitung eines Themas erbringen. Das beinhaltet eine weitestgehend individuelle Versuchsplanung, den Versuchsaufbau und die Versuchsdurchführung einschließlich der Ergebnisauswertung bis zur Ergebnispublikation (Dissertationsschrift) mit Einordnung in den wissenschaftlichen Kontext. Die Promotion ist erforderlich für Tätigkeiten in der Forschung an Universitäten, in der Industrie oder in Forschungsinstituten wie der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, der Max-Planck-Gesellschaft, der Fraunhofer-Gesellschaft oder auch der Leibniz-Gemeinschaft. Beschäftigung Die drei wichtigsten Arbeitgeber von Chemikern sind akademische Einrichtungen, die Industrie, insbesondere die chemische Industrie und die pharmazeutische Industrie, sowie staatliche Laboratorien. Die Chemie ist in der Regel in mehrere große Teildisziplinen unterteilt. Es gibt mehrere interdisziplinäre und spezialisiertere Hauptbereiche der Chemie. Es gibt große Überschneidungen zwischen verschiedenen Zweigen der Chemie sowie mit anderen wissenschaftlichen Bereichen wie Biologie, Medizin, Physik, Radiologie und mehreren Ingenieurdisziplinen. Analytische Chemie ist die Analyse von Materialproben, um ein Verständnis ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur zu erlangen. Die analytische Chemie beinhaltet standardisierte experimentelle Methoden in der Chemie. Diese Methoden können in allen Teildisziplinen der Chemie angewendet werden, mit Ausnahme der rein theoretischen Chemie. Biochemie ist das Studium der Chemikalien, chemischen Reaktionen und chemischen Wechselwirkungen, die in lebenden Organismen stattfinden. Biochemie und organische Chemie sind zum Beispiel in der medizinischen Chemie eng miteinander verwandt. Anorganische Chemie ist das Studium der Eigenschaften und Reaktionen anorganischer Verbindungen. Die Unterscheidung zwischen organischen und anorganischen Disziplinen ist nicht absolut und es gibt viele Überschneidungen, vor allem in der Teildisziplin der metallorganischen Chemie. Die Anorganische Chemie ist auch das Studium der atomaren und molekularen Struktur und Bindung. Medizinische Chemie ist die Wissenschaft, die mit dem Design, der Synthese und der Entwicklung pharmazeutischer Arzneimittel befasst ist. Die medizinische Chemie umfasst die Identifizierung, Synthese und Entwicklung neuer chemischer Substanzen, die für therapeutische Zwecke geeignet sind. Es umfasst auch die Untersuchung bestehender Medikamente, ihrer biologischen Eigenschaften und ihrer quantitativen Struktur-Wirkungs-Beziehungen. Organische Chemie ist das Studium der Struktur, Eigenschaften, Zusammensetzung, Mechanismen und chemischen Reaktion von Kohlenstoffverbindungen. Physikalische Chemie ist das Studium der physikalischen Grundlagen chemischer Systeme und Prozesse. Insbesondere die Energetik und Dynamik solcher Systeme und Prozesse sind für physikalische Chemiker von Interesse. Wichtige Studiengebiete sind chemische Thermodynamik, chemische Kinetik, Elektrochemie, Quantenchemie, statistische Mechanik und Spektroskopie. Die physikalische Chemie hat eine große Überschneidung mit der theoretischen Chemie und der Molekülphysik. Physikalische Chemie beinhaltet die Verwendung von Kalkül bei der Ableitung von Gleichungen. Theoretische Chemie ist das Studium der Chemie durch theoretisches Denken (normalerweise innerhalb der Mathematik oder Physik). Insbesondere die Anwendung der Quantenmechanik auf die Chemie wird als Quantenchemie bezeichnet. Seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs hat die Entwicklung von Computern eine systematische Entwicklung der Computerchemie ermöglicht, die die Kunst der Entwicklung und Anwendung von Computerprogrammen zur Lösung chemischer Probleme ist. Die theoretische Chemie hat große Überschneidungen mit der Physik der kondensierten Materie und der Molekülphysik. Siehe Reduktionismus. Auf die Promotion aufbauende Qualifikationen Promovierte Diplom-Chemiker mit dem Berufsziel des Hochschullehrers schließen in der Regel eine bis zu sechs Jahren andauernde Juniorprofessur oder eine Habilitation an die Promotion an. Eine weitere Möglichkeit zum Erlangen von zusätzlichen Erfahrungen und zur Erweiterung der Publikationsliste bieten Post-Doc-Stellen im In- und Ausland. Sie dienen vor allem dem Sammeln der von den Einstellenden der Industrie gewünschten „Auslandserfahrung“ und zum „Sprachkenntnis-“ und „Flexibilitätsnachweis“. Chemiker-Gesellschaften im deutschsprachigen Raum Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), die Fachorganisation der Chemiker in Deutschland, hat über 27.000 Mitglieder. Die Gesellschaft Österreichischer Chemiker (GÖCH) verfügt über etwa 1.900 Mitglieder. Die Schweizerische Chemische Gesellschaft (SCG) hatte Anfang 2016 2.700 Mitglieder. Historisches Historische Bezeichnungen für den Chemiker Für diejenigen, die sich mit der Chemie beschäftigten, die früher auch Chymie genannt wurde, wurden verschiedene Begriffe nebeneinander und synonym verwendet: Im 17. Jahrhundert waren das die Bezeichnungen Chymicus, Chemicus, Chemiker und Chemist. Auch im 18. Jahrhundert und in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die Begriffe Chymicus, Chymiker, Chymist, Chemicus und Chemist benutzt und in der Regel mit „Misch- und Scheidekünstler“ erklärt. Johann Wolfgang von Goethe nutzte die Begriffe Chemist, Chemiker und – seltener – Chemicus; ebenso verwendete Johann Bartholomäus Trommsdorff abwechselnd Chemiker oder Chemist/Chemisten. Im Laufe des 19. Jahrhunderts setzte sich die Bezeichnung „Chemiker“ durch. Das hängt damit zusammen, dass sich in vielen analogen Fällen (wie Akademiker und Botaniker) die Bildungen mit der Endung -iker durchgesetzt haben und dass bei den Formen mit -ist Endbetonungen vorliegen, während die Bildungen mit -iker auf der vorletzten Silbe betont werden. Herausbildung des Chemikerberufs In Deutschland führte Johann Bartholomäus Trommsdorff nach 1800 einen systematischen Chemieunterricht durch, der sich aber vor allem an Pharmazeuten richtete. 1824 erhielt Justus Liebig eine Professur in Gießen und bildete dort systematisch Chemiker aus. 1877 erschien in Deutschland die erste Ausgabe der Chemiker-Zeitung, 1887 in Österreich die Österreichische Chemiker-Zeitung, was zeigt, dass der Beruf des Chemikers zu diesem Zeitpunkt etabliert war. Bedeutende Chemiker Bedeutende Chemiker chronologisch nach Geburtsdatum sortiert Bedeutende Chemiker alphabetisch sortiert Bedeutende Chemiker nach Fachgebieten geordnet und alphabetisch sortiert Liste der Nobelpreisträger für Chemie Liste von Chemikerinnen Historische Einordnung im Buch: Biographisch-litterarisches Handwörterbuch der wissenschaftlich bedeutenden Chemiker / hrsg. von Carl Schaedler. – Berlin : Friedländer, 1891. Digitalisierte Ausgabe der Universitäts- und Landesbibliothek Düsseldorf Weblinks Einzelnachweise Beruf (Chemie) Hochschulberuf


text: Chinook steht für: Chinook (Volk), nordamerikanischer Indianerstamm Chinook, indigene nordamerikanische Sprache, siehe Chinook-Sprachen Chinook Wawa, Pidgin-Sprache im amerikanisch-kanadischen Pazifikraum Chinook (Wind), föhnartiger Fallwind in den östlichen Rocky Mountains Chinook (Hunderasse), US-amerikanisch Chinook (Software), damespielendes KI-Programm Chinook, US-amerikanischer Transporthubschrauber, siehe Boeing-Vertol CH-47 Orte in den Vereinigten Staaten: Chinook (Montana), Stadt im Blaine County Chinook (Washington)