Anorganische Chemie

  1. Ionenprodukt des Wassers
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    Ionenprodukt des Wassers
    ... Wassers ist die Grundlage zur Herleitung des pH-Wertes. Aus dem Wert in Abbildung 8 ergeben sich für die Konzentrationen der Oxoniumionen ([H3O+]) bzw. der Hydroxidionen ([OH-]) folgende Werte: Abbildung 9: Hydroxidionenkonzentration und Oxoniumionenkonzentrationen hergeleitet aus dem Ionenprodukt des Wassers KW
  2. pH-Wert
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > pH-Wert
    pH-Wert
    Der pH-Wert (Potentia hydrogenii) ist eine wichtige Größe in der Säure-Base-Chemie. Durch diesen Wert erfahren wir etwas über den Säuregrad einer Lösung. Zur Messung des pH-Wertes verwendet man entweder ein pH-Meter, Indikator-Lösungen oder pH-Papier. Bevor wir darauf eingehen, sollten wir uns erst einmal anschauen, wie wir den pH-Wert mathematisch ausdrücken können. Wie schon erwähnt, bildet die Grundlage des pH-Werts das Ionenprodukt von Wasser KW. Dieses setzt sich aus den Gleichgewichtskonzentrationen ...
  3. Neutralisation
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Neutralisation
    Neutralisation
    ... einfacher ausgedrückt, das Überführen des pH-Wertes einer Lösung in den neutralen Bereich (pH = 7). Nehmen wir mal an, wir haben eine wässrige Lösung mit dem pH-Wert von 2. Über diesen pH-Wert wissen wir, dass wir uns im sauren Bereich befinden und somit die Oxoniumionenkonzentration ([H3O+]) höher ist als die Hydroxidionenkonzentration ([OH-]). Um diese beiden Konzentrationen auszugleichen, müssen wir in diesem Fall eine Base zu der sauren Lösung dazugeben, um diese zu neutralisieren. ...
  4. Säure- & Basenstärke
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Säure- & Basenstärke
    Säure- & Basenstärke
    ... erkennt man, dass sie unterschiedliche pH-Werte haben. Der Grund dafür ist, dass sie unterschiedliche Konzentrationen an Oxoniumionen liefern. Auch wenn es auf den ersten Blick so aussieht, dass man den pH-Wert dazu verwenden kann, um etwas über die Säure- bzw. Basenstärke von Säuren und Basen auszusagen, wird dies nicht gemacht. Der Grund ist, dass man dann immer die Säuren gleicher Konzentration vergleichen müsste und keine allgemeine Aussage treffen könnte. Die Anwendung des ...
  5. Puffer
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    Puffer
    ... einer starken Lauge oder starken Säure ihren pH-Wert nur ganz geringfügig ändern. Diese Lösungen können die zugegebenen Hydroxidionen bzw. Oxoniumionen abpuffern. Genauer bezeichnet man diese Lösungen als Säure-Base-Puffer oder Puffersysteme. Ein Beispiel ist der Phosphatpuffer. Dieser puffert im neutralen Bereich und enthält das konjugierte Säure-Base-Paar Dihydrogenphosphation/Hydrogenphosphation: H2PO4-/HPO42-. Folgende Gleichgewichte überlagern sich in der Lösung: Abbildung ...
  6. Indikatoren
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Indikatoren
    Indikatoren
    Indikatoren sind Verbindungen, die abhängig vom pH-Wert eine unterschiedliche Farbe annehmen können. Allgemein besteht ein Säure-Base-Indikator aus einem konjugierten Säure-Base-Paar abgekürzt: HInd/Ind-. Abbildung 24: Gleichgewicht eines allgemeinen Indikators Die Farbveränderungen der Indikatoren beruhen in der Regel auf Strukturveränderungen in ihren Molekülen, die durch Protonenübergänge bewirkt werden. Die Strukturänderung hat zur Folge, dass das Molekül je nach pH-Wert Licht ...
  7. Säure-Base-Titration
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säure-Base-Chemie > Säure-Base-Titration
    Säure-Base-Titration
    ... hinzugegeben. Während der Titration wird der pH-Wert der Lösung in dem Erlenmeyerkolben gegen die zugegebene Menge der Lösung mit bekannter Konzentration dokumentiert. Diese Dokumentation wird als Titrationskurve bezeichnet. Der pH-Wert der Lösung kann mit einem pH-Messgerät gemessen werden. Abbildung 26: Vereinfachter Aufbau einer Säure-Base-Titration Wir betrachten die Titration einer Salzsäurelösung (HCl) unbekannter Konzentration mit einer Natriumhydroxid-Lösung (NaOH) bekannter ...
  8. Aufstellen von Redoxgleichungen
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Redox-Chemie > Aufstellen von Redoxgleichungen
    Aufstellen von Redoxgleichungen
    ... der Ladung. Bei Redoxvorgängen ist auch der pH-Wert entscheidend. Einige Redoxprozesse können nur im sauren, andere nur im basischen Milieu stattfinden. Merke: Redoxgleichungen sind Reaktionsgleichungen, die Redoxprozesse abbilden. Um den Prozess zu üben, fangen wir mit einer Beispielaufgabe an. Beispielaufgabe: Angesäuerte Kaliumiodid-Lösung wird mit Wasserstoffperoxid-Lösung versetzt. Es bildet sich Iod, das mit einer Stärke-Lösung nachgewiesen werden kann. Außerdem entsteht ...
  9. Titrationsverfahren
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > Titrationsverfahren
    Titrationsverfahren
    ... der S/B mit der B/S verändert sich der pH-Wert ersichtlich und durch den Indikator kann auf die Konzentration rückgeschlossen werden. Bestimmung der Konzentration einer Säure mit einer Base: Alkalimetrie Bestimmung einer Base mit einer Säure: Acidimetrie Bei dem Umschlagspunkt eines Indikators, der im neutralen Bereich (Phenolphthalein) umschlägt, gilt, Säure und Base haben reagiert, und nun liegt eine komplette Neutralisation vor, der Äquivalenzpunkt: n(H+/Säure) = n(OH-/Base) c1 ...
  10. pH-Konzept
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > pH-Konzept
    pH-Konzept
    Der pH-Wert (Potentia hydrogenii) ist ein Maß für die Protonenkonzentration einer Lösung. Der Bezugspunkt für diesen Wert bildet das Wasser. Wasser betreibt in einem geringen Maße eine sogenannte Autoprotolyse. Wasser ist ein Ampholyt, ein Stoff, der sowohl als Base als auch als Säure reagieren kann. Somit kann es mit sich selbst in geringen Maßen in Form einer Protolyse reagieren. H2O + H2O <-> H3O+ + OH- Das Video wird geladen ... Autoprotolyse H2O <->  H+ + OH-Kw = [H+][OH-] ...
  11. Puffersysteme
    Donator-Akzeptor > Säure-Base-Konzept > Puffersysteme
    Puffersysteme
    ... eingesetzt, um in einem begrenzten Maß den pH-Wert konstant zu halten. Bedeutung und Vorkommen von Pufferlösungen: Pufferlösungen werden im Labor eingesetzt, um z.B. die chemischen Bedingungen, die in einer Zelle herrschen, für ein im Reagenzglas eingesetztes Enzym zu simulieren. Wie bereits oben erwähnt, ist der pH-Wert entscheidend für alle biochemischen Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden. Jedes Enzym weißt ein pH-Optimum auf und muss entsprechend mit "passender" Pufferlösung ...
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Ökologie

  1. Physiologische und ökologische Potenz
    Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur > Physiologische und ökologische Potenz
    Physiologische und ökologische Potenz
    ... den abiotischen Faktoren Feuchtigkeit und pH-Wert des Bodens: dunkelgrau entspricht dem Optimum; hellgrau dem Toleranzbereich. Die rechte Seite skizziert die ökologische Potenz. Die Schwarzerle (hellbraun) kann in einem von Buchen (grün) dominierten Wald nur in einer bestimmten Nische bestehen. Ökogramm der Schwarzerle Das Video wird geladen ...
  2. Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
    Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur > Einfluss abiotischer Faktoren > Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen > Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
    Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
    ... Ionen. Je nach Bodenbeschaffenheit variiert der pH-Wert, der Salzgehalt und auch der Stickstoffgehalt. Betrachtet man einen Querschnitt einer Pflanze, so zeigen sich von Außen nach Innen folgenden Zellen: Wurzelepidermis (mit Wurzelhaaren) Wurzelrinde Endodermis mit Caspary-Streifen Leitgefäße Diese Strukturen sorgen für die Aufnahme und Weiterleitung von Wasser und Ionen.   Durch aktiven Transport z.B. von Kaliumionen werden diese stark angereichert. Der Transport von Wasser und ...
  3. Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
    Ökosysteme > Stoffkreisläufe > Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
    Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
    ... des Bodens in Abhängigkeit des pH-Wertes aus? Betrachten Sie dabei die Zeichnung rechts im Video! Wie ist die Aufnahme von Mineral- und Nährstoffen im Boden bei unterschiedlichen pH-Werten? Begeben wir uns auf einen Ausflug in die Chemie. Was sagt der pH-Wert aus? Der pH-Wert beschreibt den sauren oder basisischen Zustand einer wässrigen Lösung und ist definiert als negativ dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionen-Konzentration (bzw. Aktivität).  pH-Wert und Boden: Grundsätzlich ...
  4. Gewässergüte
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung > Gewässergüte
    Gewässergüte
    ... zu beurteilen, werden Parameter wie z.B. pH-Wert und Sauerstoffgehalt herangezogen. Zunächst aber einige wesentliche Begrifflichkeiten und die Einteilungen nach unterschiedlichen Nährstoffmengen im aquatischen Ökosystem: oligotroph - mesotroph - eutroph - polytroph Nährstoffmengen im See Ein sehr nährstoffarmer See (z.B. Gebirgssee) wird als oligotroph (oligo = wenig) bezeichnet. Diese Seen sind in der Regel sehr tief. Es gibt aufgrund der geringen Nährstoffmenge wenige Produzenten, ...
  5. Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung > Gewässergüte > Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
    Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
    ... auch das „Wie?“ notieren. Haben Sie den pH-Wert durch Nutzung von pH-Papier oder durch Einsatz einer Elektrode ermittelt? Sauerstoffgehalt Mit einer Messelektrode oder speziellem Messpapier kann der Gehalt an im See gelöstem Sauerstoff bestimmt werden. In den unterschiedlichen Schichten kommt es dabei zu unterschiedlichen Messergebnissen. Auch schwankt der Sauerstoffgehalt im Laufe der Jahreszeiten (eine Ursache ist die unterschiedliche Primärproduktion). Sauerstoffliefernde und ...
  6. Vegetationsaufnahmen
    terrestrisches Ökosystem > Vegetationsaufnahmen
    Vegetationsaufnahmen
    ... betrachtet. Auf der x-Achse der pH-Wert des Bodens (sehr sauer - mäßig sauer - basisch). Links ist die physiologische Potenz unter diesen abiotischen Umweltfaktoren gezeigt. Was ist der maximale/minimale Wert der "Bodenfeuchtigkeit" bzw. des pH-Werts an dem diese Baumart gedeihen kann. Wo kann dieser Baum nicht wachsen? Rechts ist die Konkurrenz anderer Baumarten miteinbezogen. Kann die Buche noch an einem bestimmten Standort wachsen, wenn eine Eiche oder Erle dort ebenso ansässig ...
  7. Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    terrestrisches Ökosystem > Vegetationsaufnahmen > Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    ... Messungen ergänzt werden. Dies umfasst die pH-Wert und Mineralsalzbestimmung, sowie die Messung der Temperatur und Beurteilung der Bodenfeuchtigkeit. Zeigerpflanzen Pflanzenarten, die ganz bestimmte Bodeneigenschaften anzeigen sind etwas Besonderes. Die meisten Pflanzen wachsen auf verschiedensten Böden und so können Sie aus dem Auffinden dieser "Nicht-Zeiger" keine Rückschlüsse auf die Bodenbeschaffenheit ziehen. Mit den Zeigerpflanzen und deren Erkennen funktioniert dies ganz gut. Einschränkungen ...
  8. Zusammenfassung: Ökosysteme
    Zusammenfassung: Ökosysteme
    ... Die Gewässergüte ergibt sich aus chemischen (pH-Wert, Nährstoffgehalt) und biologischen (Saprobienindex) Untersuchungen. Diese lassen sich anschließend in einer Güteklasse zusammenfassen. Terreristrische Ökosysteme werden nach den einzelnen Klimazonen auf der Erde eingeteilt. Im Abitur beschäftigt man sich exemplarisch mit dem Ökosystem Wald, das von oben nach unten in Schichten eingeteil werden kann. Die Güte terrestrischer Systeme basiert auf einer Standortbeurteilung, in der abiotische ...
  9. Stoffkreisläufe
    Dieser Text ist als Beispielinhalt frei zugänglich!
    Ökosysteme > Stoffkreisläufe
    Stoffkreisläufe
    Im Ökosystem werden Stoffe ausgetauscht und umgewandelt. Das Ökosystem ist ein für Stoffe geschlossenes System. Der Austausch findet Aufgrund des Zusammenspiels von Produzenten, Konsumenten und Destruenten statt. Kohlenstoff, als Grundstoff des Lebens und Stickstoff, als wichtiger Wachstumsfaktor für Produzenten sind zwei der Stoffe, deren Umwandlung und Austausch in Ökosystemen näher beleuchtet werden sollen. Dabei stehen beim Kohlenstoff Aspekte des menschlichen Eingriffs in die Natur im ...
  10. Selbstreinigung
    aquatische Ökosysteme > Fließgewässer > Selbstreinigung
    ... Faktoren wie Temperatur Sauerstoffgehalt pH-Wert Salzgehalt Ammonium-, Nitrit-, Nitratgehalt Phosphatgehalt zu verfolgen. Messparameter: T, O2-Gehalt, pH, Salzgehalt von Phosphat, Nitrat, Nitrit, Ammonium Selbstreinigungskraft des Flusses Erfolgt an einer Stelle des Fließgewässers die Einleitung organischen Materials, so verändert sich hier die Güteklasse des Wassers dramatisch. Dem Fluss wird Sauerstoff entzogen, da Mikroorganismen (deren Vermehrung nun stark gefördert wird) ...
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Stoffwechsel

  1. Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    Prozesse zur ATP-Gewinnung > Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell > Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung > Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
    ... im Darm sind an den alkalischen pH-Wert des Darms angepasst, Pepsin hingegen zeigt ein pH-Optimum von ca. 2! Beispiel: Experiment: Die Temperaturabhängigkeit der Amylase Amylase ist ein Enzym in unserem Speichel. Amylase spaltet Stärke. Aufgabe: Im Experiment soll das Temperaturoptimum der Amylase ermittelt werden. Dazu werden Stärke, Iodkaliumlösung und Speichel einer Versuchsperson eingesetzt. Außerdem werden Reagenzgläser, Räume verschiedener Temperatur oder ein ...
  2. Energieumwandlung
    Grundlagen des Stoffwechsels > Energieumwandlung
    ... gemäßigten Bedingungen (25 °C, 1013 mbar, pH-Wert 7) können organische Verbindungen in biologischen Systemen in Gegenwart von Sauerstoff zu CO2 und H2O umgesetzt, d.h. oxidiert werden. Ohne die Hilfe von Enzymen und der geschützten Umgebung innerhalb der Zelle ist die Umsetzung von chemischen Komponenten unendlich langsam, d.h., die Reaktionsgeschwindigkeit ist sehr gering. Erst die Enzyme ermöglichen Leben, wie wir es kennen. Stoffwechsel = Organisationswege für chemische Reaktionen Im ...
  3. Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    ... und Sterilisator“ der Nahrung. Bei einem pH-Wert von ca. 1,5 werden über die Nahrung aufgenommene Keime abgetötet und das Enzym Pepsin (an den sauren pH im Magen angepasst) verdaut Proteine. Es spaltet diese in Peptide. Die Mageninnenwand wird durch eine Schleimschicht von Eigenverdau geschützt. 12-Finger-Darm Nach dem sauren Milieu im Magen schließt sich nun ein neutraler Verdauungsabschnitt an. Der 12-Finger-Darm! In diesen münden die Zugänge von Galle und Bauchspeicheldrüse. Hier ...
  4. Blut das flüssige Organ
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Blut- und Kreislauf > Blut das flüssige Organ
    ... notwendig. Alle wichtigen Parameter wie pH-Wert, Körpertemperatur, Wasserhaushalt mithilfe der Organe Niere und Lunge ... müssen reguliert werden. Auch dies funktioniert über das Blut. Blutgerinnung (= Schutz des Körpers gegen Blutverlust oder Blutgerinnsel) und Immunabwehr sind weitere wichtige Funktionen des Blutes. Blut ist weit mehr als Sauerstofftransportmittel.
  5. Sauerstofftransport - Hämoglobin
    Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her? > Blut- und Kreislauf > Erythrozyten > Sauerstofftransport - Hämoglobin
    Sauerstofftransport - Hämoglobin
    ... zum Sauerstoffaustausch und zur Erhaltung des pH-Wertes Aufbau und Struktur des Hb-Moleküls: großes, kugelförmiges Molekül 4 Untereinheiten (UE) (= 4 Polypeptidketten) mit jeweils einem Porphyrin-Teil (Häm) und einem Proteinteil (Globin) immer zwei UE sind identisch, z.B. a2b2 bei Hämoglobin A Eisenmolekül in Porphyrinstruktur eingespannt (nicht kovalent, aber 6 koordinative Bindungen) viele Doppelbindungen, sorgen für rote Farbe des Blutes Sauerstoffbindung pro UE kann ...
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Organische Chemie

  1. Säure-Base-Verhalten
    Naturstoffchemie > Eiweiße > Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine > Säure-Base-Verhalten
    Säure-Base-Verhalten
    ... der Aminosäuren hängt daher vom herrschenden pH-Wert ab, bei einem bestimmten, jeder AS eigenen, pH-Wert, dem isoelektrischen  Punkt, liegen positive und negative Ladungen im Verhältnis 1:1 vor, was in der Summe eine Nettoladung von Null ergibt. Da das Ion dann sowohl positiv als auch negativ geladen ist, nennt man es Zwitterion.   Das Zwitterion von ist nach außen hin also elektrisch neutral und da jede AS ihren individuellen isoelektrischen Punkt besitzt kann man so AS selektiv nach ...
  2. Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    Naturstoffchemie > Kohlenhydrate > Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    Nachweisreaktionen für Kohlenhydrate
    ... etwas Glucose, besonders, wenn sie einen hohen pH-Wert besitzt (Hydroxid-Ionen verstärken den Effekt), was der Lösung zu reduzierenden Eigenschaften verhilft.   3.)  Sind zwei Aldosen miteinander zu einem Disaccharid verknüpft, so können diese immer noch reduzierend wirken, solange es sich NICHT um eine 1,1-glycosidische Bindung handelt, denn dann kann das Monomer, dessen $C_1$-Atom nicht an der Verknüpfung teilnimmt, über Mutarotation in die offene Form umwandeln, welche reduzierend ...
  3. Monoalkansäuren
    Organische Verbindungen - Typen, Eigenschaften und Reaktionen > Carbonsäuren > Monoalkansäuren
    Monoalkansäuren
    ... als unchlorierte Essigsäure.   Geringer pH-Wert eines Apfels aufgrund von Fruchtsäuren   Salzbildung: Mit der Deprotonierung geht die Bildung von Anionen einher (negativ geladene Ionen), die mit Kationen organische Salze bilden, z.B. die Acetate der Essigsäure.   Reaktionen der Carbonsäuren Die wichtigste Reaktion der Carbonsäuren ist die säurekatalysierte Esterbildung bzw. ihre Umkehrung, die saure Esterspaltung, sowie die alkalische Esterspaltung (Verseifung). Auf sie ...
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Molekularbiologie / Genetik

  1. Methode: FISH
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: FISH
    Methode: FISH
    ... Das kann durch Hitze oder Verschiebung des pH-Werts bewirkt werden. Die Sonde bindet an die komplementäre Stelle in der Ziel-DNA. Hybridisierung -> Paarung von komplementären Basenpaaren. Eine in die Zelle eingeführte Sonde kann nun dort anbinden, wo die Sequenz der Sonde komplementär ist. Dadurch wird genau die RNA oder DNA von der Sonde gebunden, welche untersucht werden soll. Je nach Markierung der Sonde wird nun eine Immunfärbung des Präparats vorgenommen oder der Fluoreszenzfarbstoff ...
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Immunologie

  1. Strategien der äußeren Immunabwehr
    Struktur des Immunsystems > Bestandteile der Immunabwehr > Strategien der äußeren Immunabwehr
    ... saure Laktat (= Milchsäure). Dies senkt den pH-Wert in der Vagina. Viele Krankheitserreger kommen mit diesem niedrigen pH-Wert nicht zurecht und können die Vagina daher nicht besiedeln. Laktoferrin: So wie das Küken durch Lysozym im Ei geschützt ist, werden menschliche Babys durch Bestandteile der Muttermilch geschützt. Neben Antikörpern (die finden sich auch in großen Mengen im Hühnerei!) enthält Muttermilch das eisenbindende Protein Laktoferrin. Eisen ist lebensnotwendig für viele ...
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Physikalische Chemie

  1. Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Enzymreaktionen > Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
    Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
    ... im Darm sind an den alkalischen pH-Wert des Darms angepasst, Pepsin im Magen hingegen zeigt ein pH-Wert-Optimum von ca. 2!
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