Chemie in der Kriminalistik

 

 

 

Nachweis von Fingerabdrücken, Blut – und Schmauchspuren

 

 

     

 

               

 

 

 

Facharbeit von Alice Laufer im Fach Chemie

Sickingen-Gymnasium                                                       Schuljahr:    2010/2011        

Philipp – Fauth - Straße 3                                                                          

66849 Landstuhl      

                                                         

Leistungskurs

Fach: Chemie

 

 

Name der Schülerin:                                                   Alice Laufer

 

Thema der Arbeit:                                                       Chemie in der Kriminalistik

 

Name des Fachlehrers:                                                Herr Klees

 

 

Ausgabetermin des Themas:                                        Abgabetermin des Themas:

 

 

Die Facharbeit wurde eingereicht am:      

 

 

Unterschrift der Schülerin                                             Unterschrift des Lehrers

 

 

Note

 

Unterschrift des Lehrers

 

Inhaltsverzeichnis                                                                                        

                                                                                                  Seite

A.

  1. 1.      Einleitung...............................................................................................................4

 

  1. Blutspurennachweis...............................................................................................5

2.1    Allgemeines zu Blut.............................................................................................5

2.2    Nachweis mit Luminol.........................................................................................5

2.3    Nachweis mit Wasserstoffperoxid........................................................................8

 

  1. Schmauchspurennachweis.....................................................................................9

3.1    Grundlagen und Entstehung.................................................................................9

3.2    Nachweis............................................................................................................10

 

  1. Fingerabdrücke....................................................................................................11

4.1    Generelles...........................................................................................................11

4.2    Nachweis mit Iod................................................................................................12

 

  1. Fazit.....................................................................................................................14

 

B.

      Verzeichnis der verwendeten Quellen und Literatur.................................................15

 

 

C.

   Anhang. ...................................................................................................................18

 

 

D.

     Erklärung zur selbstständigen Anfertigung der Facharbeit.....................................20

 

A

1. Einleitung

 

Weltweit gibt es Menschen, die sich dem Gesetz widersetzen, sodass die Polizei gewisse Maßnahmen ergreifen muss. Die dargestellte Statistik1 zeigt die Erfolgsrate von aufgeklärten Straftaten in Deutschland in den Jahren 1993 – 2009. Es ist auffällig, dass die Anzahl der bekannt gewordenen und gelösten Straftaten in den letzten Jahren steigt. Dies liegt nicht zuletzt an der guten Arbeit der Polizei und Kriminalpolizei. Auch sind

vielen Kriminologen chemische Mittel kleine Helfer, um den Tathergang so gut es geht zu rekonstruieren, als auch Täter zu überführen. Alles beruht auf dem Prinzip der Chemie : Ohne die minimalsten Teilchen wären alle diese Dinge nicht aufklärbar. Weil ich mich sehr für die Kriminologie begeistere, möchte ich gerne dies mit der Chemie verbinden und komme auf das hier präsentiere folgende Thema : Chemie in der Kriminalistik

 

Dabei habe ich mir speziell drei Unterpunkte ausgesucht, auf die ich näher eingehen möchte.

 

 

  1. 1.    Blutspurennachweis

 

2.1           Allgemeines zu Blut

 

Unser menschliches Blut besteht aus dem flüssigen Blutplasmas sowie den Blutzellen und umfasst bei einem Erwachsenen ca. fünf bis sechs Liter.

Die Roten Blutzellen ( = Erythrocyten) bestehen zum größten Teil aus dem Protein Hämoglobin, dessen Bestandteil Häm die typisch rote Farbe liefert.  Desweiteren sind die Weißen Blutzellen (= Leukocyten) und die Blutplättchen(=Thrombocyten) vorhanden.

 

 

 

2.2           Nachweis mit Luminol

 

Luminol2 ist eine Verbindung mit einem Benzolring, die man vom Anilin, Phthalsäure und Hydrazin ableiten kann. Sein Aggregatzustand ist fest und es leuchtet gelb bis hin zu grün. Es trägt funktionelle Gruppen, unter anderem ein Ammoniumradikal, ein Sauerstoff – sowie Stickstoff – und Wasserstoffteilchen :

 

 

Durch einen Katalysator kann das Luminol oxidiert werden. Exakt diesen Katalysator finden wir in unserem Blut, genauer gesagt im Hämoglobin : Das Protohäm.3

 

 

 

 

 

 

 

 Man kann gut das zentral gelegene Eisen – Molekül erkennen, welches die Rolle des Katalysators übernimmt. Es ist als Enzym im menschlichen Körper vorhanden und beschleunigt die Umsetzung von Häm b zu Häm o. Theoretischerweise würde die Luminolreaktion auch ohne Eisen funktionieren, allerdings ist sie extrem langsam, sodass man eine Farbgebung nicht erkennen kann. Die beschleunigte Version dieser Reaktion liefert uns die schöne blaue Farbe.

Die Oxidation des Luminols läuft folgendermaßen ab -  dabei agiert es als Reduktionsmittel, wo hingegen das Wassersstoffperoxid(oder auch Natriumperoxid) als Oxidationsmittel dient :

 

 

 

 

 

 

Reaktionsmechanismus4

 

 

 

 

 

Erklärung: Luminol wird mithilfe von Wasserstoffperoxid unter Abgabe von Wasser zu Diazachinon oxidiert, d.h. es spalten sich zwei Wasserstoffteilchen ab. Der neu entstandene Stoff wird erneut oxidiert, als Resultat entsteht Peroxodianion. Da im Blut das bereits besagte Protohäm mit darin enthaltenem Eisen vorhanden ist, katalysiert es die Abspaltung der beiden Stickstoffmoleküle. Als Endergebnis entsteht Aminophthalsäuredianion in angeregtem Zustand. Durch Abgabe von Licht wird wieder der Grundzustand erreicht. Aufgrund der konjugierten Doppelbindungen kann man eine deutliche Farbe erkennen, was letzten Endes das Blut identifiziert, denn nur diese Körperflüssigkeit besitzt das Protohäm.

Den dazugehörigen vollständigen Versuch findet man im Anhang.

    2.2 Nachweis mit Wasserstoffperoxid

 

 

Hat man mehr flüssiges Blut zur Verfügung, so kann man es mit 30%-igem Wasserstoffperoxid reagieren lassen. Dabei kann man erkennen, dass sich erstens das Blut entfärbt und zweitens eine schaumartige Gasentwicklung zu erkennen ist :5

 

 

 

 

 

Ein weiterer Bestandteil unseres Blutes ist ein Enzym, namens Katalase. Dieses Enzym zersetzt das Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff :

 

  

 

Die daraus entstandene Gasentwicklung kann man auf das gebildete Gas Sauerstoff zurückführen. Desweiteren ist Sauerstoff so stark oxidierend, dass es den roten Blutfarbstoff Hämoglobin entfärbt.

 

 

 

  1. 2.    Schmauchspurennachweis

 

    3.1 Grundlagen und Entstehung

 

Bei Abfeuerung einer Schusswaffen, verlässt nicht nur das Projektil die Laufmündung sondern auch eine Pulverschmauchwolke. Diese besteht meistens aus Resten des Anzündsatzes, des Treibladungspulvers sowie verdampftem Material des Projektils und der Hülse. Wenn das Geschoß den Lauf verlassen hat, entsteht eine weiter, etwas größere Schmauchwolke. Diese Spuren werden nicht nur auf dem Geschoß und dem angeschossenem Objekt abgetragen, sondern auch auf der Hand des Schützen : 6 und 7

 

 

 

 

 

 

3.2 Nachweis

 

 

Um Schmauchspuren nachzuweisen, gibt es grundsätzlich zwei Methoden : Einerseits die Untersuchung des REM – Probentellers und andererseits die chemographische Methode mit Polyvinylalkohol.

Auf die erst genannte möchte ich nur kurz eingehen: Dabei werden unter dem Elektronenrastermikroskop und mithilfe energiedispensiven Röntgenmikroanalyse nach kleinsten Partikeln gesucht, die eine charakteristische Gestalt und Elementkombination aufweisen.

 

Die zweite Variante ist vor allem dann hilfreich, wenn bereits andere vorherige Methoden nichts gebracht haben oder schwere Bedingungen (zum Beispiel schlechte Witterungsverhältnisse oder Beschädigung) vorliegen. Dabei wird die Schusshand oder der Spurenträger mit einer einseitig klebenden Filmfolux – Folie bepresst. Dadurch tragen sich die Schmauchreste daran ab. Anschließend wird die Folie mit dem flüssigen Kunststoff Polyvinylalkohol (PVAL) besprüht. Um nun beispielsweise Barium nachzuweisen, wird nun ein Rhodizonat (meistens Natriumrhodizonat in Wasser) aufgetragen. Dies reagiert mit den zweifach positiv geladenen Barium – Ionen, wodurch als Ergebnis ein rot – brauner Stoff entsteht7:

 

 

 

 

 

 

  1. 4.    Fingerabdrücke

 

4.1 Allgemeines

 

Jeder Mensch besitzt einen einzigartigen Fingerabdruck. Um Tätern auf die Schliche zu kommen, beruft man sich deshalb auf die Individualität des Menschen mittels dem Fingerabdruckverfahrens. Dieses wurde in Deutschland erstmals 1903 entdeckt. Es ist weiterhin möglich, Fingerabdruck – Sammlungen zu führen, um Opfer identifizieren und Spuren an beispielsweise Tatwaffen nachweisen zu können. Die Fingerkuppe besteht aus kleinen Papillarleisten, die weder vererbbar, noch bei einem anderen Menschen zu finden sind. Dabei unterscheidet man grundsätzlich vier verschiedene Typen:8

 

 

Zusätzlich muss noch gesagt werden, dass eine Identifikation erst dann richtig ist, wenn mindestens acht Merkmale (= Minutien) des Fingers mit dem des Verdächtigen übereinstimmen.

 

 

4.2 Nachweis mit Iod 

 

 

Um einen Fingerabdruck nachweislich sichtbar machen zu können, benutzt man Iod in festem Zustand. Dieses Halogen ist sehr unpolar und daher auch schlecht wasserlöslich.

Bei dem Versuch wird ein Finger auf ein normales weißes Blatt Papier gedrückt. Das Iod sublimiert (= vom festen zum gasförmigen Zustand übergehen) unter Einwirkung von Hitze, wodurch sich kleinste Partikel des Iods auf dem weißen Papier abzeichnen. Als Ergebnis erkennt man den Fingerabdruck der jeweiligen Person.

 

Die Erklärung : Iod ist sehr gut löslich in organischen Verbindungen, zum Beispiel Fetten und Alkoholen. Da wir Menschen zu jeder Zeit schwitzen, lagert sich unser Schweiß auf den Hautporen ab. Aber nicht nur der Schweiß, sondern auch kleine Fettteilchen sind darin enthalten. Diese ungesättigten Fettsäuren besitzen Kohlenstoff – Doppelbindungen, wodurch das Iod addiert werden kann. Als sichtbares Ergebnis erkennt man die bräunlich -  rote Farbe. 

 

 9

Zwei weitere Methoden, die allerdings auf dem selben Prinzip beruhen, möchte ich noch kurz erwähnen : Anstelle von Iod, welches mit den ungesättigten Fettsäuren reagiert, kann man auch Ninhydrin oder Silbernitrat benutzen. Denn das erst genannte reagiert mit den Aminosäuren in unserem Schweiß zu einem Farbstoff, wodurch man den Fingerabdruck gut vom weißen Hintergrund unterscheiden kann.

Das Silbernitrat reagiert mit Chloriden aus unserem Schweiß, wodurch Silberchlorid entsteht, welches unter Lichteinwirkung zu Silber und Chlor umgewandelt wird10:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. 5.    Fazit

 

 

Als Résumé kann man festhalten, dass alle diese wichtigen Methoden auf dem Prinzip der kleinsten Teilchen beruhen.

 

Mithilfe eines Katalysators im Blut kann man das Luminol in einer Redoxreaktion sichtbar machen. Dabei macht man sich zunutze, dass eben nur Blut diesen Kat besitzt, sodass man es unter Emission von blauem Licht gut erkennen kann.

Desweiteren beruft man sich beim Blutnachweis auf Enzyme ( hier : Katalase), die das Wasserstoffperoxid unter Sauerstoff -  und Wasserabgabe zersetzen.

 

Beim Schmauchspurennachweis ist es wichtig zu erwähnen, dass man sich hier in der Kriminalistik charakteristische Zusammensetzungen und Farben zu nutze macht. Dabei geht man immer davon aus, dass gewisse Restteilchen an der Probe vorhanden sind.

 

Letztlich ist zum Nachweis von Fingerabdrücken zu sagen, dass man sich beispielsweise auf das Prinzip der elektrophilen Addition berufen kann. Auch die Farbstoffe bilden eine wichtige Gruppe, um Fingerabdrücke sichtbar machen zu können. 

 

Hiermit schließe ich meine Arbeit an dem Thema „Chemie in der Kriminalistik“ ab. Dazu sollte noch gesagt werden, dass ich mich vor allem auf den chemischen Hintergrund berufen haben und keine ausschließlich literarische Arbeit schreiben wollte. Um den Rahmen nicht gänzlich zu sprengen, habe ich mich auf das Wesentliche konzentriert, somit kann ich nicht garantieren, dass in meiner Facharbeit zu jedem Thema alles gesagt wurde.

 

 

 

 

 

B.

Verzeichnis der verwendeten Quellen und Literatur

 

 

-         „Dem Täter auf der Spur“ – Blutspuren, Agnes – Pockels – SchülerInnenlabor, Technische Universität in Braunschweig, erstellt am 04.11.2005, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011 http://www.agnespockelslabor.de/download/taeter/blutspuren.pdf

-         „Crime and science“, Versuch : Blutnachweis, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011 http://crimeandscience.de.tl/Versuch-d--Blutnachweis.htm#

-         Experimentalchemie, Forensik : Leuchtendes Blut , 2002, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011 http://www.experimentalchemie.de/versuch-042.htm

-         Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Luminol, zuletzt bearbeitet am 08.04.2011, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011  http://de.wikipedia.org/wiki/Luminol

-         Andreas Böttcher, Universität Regensburg, Titel : Wasserstoffperoxid, 2004, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011  http://www.chemie.uni-regensburg.de/Anorganische_Chemie/Pfitzner/demo/demo_ss04/peroxide.pdf

-         Experimentalchemie, Eisbecher aus Blut und Wasserstoffperoxid , 2001, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011  http://www.experimentalchemie.de/versuch-001.htm

-         Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Blut, zuletzt bearbeitet am 09.04.2011, zuletzt aufgerufen am 19.04.2011  http://de.wikipedia.org/wiki/Blut

-         Linder, Biologie, S. 184/185 , Kapitel : Stoffwechsel und Energiehaushalt, Titel : Aufbau von Blut

-          Landeskriminalamt Rheinland-Pfalz, Abteilung 3, Dezernat 33, Titel : Schmauchspurenuntersuchung, zuletzt geändert am 04.03.2011, zuletzt aufgerufen am 20.04.2011 http://www.polizei.rlp.de/internet/nav/cfb/cfb7bf5e-99fe-0014-4b94-615af5711f80&_ic_uCon=656606bc-ecb0-e001-44b9-4615af5711f8&conPage=1&conPageSize=50.htm

-         Stadt Zürich, Polizeidepartement, Forensik, die Spuren, Schmauch, Schmauch -  Nachweis mittels Rasterelektronenmikroskop, zuletzt aufgerufen am 20.04.2011 http://www.stadt-zuerich.ch/pd/de/index/stadtpolizei_zuerich/WD_WFD/die_spuren/schmauch/tape-lift_mit_dem_rasterelektronen-mikroskop.html

-         Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Schmauch, zuletzt geändert am 19.04.2011, zuletzt aufgerufen am 20.04.2011 http://de.wikipedia.org/wiki/Schmauch

-         Thunemann, Chemie, Titel : Einzelnachweise, zuletzt aufgerufen am 20.04.2011 http://www.thunemann.de/science/chemie/analy_1/einzelnachweise.htm

-         Wikipedia, die freie Enzyklopädie, Polyvinylalkohol, zuletzt geändert am 12.04.2011, zuletzt aufgerufen am 20.04.2011 http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylalkohol

-         Fachhochschule für Verwaltung und Rechtspflege Berlin, Fachbereich 3 : Polizeivollzugsdienst, Hausarbeit von Joachim Ciupka und Andrea Barthels „Methoden der Schussentfernungsbestimmung und die Rekonstruktion des Tatgeschehens“ von 2008, S.23ff 2.4.2 „Chemische Verfahren“, zuletzt aufgerufen am 21.04.2011 http://www.hwr-berlin.de/fileadmin/downloads_internet/lb/forschung/publikationen/fb3/heft69.pdf

-         „Crime and science“, Titel : Sichtbarmachen von Fingerabdrücken mit Iod, zuletzt aufgerufen am 21.04.2011 http://crimeandscience.de.tl/Versuch-4-d--Nachweis-mit-Iod.htm

-         „Crime“ Lipscher, Juraj, Chemie in unserer Zeit, 32. Jahrg. 1998/Nr. 3, Wiley-VCH, Weinheim, 1998.
unpublizierte Arbeit, 1996/97, Malvina Nicca und Daniel Burger, zuletzt aufgerufen am 21.04.2011 http://www.swisseduc.ch/chemie/kriminalistik/crimeproject/html/daktyloskopie_versuchsanleitun.html

-         „Forensische Chemie“ von Andrea Groß, 19.01.2000, Philipps – Universität Marburg, Fachbereich Chemie, S. 14ff, zuletzt aufgerufen am 21.04.2011  http://chids.online.uni-marburg.de/dachs/expvortr/649.pdf

-         Elemente Chemie II, Gesamtband von Klett, 1. Auflage 2000, S.338ff Kapitel 16.1 Fette

-         Bilder des Deckblattes :

-         Aus „swisseduc – Chemie und Verbrechen“ von Dr. Juraj Lipscher, Kantonschule Baden, zuletzt geändert 12.06.2010, zuletzt aufgerufen am 22.04.2011 http://www.swisseduc.ch/chemie/kriminalistik/

-         Aus „Heilpraktikerausbildung Erding“ http://www.google.de/imgres?imgurl=http://www.heilpraktikerausbildung-erding.de/picture_library/Blut.jpg&imgrefurl=http://www.heilpraktikerausbildung-erding.de/Naturheilpraxis%2520Isabella%2520Bauer%2520Eigenblutbehandlung.html&usg=__U6pg1iX_j6BLTHtZlfrdoje-mYQ=&h=320&w=480&sz=42&hl=de&start=19&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=-4L1IIzkaL_r-M:&tbnh=86&tbnw=129&prev=/images%3Fq%3DBlut%26um%3D1%26hl%3Dde%26tbs%3Disch:1&ei=Gk88TdShG4OEswbFsPD0Bg , zuletzt aufgerufen am 22.04.2011

-         Aus „doku.cc – Fingerabdruck, zuletzt geändert am 25.04.2006, zuletzt aufgerufen am 22.04.2011 http://www.chilloutzone.de/blog/images/fingerabdruck.jpg

-         Aus „Spiegel Online“, zuletzt aufgerufen am 22.04.2011 http://www.spiegel.de/img/0,1020,559747,00.jpg

-         Aus „Weiterbildung – Computermagazin, Titel: Blut“ von 2005, zuletzt aufgerufen am 22.04.2011 http://www.weiterbildung.com/abh-computer-magazin/neu/test46.html

 

 

 

 

 

C

Anhang

 

 

  1. 1.     Versuch zu „2.2 Blutnachweis mit Luminol“

 

 

a)      Materialen / Chemikalien

-         100 ml Sprühflasche

-         ein mit Blut befleckter Gegenstand

-         0,2 g Luminol

-         100 ml 1%-ige Natriumperoxidlösung

 

b)      Versuchsaufbau/-durchführung

-         die beiden Chemikalien werden gemischt

-         anschließend in die Sprühflasche gegeben

-         und auf das Gegenstand gesprüht

-         Raum abdunkeln

 

c)      Beobachtung

-         Dank der Dunkelheit kann man eine bläulich – weiße Farbe des Gemisches erkennen, sofern es sich um Blut handelt

 

d)      Erklärung

- siehe Seite 7, 2.2 Nachweis mit Luminol

 

 

 

 

 

 

 

  1. 2.     Versuch zu „4.2 Fingerabdrucknachweis mit Iod“

 

a)     Materialien/Chemikalien

-         Heizplatte

-         Kleines Becherglas

-         Löffel

-         Tiegelzange

-         Ein weißes Blatt Papier

-         Etwas Iod in kristallinen Zustand oder Pulverform

-         Sand

 

b)      Versuchsaufbau/-durchführung

-         Das mit etwas Sand befüllte Becherglas wird auf die Heizplatte positioniert

-         Ein wenig Iod mit Löffel hinzufügen

-         Ein Fingerabdruck wird auf weißem Blatt hinterlassen und über das sich bereits erwärmende Sand- Iod- Gemisch auf das Becherglas gelegt

-         Nach Erhitzen das Iod schnellst möglichst abkühlen lassen, um weitere Dampfentwicklung zu verhindern.

 

c)      Beobachtung

-         Nach kurzer Zeit bilden sich violette Dämpfe im Becherglas die allmählich aufsteigen

-         Ebenfalls ist eine Braunfärbung des Fingerabdruckes zu erkennen, sofern das Blatt nicht zu lange den Dämpfen ausgesetzt war

 

d)      Erklärung

-  siehe Seite 12 ,4.2 Nachweis mit Iod

 

 

 

 

 

D

Erklärung zur selbstständigen Anfertigung der Facharbeit

 

 

Hiermit versichere ich, dass ich die vorliegende Facharbeit selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel verwendet habe.

 

 

Obernheim-Kirchenarnbach, den  16.04.2011                 ____________________________

                                                                                                                                    (Vorname Nachname)

 


1 http://de.statista.com/statistik/daten/studie/12788/umfrage/aufgeklaerte-straftaten-seit-1993/  

veröffentlicht durch BKA am 18.5.2010, aufgerufen am 18.04.2011

4 Grafik entnommen aus http://img.webme.com/pic/c/crimeandscience/v_blutnachweis_jan_04.jpg , zuletzt aufgerufen am 19.04.2011

 

5 Bild von http://www.chemieunterricht.de/dc2/katalyse/images/kat-h2o2.jpg  , zuletzt aufgerufen am 19.04.2011

 

7 Grafik entnommen aus http://www.thunemann.de/science/chemie/analy_1/einzelnachweise.htm , zuletzt aufgerufen am 20.04.2011

 

8Grafik entnommen aus  http://chids.online.uni-marburg.de/dachs/expvortr/649.pdf , zuletzt aufgerufen am 21.04.2011

 

9 Bild entnommen aus http://img.webme.com/pic/c/crimeandscience/bild14-franzi.jpg , zuletzt aufgerufen am 21.04.2011