Dipl. Chem. Dr. Gabriele Stadelmann (Fachbetreuerin)
Jana Frankenstein
Dipl. Biol. Dr. Silke Friedrich
M.Sc. Thomas Heich
StR Adalbert Lodzinski
StD i.K Winfried Raith
David Richter
Kerstin Schieback
Dipl. Biol. Monika Steinbart
Selbstverständnis des Faches
Das Wissen um Stoffeigenschaften und Stoffumwandlungen dient der Menschheit seit Anbeginn dazu, sich in der Auseinandersetzung mit der Natur zu behaupten. Die Chemie gibt der Beschäftigung mit Stoffen und Stoffumwandlungen ein exaktes naturwissenschaftliches Fundament. Aufgrund ihrer Erkenntnisse und ihrer weitreichenden Anwendungen ist sie eine naturwissenschaftliche Basisdisziplin. Als wesentliche Grundlage technischer und wirtschaftlicher Entwicklungen eröffnet die Chemie Wege für die Gestaltung unserer Lebenswelt. In der Ernährungssicherung, der Energieversorgung, der Werkstoffproduktion, der Informationstechnologie sowie der Bio- und Gentechnik stellt sie eine wesentliche Säule unserer Zivilisation dar.
Zentrale Aufgabe des Schulfaches ist es daher, Schüler mit den spezifischen Fragestellungen, Lösungswegen und Denkstrategien der Chemie vertraut zu machen und den Lernenden fachbezogene Kenntnisse und Methoden zu vermitteln. Dazu gehört auch die Erarbeitung eines Überblicks über wichtige chemische Stoffe und Stoffgruppen.
Basiskonzepte
Um die Fachinhalte zu strukturieren, orientiert sich der Chemieunterricht an Basiskonzepten. Dadurch werden kumulative Lernprozesse in Gang gesetzt, die es den Schülern schließlich ermöglichen, verschiedene Phänomene selbst einzuordnen und zu erklären. Dieser Prozess gewinnt zunehmend an Tiefe und Komplexität. Folgende Basiskonzepte stehen im Mittelpunkt:
Stoff-Teilchen-Konzept:
Die erfahrbaren Phänomene der stofflichen Welt und deren Deutung auf der Teilchenebene werden konsequent unterschieden.
Struktur-Eigenschafts-Konzept:
Art, Anordnung und Wechselwirkung der Teilchen bestimmen die Eigenschaften eines Stoffes.
Donator-Akzeptor-Konzept:
Säure-Base- und Redoxreaktionen lassen sich als Protonen- bzw. Elektronenübergänge beschreiben.
Energiekonzept:
Alle chemischen Reaktionen sind mit einem Energieumsatz verbunden.
Gleichgewichtskonzept:
Reversible chemische Reaktionen können zu einem Gleichgewichtszustand führen.
(Lehrwerk: Chemie 8 NTG, Buchner Verlag)
Neben 2 Stunden Chemieunterricht finden im NTG-Zweig 2-stündige Profilstunden alle vierzehn Tage statt.
Seit dem Schuljahr 2020/21 wird nach dem LehrplanPlus unterrichtet:
Experimentieren im Chemieunterricht
Stoffe und ihre Eigenschaften
Die chemische Reaktion
Verbindungen und ihre Eigenschaften
(Lehrwerk: Chemie 9 NTG, Buchner Verlag)
Neben 2 Stunden Chemieunterricht werden am NTG-Zweig ein 2-stündiges Praktikum alle vierzehn Tage durchgeführt
ab dem Schuljahr 2021/22 gilt der LehrplanPlus
Atombau und gekürztes Periodensystem
Donator-Akzeptor-Konzept: Elektronenübergänge
Molekulare Verbindungen
Wechselwirkungskonzept-Anziehung zwischen Teilchen
(Lehrwerk: Chemie 10 NTG, Buchner Verlag)
Ab dem Schuljahr 2022/23 gilt der LehrplanPlus für das G9.
Neben 2 Stunden Chemieunterricht wird im NTG-Zweig eine 2-stündige Profilstunde alle vierzehn Tage durchgeführt.
Lehrplaninhalte:
Donator-Akzeptor Konzepte:
Protonen- und Elektronenübergänge
Nucleophil-Elektrophil-Reaktionen
(Lehrwerk: Chemie 9 SG, Buchner Verlag)
Ab dem Schuljahr 2021/22 gilt der neue LehrplanPlus
Arbeiten im Chemieunterricht
Stoffe und ihre Eigenschaften
Die chemische Reaktion
Verbindungen und ihre Eigenschaften
Atombau und Donator-Akzeptor-Konzept
(Lehrwerk: Chemie 10 SG, Buchner Verlag)
Molekülekulare Verbindungen
Wechselwirkungskonzept-Anziehung zwischen Teilchen
Protonenübergänge
Elektronenübergänge
Nucleophil-Elektrophil-Reaktionen
(Lehrwerk: Chemie heute, Schrödel Verlag)
aromatische Kohlenwasserstoffe
Struktur und Eigenschaften von Farbstoffen und Kunststoffen
Fette und Tenside
Kohlenhydrate und Stereoisomerie
Aminocarbonsäuren und Proteine
Reaktionsgeschwindigkeit und Enzymkatalyse
(Lehrwerk: Chemie heute, Schrödel Verlag))
chemisches Gleichgewicht
Protolysengleichgewichte
Redoxgleichgewichte
W-Seminar 2014-2016: Chemie und Verbrechen;
Kursleiterin: Eva Sedlmeyer
W-Seminar 2015-2017: Analysen;
Kursleiter: Winfried Raith
P-Seminar 2017-2019: Dufte Düfte;
Kursleiterin: Dr. Gabi Stadelmann
P-Seminar 2019-2021: It´s showtime;
Kursleiterin: Dr. Gabi Stadelmann
W-Seminar 2020-2022: Chemische Verfahren in der Geschichte;
Kursleiter: Winfried Raith
P-Seminar 2021-2023: Färbewerkstatt;
Kursleiterin: Dr. Gabi Stadelmann
W-Seminar 2022-2024: Naturstoffe und ihre Chemie;
Kursleiter: Winfried Raith
Die MINT-AGs „Nachwuchsforscher“ für Klasse 5 – 7 und Forschergruppe für Klasse 8 – 9, starteten im Schuljahr 2021/22 mit großer Teilnehmerzahl aus verschiedenen Klassen aus Mittelschule, Realschule und Gymnasium. Es gibt bei den Nachwuchsforschern sogar zwei Gruppen für die 5. Klassen und drei Gruppen für die 6. und 7. Klassen. Endlich durfte man sich wieder in Präsenz mit naturwissenschaftlichen Themen beschäftigen.
Es gab schöne Versuche rund um das Thema Wasser und seinen Eigenschaften. Wasser ist ein Transportmittel, hat Spannung und man kann mit Zuckerwasser unterschiedlicher Konzentration und Lebensmittelfarbe schöne Schichten in einem Glas erzeugen. Diese Versuche haben die Kinder begeistert und sie konnten den sorgfältigen Umgang mit Pipetten und Spritzen üben.
Im Herbst und Winter diente der Blaukrautsaft als Säure-Base-Indikator für Substanzen aus dem Alltag wie Apfel- und Zitronensaft, Zitronen- und Orangenlimonade, Backpulver, Spülmittel und Brezenlauge. Die Forschergruppe hat den Versuch dann zusätzlich noch mit Universalindikator durchgeführt, so dass man die pH-Werte der Stoffe mit der zugehörigen pH-Skala genau bestimmen konnte. Auch zum Färben von Stoff und Wolle wurde der Blaukrautsaft verwendet, allerdings sind die erzeugten Farben nicht waschecht. Sehr gute Färbeergebnisse konnten wir auch mit Kurkuma und Blauholz erzielen.
Zur Tulpenzeit wurden weiße Tulpen in blaue, rote, grüne, violette Tinte und Lebensmittelfarbe gestellt. Dann beobachteten wir, wie lange es dauert, bis die Farbe in den Blütenblättern ankommt und wir mussten feststellen, dass nur die Tinte bis dorthin gelangt.
Dann gab es noch eine Versuchsrunde zu Thema „starke Stärke“. Hier wurde der Stärkenachweis mit Lugolscher Lösung durchgeführt (Blaufärbung) und das Verhalten eines Stärke-Wasser-Gemisches als sogenanntes nicht-newtonsches Fluid erforscht. Stärke als Geheimtinte und Klebstoff aus Stärke standen auch noch auf dem Programm. Am Ende des Schuljahres führten Schülerinnen und Schüler aus dem P-Seminar der Oberstufe Q11 noch einen Work-Shop zum Färben von T-Shirts durch. Ganz zum Schluss wurden auch noch Gummibärchen selbst gemacht, die Farben rot und schwarz wurden eingesetzt und beim Geschmack wurde Zitrone und Himbeere bevorzugt.
Die Forschergruppe hat sich mit der elektrolytischen Wasserzersetzung und Erzeugung von Knallgas im Micro-Scale-Maßstab beschäftigt. Es wurde auch untersucht, wie viel Kohlenstoffdioxid bei verschiedenen frei verkäuflichen Arzneimitteln gegen Sodbrennen (Antacida) freigesetzt wird. Manche Anwender klagen nämlich über unangenehmes Aufstoßen, zu Recht, wie wir feststellen konnten.
Als Nachtrag zum letzten Schuljahr standen noch Ionennachweise im Programm, nachdem diese Versuche wegen der Schulschließung nicht durchgeführt werden konnten. Zum Schluss des Schuljahres machten wir zusammen mit der AG „más“, der Begabtenförderung der WLS, einen gewinnbringenden und wirklich tollen Ausflug zum Science-Center „Experimenta“ in Heilbronn.
Die MINT-AGs „Nachwuchsforscher“ für Klasse 5 – 7 und Forschergruppe für Klasse 8 – 9, starteten im Schuljahr 2020/21 mit großer Teilnehmerzahl aus vielen verschiedenen Klassen aus Mittelschule, Realschule und Gymnasium voller Forscherdrang und guten Mutes. Sah es doch an der „Corona-Front“ zunächst ganz gut aus.
Die Nachwuchsforscher durchliefen trotz Mund-Nasen-Bedeckung und größerem Abstand zueinander einige relativ ungestörte Stunden mit Experimenten rund um das Thema Wasser. Dann wurde es aber leider ziemlich schnell schwierig,
Es mussten kleinste Gruppen gebildet werden, nur Schülerinnen und Schüler aus einer Klasse durften gemeinsam die AG besuchen und keinesfalls durften sich verschiedene Schularten vermischen. In den Kleinstgruppen konnte dann noch der Frage nachgegangen werden, warum schwarzer Tee sehr gerne mit Zitrone oder mit Milch getrunken wird, aber niemals mit beiden Zusätzen gemeinsam. Wir konnten beobachten, dass Tee mit Zitrone eine hellere Farbe bekommt. Mit der Milch sah er ähnlich aus wie Milchkaffee. Beide Stoffe zusammen ergaben aber einen klumpigen Niederschlag und das Ganze sah sehr unappetitlich aus, keinesfalls möchte man dies gerne trinken. Das Eiweiß der Milch wird nämlich durch die Säure der Zitrone denaturiert. Dann erfolgte leider die Schließung der Schule. Es gab immer wieder Anregungen für Versuche zuhause wie „Das geschichtete Glas“ oder die Aufgaben von „Experimente antworten“, aber das Experimentieren in der Gruppe und vor allem im Chemie-Fachraum kann man leider nicht ersetzen.
Allerdings konnten wir nach der Wiederöffnung der Schulen doch noch ein bisschen experimentieren. Es durften zwar weiterhin immer nur Schülerinnen und Schüler aus einer Klasse kommen, so dass es für diese sehr kleinen Gruppen leider auch nur noch einen Termin bis zu den Sommerferien zum Experimentieren gab. Hierbei beschäftigten wir uns mit dem „Zauberhandschuh“, bauten uns eine „Lava-Lampe“ und probierten das „gestapelte Wasser“ aus.
Sehr lobend erwähnt werden muss im Rahmen der Nachwuchsforscher Katharina aus der 7. Klasse, die seit 2018 jede Aufgabe von „Experimente antworten“, die immer im Herbst, Frühjahr und Sommer an die Schulen verschickt werden, ausführlich und sorgfältig bearbeitet und ans Kultusministerium eingesendet hat. Dafür hat sie schon mehrere Urkunden und Sachpreise erhalten. Eine ganz tolle Leistung und bisher einzigartig an der WLS!
Die Forschergruppe mit Schülerinnen und Schülern aus der 8. Klasse beschäftigte sich mit der 18. Internationalen Junior Science Olympiade IJSO unter dem Motto „Oh Schreck, ein Fleck“. Es gab Aufgaben rund um Schokoladen- und Fruchtsaft-Flecken und Waschmittel, Enzymwirkung und Bleichmittel. Auch ein Elektroskop, das Schmutzpartikel anziehen kann, sollte gebaut und mit verschiedenen Materialien ausprobiert werden.
Neben den sieben Schülerinnen und Schüler aus der 8. Klasse nahm an der 1. Runde auch eine Nachwuchsforscherin aus der 5. Klasse teil.
Bis zur Schulschließung im Dezember konnten wir noch die Staubfänger zusammenbauen und Stoffstreifen mit Schokolade bestreichen und mit Kirschsaft tränken. Dann mussten aber alle Aufgaben zuhause erledigt werden.
An der ersten Runde der IJSO haben bundesweit 4300 Schülerinnen und Schüler teilgenommen, 1008 haben die 2. Runde erreicht, darunter auch sechs Teilnehmerinnen und Teilnehmer der WLS. Nun galt es, ein Multiple-Choice Quiz mit Fragen aus Biologie, Chemie und Physik zu absolvieren.
In der 3. Runde, die im Mai startet, ist nun eine Klausur von 90 Minuten Dauer zu schreiben. Bundesweit haben 310 Teilnehmerinnen und Teilnehmer diese Runde erreicht. In Bayern sind es 45, davon auch 1 Schüler der WLS. Super!!!!
Für Schülerinnen und Schüler über 14 Jahre gibt es anspruchsvolle Internationale Olympiaden in Chemie (IChO), Physik (IPhO) und Biologie (IBO). An die Aufgaben der IChO wagten sich 2020 drei Schüler der 10. Klasse und der Q11, mit den Aufgaben der IPhO setzten sich ein Schüler der 10. Klasse und eine Schülerin der Q11 auseinander. Die gestellten Aufgaben werden von den Schülerinnen und Schülern zwischen Mai und September zuhause bearbeitet. Bei der IChO hat ein Schüler (inzwischen Q12) die erste Runde erfolgreich abschließen können und zog damit als erster WLS-Teilnehmer überhaupt in die nächste Runde, die Klausurrunde ein. Ein großer Erfolg! In der 2. Runde wurde nun bundesweit am gleichen Tag Anfang Dezember eine Klausur von 180 Minuten geschrieben, die sehr anspruchsvoll war. Für unseren Schüler hat es leider nicht für die nächste Runde gereicht. Die neuen Aufgaben für die drei Science Olympiaden sind ab 01.04. online, Abgabe ist zu Beginn des nächsten Schuljahres 2021/22.
Die Forschergruppe der 8. Klasse konnte sich nach der Schulschließung noch mit Experimenten zum Nachweis der Gase Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid beschäftigen und auch eine Aktion zum Färben von T-Shirts mit Reaktivfarben konnte noch durchgeführt werden.
Zum Start stand zunächst eine Recherche-Aufgabe an: was ist ein Show-Versuch und wie werden solche Versuche präsentiert? Hierbei kam man um die „Zaubervorlesungen“ der FAU Erlangen nicht herum und entdeckte auch sogenannte „Pausenversuche“.
Die Vorführung von Schauversuche in der großen Pause vor Schülerpublikum begeisterte und es entstand sehr schnell die Projektidee: man wollte einen chemischen Adventskalender mit Show-Versuchen und passender Rahmenhandlung zusammenzustellen und täglich im Dezember 2020 in den großen Pausen vor Publikum vorführen.
Dann wurden nach geeigneten Showversuche gesucht unter der Vorgabe, dass sie ungefährlich und ungiftig für ausführende Person und Zuschauer sein mussten, außerdem sollte das vorhandene Inventar der Chemiesammlung der Schule ausreichend sein.
Die vorgeschlagenen Versuche wurden in der Gruppe auf Nachvollziehbarkeit der Versuchsanleitung, einfache Handhabung und den sichtbaren Effekt überprüft und gegebenenfalls angepasst oder auch als ungeeignet verworfen.
Nach der endgültigen Versuchsauswahl wurde jeweils eine verantwortliche Person bestimmt, die eine Versuchsanleitung mit Gefährdungsbeurteilung auf Grundlage der Stoffdatenbank GESTIS erstellte und somit Experte für diesen Versuch sein sollte. Diese Versuchszuteilung und Verantwortung blieb während der gesamten Projektentwicklung bestehen.
Die Corona-Pandemie mit ihren Hygienevorgaben zwang dann allerdings zu einer Abänderung des Planes. Die Showversuche wurden nun gefilmt. Dazu wurde von der verantwortlichen Person eine passende Rahmengeschichte erdacht und diese dann zu einem gesamten Drehbuch zusammengefügt. Dabei ergab sich, dass sich aus Versuchen und Rahmenhandlung in zwei Handlungsverläufen ergaben, weshalb in zwei Gruppen weitergearbeitet wurde.
Die fertigen Rahmenhandlungen wurden als Tonspur aufgenommen, mit dem vorliegenden Filmmaterial kombiniert und mit externem Bildmaterial zur Untermalung der Rahmenhandlung ergänzt.
Die chemischen Geschichten zur Weihnachtszeit tragen den Titel „It´s Show Ho Ho Time“ und können über die Schulplattform abgerufen werden. Ankündigung und Einladung dazu erfolgte über die Schulplattform und zusätzlich über selbstentworfene Plakate im Schulhaus
Die beiden MINT-AGs Chemie werden schulartübergreifend angeboten und verzeichnen eine erfreulich große Nachfrage. Wie bereits im letzten Schuljahr gibt es deshalb bei den Nachwuchsforschern zwei Gruppen, die sich am Mittwoch und am Freitag am Nachmittag zum Experimentieren treffen. Im Wechsel hat die Forschergruppe die Möglichkeit, am Donnerstag oder am Freitag zu forschen
Die Nachwuchsforscher haben sich zunächst mit der Löslichkeit von Stoffen beschäftig. Dann bekamen wir Besuch von Oberstufenschülern der Q12, die das P-Seminar „Experimente aus Chemie und Physik für die Grundschule“ absolviert hatten. Die Schülerinnen und Schüler hatten Material und Arbeitsanleitungen in Experimentierboxen zusammengestellt. Die Nachwuchsforscher durften als erste die „Praxistauglichkeit“ überprüfen und wurden dabei von den Schülerinnen und Schülern der Q12 angeleitet. Ein abwechslungsreiches und unterhaltsames Experimentieren fand dabei statt.
Dann haben wir uns dem Themenbereich: „Wasser, unser Lebenselixier näher betrachtet“ gewidmet und dazu viele Experimente kennengelernt. Wasser kann bergauf fließen: hier wurde ein Blatt Küchenrolle zusammengedreht und als Brücke zwischen zwei Gefäße gestellt. Ein Gefäß war mit gefärbtem Wasser gefüllt, das andere war leer. Man kann beobachten, wie Wasser über diese Brücke in das andere Gefäß fließt bis in beiden Gefäßen gleich hoher Wasserstand herrscht. Wasser ist auch ein Transportmittel, was man bei der Chromatographie nutzen kann. Wasser hat Spannung und Wasser kann auch verschwinden. Dazu haben wir eine Babywindel näher untersucht. Es passt eine ziemlich große Menge Wasser hinein, die im Inneren der Windel eingelagerten Superabsorberteilchen quellen dabei auf und halten das Wasser fest. Wir haben eine gefüllte Windel aufgeschnitten und das gequollene Material untersucht. Auch bei starkem Drücken kommt kein Wasser mehr heraus.
Bevor uns die Schulschließung von weiteren Versuchen abgehalten hat, haben wir noch untersucht, welches Hausmittel in Notfällen als Tintenkiller einsetzbar ist: es ist die sogenannte Knödelhilfe.
Wir versuchen die Zeit ohne Experimente nun mit verschiedenen Rätseln, Knobeleien, Rezepten für Verpflegung in den Lernpausen zu überbrücken.
Noch kurz vor der Schulschließung bekam Katharina aus der Klasse G6d als Anerkennung für ihre ausführliche und schöne Ausarbeitung der Experimente von der Herbstaufgabe des Wettbewerbs „Experimente antworten“ eine Urkunde und einen mit Laser gravierten Spatel überreicht. Katharina liebt diesen Wettbewerb und hat bereits viermal alle Aufgabenrunden bearbeitet und eingeschickt.
Für die Forschergruppe stand zunächst der Start in die Internationale Junior Science Olympiade 2020/2021 an. Unter dem Motto „Alles Tinte“ startete die erste Runde. Die Aufgaben hatten spannende Namen: Tintentod, Tintendurst, Tintentreffen, Tintenfieber, und Tintenschwarz. Bundesweit nahmen an dieser ersten Runde 5550 Schülerinnen und Schüler teil, neun waren es von der WLS. Sechs Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben dann die zweite Runde absolvieren dürfen, ein Multiple Choice Quiz mit 24 Fragen aus Biologie, Chemie und Physik. Fünf Schülerinnen und Schüler haben die nächste Runde erreicht, in der nun eine 90-minütige Klausur geschrieben werden muss. Eine Schülerin hat auch diese Runde erfolgreich absolviert uns hat damit das Bundesfinale erreicht.
Zudem wurden „Pharaoschlangen“ aus Emser Pastillen und Feuerzeugbenzin produziert und unter dem Motto „Kriminell gut experimentieren“ spannende Kurzkrimis gelöst. War der Kaffee im Lehrerzimmer Bohnenkaffee oder Malzkaffee? Waren Pausenbrote durch Reinigungsmittel absichtlich ungenießbar gemacht geworden?
Leider konnten weitere Experimente mit frei verkäuflichen Arzneimitteln und das Färben von T-Shirts durch die Schulschließung nicht mehr durchgeführt werden.
Dr. Gabi Stadelmann
Die MINT-AG Forschergruppe richtet sich an Schülerinnen und Schüler der 8. und 9. Klasse, die 14-tägig am Nachmittag Zeit zum Forschen haben und dabei eigene Projekte verfolgen oder vorgegebene Experimente durchführen können.
Zunächst stand die „Internationale Junior Science Olympiade IJSO“ auf dem Programm. Unter dem Motto „Wer findet das Gelbe vom Ei?“ waren in der 1. Runde interessante Aufgaben rund um das Ei zu bearbeiten wie z.B. das unterschiedliche Aussehen von Tiereiern, das Erkennen von alten oder frischen Hühnereiern, die Beschaffenheit nach unterschiedlichen Kochzeiten, der Unterschied von rohen oder gekochten Eiern beim Rotieren oder das „Flummi-Ei“. Ein „Flummi-Ei entsteht, wenn man die äußere Kalkschale eines rohen Eies in einem Essigbad entfernt. Danach wird das Ei nur noch durch die durchscheinende Eihaut zusammengehalten. Neun Mitglieder der Forschergruppe haben ihre Ergebnisse ausgearbeitet und bewerten lassen. Sechs Schülerinnen und Schüler durften in der 2. Runde ein Multiple Choice Quiz mit 24 Fragen aus Biologie, Chemie und Physik bearbeiten. Fünf Schülerinnen und Schüler haben auch die 3. Runde erreicht, die sie in Form einer 90minütigen Klausur absolvieren müssen.
Das Ergebnis dieser Runde ist nun außerordentlich erfreulich: Drei Schüler der 9. Jahrgangsstufe haben das Bundesfinale erreicht, an dem insgesamt 39 Schülerinnen und Schüler aus verschiedenen Bundesländern teilnehmen werden. Die Austragung findet vom 16. - 20. September in Hannover statt. Die besten Teilnehmer dürfen schließlich zum internationalen Finale nach Katar fahren. Ich bin sehr stolz auf meine Schüler und drücke ihnen alle Daumen für gutes Gelingen.
Zwei Gruppen nahmen am DECHEMAX-Schülerwettbewerb teil. In der 1. Runde wurden online über mehrere Wochen Fragen gestellt, die in einem Zeitraum von etwa einer Woche beantwortet werden mussten. Beide Gruppen sind in die 2. Runde gekommen. Es waren nun Versuche zum Thema Kunststoffe durchzuführen, die in einem Protokoll dokumentiert und dann eingeschickt werden mussten.
Es wurden auch Versuche zu Gefrierpunktserniedrigung und zum Prinzip der Kristallisationswärme (Taschenwärmer) durchgeführt und der Fettgehalt von Kartoffel- und Gemüsechips bestimmt. Die Gemüsechips enthalten mehr Fett.
Ein weiteres Experiment war die Herstellung von Marshmallows aus Puderzucker und Gelatine. Der erste Versuch ist gut gelungen, die Produkte wurden schnell verzehrt, beim nächsten Ansatz muss aber mehr Aroma zugesetzt werden.
Die verbleibenden Forschertage wollen wir einige Versuche aus den Büchern „Chemische Experimente in Schlössern, Klöstern und Museen“ und „Experimente mit Supermarktprodukten“ von Georg Schwedt durchführen. Ein erster Versuch war bereits die Gewinnung von Coffein aus Kaffeepulver, grünem und schwarzem Tee durch trockenes Erhitzen. Coffein sublimiert bei 178°C und schlägt sich als weiße Nadeln am Glasrand nieder. Dieser Versuch gelang sehr gut mit Kaffeepulver und grünen Teeblättern. Weiterhin war der Wunsch, Seife selbst herzustellen, was mit dem sogenannten Kaltverfahren auch gutgelungen ist.
Dr. Gabi Stadelmann
Die MINT-AG Nachwuchsforscher wurde im Schuljahr 2018/ 19 neu ins Leben gerufen und richtet sich schulartübergreifend an Schülerinnen und Schüler der 5. - 7. Klassen. Wegen der erfreulich großen Nachfrage wurden zwei Gruppen gebildet, die jeweils 14-tägig am Dienstag- und Freitagnachmittag mit großer Begeisterung experimentieren.
Zum Start wurden Experimente zum Thema „Unsichtbares sichtbar machen“ durchgeführt. Geheime Schrift mit Zitronensaft und Haushaltsnatron kann man mit Blaukrautsaft oder rotem Tee wieder sichtbar machen.
Die Herbstaufgabe von „Experimente antworten“ führte dann in eine ähnliche Richtung. Die Aufgaben drehten sich um Tinte und Zauberstifte.
Eine Frage war dabei, ob es im Haushalt Alternativen zum bekannten und bewährten Tintenkiller gibt und ob sich neben blauer Tinte auch rote, grüne, violette und türkisfarbene Tinte löschen lassen.
Untersucht wurde mit Haushaltsnatron (das auch im Backpulver enthalten ist), Zitronensäure und Knödelhilfe. Diese Substanz verhindert, dass geriebene Kartoffeln unansehnlich braun-grau werden.
Das Ergebnis war: blaue und auch violette Tinte kann man sowohl mit Tintenkiller als auch der Knödelhilfe kömplett löschen, mit Natron erfolgt eine Aufhellung, mit Zitronensäure passiert aber nichts.
Rote Tinte verfärbt sich mit Natron rosa, mit Zitronensäure gelblich, kann aber nicht mit Tintenkiller oder Knödelhilfe gelöscht werden.
Grüne Tinte wird mit Natron etwas heller, ebenso mit Tintenkiller und Knödelhilfe. Sie kann aber ebenfalls nicht gelöscht werden.
Türkisfarbene Tinte ist stabil gegen alle Substanzen und zeigt keinerlei Veränderung.
Die Alternative zum herkömmlichen Tintenkiller ist also die Knödelhilfe, da beide die gleiche chemische Substanz enthalten.
In der nächsten Aufgabe sollten zunächst gekaufte Zaubertinten ausprobiert werden. Mit den Untersuchungsergebnissen der ersten Aufgabe sollten dann Zaubertinten selbst gemischt werden: grüne mit blauer Tinte, rote mit blauer Tinte und violette oder türkisfarbene mit blauer Tinte. Da sich die blaue Tinte mit dem Tintenkiller und der Knödelhilfe löschen lässt, kommt dann die andere Farbe zum Vorschein.
Fünf Schülerinnen und Schüler haben ihre Ergebnisse und Vorgehensweise schön zusammengefasst, noch Bilder dazu gemacht und alles nach München eingeschickt. Dafür haben alle eine Urkunde erhalten, zwei besonders gelungene Arbeiten wurden sogar einen kleinen Sachpreis belohnt.
Wir waren von dieser Versuchsreihe so begeistert, dass wir sie am Tag der offenen Tür 2019 als Mitmachversuche für interessierte Schülerinnen und Schüler ausgesucht haben.
Dann folgten Versuche mit Smarties und M&Ms. Wir haben die Farben mit wenig Wasser abgelöst und die farbigen Flüssigkeiten mit Kohletabletten gefiltert. Dann haben wir in einem zweiten Durchgang die Farben auf Filterpapier aufgetragen und sie zum Trennen der Bestandteile chromatographiert.
Ergebnis: Die Farben der M&Ms sind intensiver und lassen sich besser bearbeiten, die violette Farbe der Smarties ist kein Farbgemisch aus Bau und Rot, wie eigentlich erwartet.
Zu Ostern haben wir Eier mit Blaukrautsaft zart blau gefärbt. In einem sehr konzentrierten Sud aus Malventee wurden unsere Eier leider nicht rot, sondern steingrau. Sie sahen sehr aber sehr gut aus!
Als nächstes haben wir Stoff mit Naturfarben gefärbt und die sehnsüchtig erwarteten Gummibärchen selbst produziert. Für einen Schüler, der Vegetarier ist, wurde als Geliermittel AgarAgar statt Gelatine verwendet. Das Ergebnis hat uns aber noch nicht überzeugt, hier muss noch die richtige Menge getestet werden, eine Aufgabe für das nächste Schuljahr.
Dr. Gabi Stadelmann
Die Teilnehmer des P-Seminars „Dufte Düfte“, es waren vier Schülerinnen und sechs Schüler, widmeten sich zunächst der Geschichte und der Entwicklung von Düften und Parfum. Sie informierten sich zunächst über den Einsatz von Duft und Parfum bei Griechen, Römern und Ägyptern. Das Wort Parfum entwickelte sich von „per fumen = durch Rauch, da Duft bei rituellen Handlungen eine große Rolle spielte. Weiterhin recherchierten sie zur Physiologie von Düften, den Werkstoffen der Parfumeure, der Entwicklung und Zusammensetzung (Kopf-, Herz-, Basisnote) von modernem Parfum und seiner kommerziellen Nutzung. Hierzu suchte sich jeder Teilnehmer ein modernes Parfum z.B. „Chanel No.5“ oder „Old Spice“ aus und stellte Duftrichtung und -komposition, Verpackung und Werbung/Vermarktung vor.
Es erfolgte dann ein Einblick in das Thema: „Riechen – Wie funktioniert das?“ Nach einem einführenden Schüler-Referat wurde ein eintägiges Seminar am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der FAU Erlangen bei PD Dr. Bertold Renner abgehalten. Hier erfolgte dann eine ausführliche und hochinteressante Einführung in die medizinischen Hintergründe des Riechens und Schmeckens (olfaktorisches und gustatorisches System). Die Schülerinnen und Schüler bekamen verschiedene Testmethoden zur Diagnose von Riech- und Schmeckstörungen vorgestellt: ein Olfaktometer mit EEG-Ableitung, Schmeckstreifen und Riechbonbons und einen SDI-Test (Schwellen-, Diskrimination- und Identifikation) mit sogenannten „Sniffin-Sticks“. Sie konnten dann die praktische Anwendung testen und verschiedene Testreihen selbst durchlaufen.
Angeregt durch den Roman „Das Parfum“, erfolgte die Recherche zu Methoden zur Gewinnung von natürlichen Duftessenzen: Kaltpressung, Wasserdampfdestillation, Enfleurage und Mazeration. Die praktische Durchführung sollte eine Gewinnung von Ölen aus Zitrusfrüchten, Flieder und Lavendel sein. Bei den Zitrusfrüchten entschieden sich die Schülerinnen und Schüler für eine Kaltpressung aus abgeriebenen Schalen. Die Ausbeute war leider nur sehr gering, aber duftintensiv. Zur Gewinnung von Fliederessenz wurde eine Enfleurage durchgeführt. Hierbei wird eine Schicht eines duftneutralen Fettes mit frischen Blüten bedeckt, die über einen längeren Zeitraum alle 24 Stunden gewechselt werden müssen. Danach wird die Essenz durch ein Lösungsmittel aus dem Fett extrahiert. Die Durchführung erwies sich aber als zu aufwändig, ein längeres Stehen des Ansatzes über das Wochenende führte bereits dazu, dass die Blüten anfingen zu gären. Das Ergebnis war lediglich eine Pomade, die einen leichten Fliederduft aufwies, eine Extraktion von Fliederöl war aber nicht möglich.
Als weiterer Versuch wurde die Extraktion von Lavendelöl mit einer Wasserdampfdestillation durchgeführt. Es konnte duftendes Lavendelwasser und ein sehr intensiv, fast schon unangenehm riechendes Lavendelöl erhalten werden.
Bei ihren Recherchen waren die Schülerinnen und Schüler auf Rezepte zur Herstellung von Parfums der Antike („Duften wie zu Cäsars Zeiten“) und zum Mischen von modernen Parfums gestoßen. Sie stellten zwei Parfums mit der Bezeichnung „Telinum“ und „Cyprinum“ auf Ölbasis her, die sehr würzig und intensiv dufteten. Weiterhin wurde eine frühlingsfrische Mischung mit dem Namen „Sunset“ und eine „Eigenkreation“ mit Vanillenote hergestellt. Für diese vier Kreationen wurde ein Fragebogen entwickelt, bei dem Probanden bewerten können, ob sie den Duft als angenehm, frisch, stark, exotisch oder vertraut empfinden und mit welcher Schulnote sie ihn bewerten würden.
Zudem hatten sich die Schülerinnen und Schüler dazu entschieden, ein sogenanntes Riechlabor zu entwickeln, das in ausgewählten Klassen der Schule und am Tag der offenen Tür dargeboten werden sollte. Es wurden dafür acht Düfte ausgesucht, die die Probanden im ersten Durchgang als „Blindtest“ riechen müssen. Auf einem Fragebogen notieren sie zu Nummer 1 – 8, welchen Duft sie erkennen oder welche Duftassoziation sie empfinden. Im zweiten Durchgang werden dann auf dem Fragebogen Bilder der Düfte gezeigt und es muss dann erneut eine Zuordnung getroffen werden.
Als Testklassen wurden wegen des Lehrplanbezuges „Sinnesorgane“ im Fach NuT, alle 5. Klassen ausgesucht. Um einen eventuellen altersbedingten Unterschied in der Bewertung der Düfte zu berücksichtigen, wurden auch Schülerinnen und Schüler aus der 9. Jahrgansstufe befragt.
Die Auswertung ergab, dass es keinen altersbedingten Unterschied bei der Dufterkennung gibt. Im ersten Durchgang haben 45,6% aller Schülerinnen und Schüler Düfte genau erkannt, 59,16% hatten eine korrekte Assoziation herstellen können. Mit der Bildvorlage im 2. Durchgang konnten 87% der Probanden eine korrekte Zuordnung treffen. Repräsentativ ist diese Auswertung allerdings nicht, denn vor allem in den 5. Klassen konnte ein reges Vorsagen der Ergebnisse trotz Schweigegebotes nicht verhindert werden.
Alles in allem war dieses P-Seminar sehr lehrreich, abwechslungsreich und gewinnbringend.
Dr. Gabi Stadelmann
Emma Wolf aus der 8. Klasse wird Regionalsiegerin bei „Schüler experimentieren“ in der Kategorie Chemie mit dem Projekt „Magischen Sand selber machen – funktioniert das?
Magischer oder knetbarer Sand wird in Kindergärten und zu therapeutischen Zwecken gerne verwendet. Er behält nach Druck seine Form, kann aber ganz leicht wieder geknetet werden und "zerfließt" dann. Emma hat im Internet mehrere Anleitungen gefunden, wie man diesen Sand mit wenigen Zutaten selbst herstellen kann. Sie hat die Methoden überprüft, ob sie tatsächlich zu dem gewünschten Produkt nach dem gekauften Vorbild führen. Erste Versuche sind dann leider fehlgeschlagen, so dass Emma Veränderung bei den Zutaten, den verwendeten Mengen und der Art der Zubereitung vorgenommen hat. Das Endergebnis ließ sich dann mit dem gekauften Produkt in der Handhabung vergleichen, ist aber noch nicht so lagerfähig gewesen wie das Original. Daran soll noch weiter experimentiert werden.
Ein Tintenkiller für farbige Tinten – geht das?
Felix Dietz erhält beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ einen zweiten Preis in der Kategorie Chemie.
Warum lässt sich die königsblaue Tinte mit dem Tintenkiller löschen und alle anderen Tintenfarben nicht? Das ist die Frage, die sich Felix Dietz aus der Q11 im letzten Schuljahr im Physikunterricht stellte, als über Wellen, Licht und Farben gesprochen wurde.
Wenn man einen normalen Tintenkiller verwendet, wird aus roter Tinte lediglich pink, grüne Tinte verändert sich nur unwesentlich und schwarze Tinte bleibt schwarz. Im Laufe seiner Übersuchungen stellte Felix fest, dass farbige Tinten eher basisch sind, blaue Tinte aber sauer ist. Deshalb kam er zu dem Schluss, dass in den Tintenkiller Säure hinein muss. Durch Vermischen von Salzsäure, destilliertem Wasser, Natriumsulfit und Natriumdithionit entstand eine Flüssigkeit, mit der es gelingt, farbige Tinte zu löschen. Lehrer leben also gefährlich und sollten keine rote Tinte, sondern besser rote Filzschreiber für ihre Korrekturen verwenden.
Am 16. und 17. April fand der 24. Landeswettbewerb „Schüler experimentieren“ im Dynamikzentrum des BMW Group Werks in Dingolfing statt. Bayerns beste Nachwuchsforscher im Alter von 10 bis 15 Jahren präsentierten insgesamt 54 Forschungsprojekte in den Sparten Arbeitswelt, Biologie, Chemie, Geo- und Raumwissenschaften, Mathematik/ Informatik, Physik und Technik und mussten sich einer kritischen Fachjury aus dem entsprechenden Fachgebiet stellen.
Mit dabei waren als mittelfränkische Regionalsiegerinnen Natalie Teplitska aus der 7. Klasse und Emma Wolf aus der 8. Klasse. Natalie trat mit der Arbeit „ Wirkung von Lichtfarbe auf Keimung und Wachstum“ (betreut von Dr. Stammler und Dr. Friedrich) in der Sparte Biologie an. Emma Wolf war in Chemie vertreten mit ihrer Arbeit „Magischen Sand selber machen – funktioniert das?“ (betreut von Dr. Stadelmann).
Auch das interessierte Publikum hatte während dieser beiden Tage die Möglichkeit, die Forschungen der Schülerinnen und Schüler zu begutachten. Für schöne Abwechslung sorgte die Besichtigung einer BMW Produktionsstätte und ein Besuch im Industriemuseum, in dem die Entwicklung des Autostandortes Dingolfing gezeigt wurde.
Am Ende der interessanten, aber anstrengenden Veranstaltung stand schließlich die mit Spannung erwartete Preisverleihung. Natalie erhielt einen sehr erfreulichen 3. Preis und Emma einen spannenden Sonderpreis. Wir gratulieren den beiden Teilnehmerinnen zu ihrem schönen Erfolg!
Chemsketch
Mit der Freeware von ACD/Labs kann man Strukturformeln und räumliche Darstellungen von Molekülen erzeugen und vielseitig weiterverwenden.
http://www.acdlabs.com/resources/freeware/chemsketch/
Auf seiner Website stellt Ralf-Peter Schmitz Programme und Tools vor und gibt praktische Tipps zur Handhabung von ChemSketch.
http://www.chemie-interaktiv.net/molekuele.htm
Nützliche Links
http://www.chemie-interaktiv.net/
Ralf-Peter Schmitz: Flash-Folien, interaktive Animationen und Lernprogramme
http://www.chemie-im-alltag.de/
Prof. Dr. Oliver Reiser: Artikel zu den Themen Gifte, Lebensmittel, Chemie der Tiere, ...
http://www.chemieunterricht.de/dc2/
Uni Bielefeld: Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie: schulgeeignete Experimente und Hintergrundtexte zur Chemie
http://www.chemikus.de/
Chemikus: Ideenbörse für den Chemieunterricht von Peter Slaby
http://www.chemie-master.de/
chemie-master.de: Werner Thum: Arbeitsblätter, Experimente, Etiketten ...
http://www.experimentalchemie.de/
Experimentalchemie.de: Peter Wich: Detaillierte Versuchsbeschreibungen und Hinweise zur Sicherheit im Labor
http://www.lncu.de
Lebensnaher Chemieunterricht: Gregor von Borstel: Unterrichtsanregungen und innovative Methoden im Chemieunterricht
http://www.max-wissen.de/Aktuell.html
Max-Planck-Gesellschaft: Wissen ist Max,Artikel, Arbeitsblätter und Folien
http://www.seilnacht.tuttlingen.com/
Thomas Seilnacht: vielen Arbeitsblätter, Videos und anderen Materialien
Seit Jahren können Kinder und Erwachsene in der "Langen Nacht der Wissenschaft" Chemie hautnah erleben.
Lesen sie mehr .....
Arbeitsgemeinschaft bundesweiter Schülerwettbewerbe
http://www.bundeswettbewerbe.de
Chemie-Olympiade:
Für Jugendliche und junge Erwachsene ab der 9. Klasse und bis zum 22. Geburtstag
http://ipn.uni-kiel.de/abt_chemie/icho/icho.html
http://www.fcho.de/de/
"Experimente antworten" für Klasse 5 bis 10
http://www.experimente-antworten.bayern.de/
DECHEMAX-Schülerwettbewerb: Klassen 7 - 11
Die Spielregeln sind einfach wie immer:
Bildet ein Team von drei bis fünf Schülern, geht zusammen auf die DECHEMAX-Internetseite, meldet euch an und beantwortet die Frage der Woche.
http://www.dechemax.de
Internationale JuniorScienceOlympiade: bis 15 Jahre
http://www.ijso.info/
Jugend forscht
http://www.jugend-forscht.de/
Die Europäische ScienceOlympiade (EUSO): bis 17 Jahre
Bearbeitung fächerverbindender, praktischer Aufgaben im Dreier-Team. Die Dreierteams setzen sich aus je einem ‚Experten’ der Biologie, Chemie und Physik zusammen.
http://www.euso-info.de/
Wettbewerb der Siemens Stiftung in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik
http://www.siemens-stiftung.org/de/projekte/schuelerwettbewerb/
Beim Regionalwettbewerb von Jugend forscht 2016, der am 24. Februar in der Heinrich-Lades-Halle in Erlangen stattfand, war die WLS mit folgenden Themen in Chemie vertreten:
Felix Dietz, 9a: Funktionssteigerung von Akkus durch Erwärmen, betreut von Fr. Dr. Stadelmann und Herrn Michler
Bernhard Nemerth, Q12: Daktyloskopie - Fingerabdruck als biometrisches Sicherheitsmerkmal - sicher fälschungssicher?, betreut von Fr. Sedlmeyer
Deborah Kleebauer, Q12: DNA-Analyse - dem Täter auf der Spur, betreut von Fr. Sedlmeyer
Elena Rostan, Q12: Forensische Entomologie - Die Liegezeitbestimmung einer Leiche anhand der besiedelnden Fliegenlarven, betreut von Fr. Sedlmeyer
Am 24. Februar 2015 fand der Regionalwettbewerb von Jugend forscht in der Heinrich-Lades-Halle in Erlangen statt.
Drei Schülerinnen aus der G10b - Anna Ehlert, Clarissa Lang und Klara Präger - haben dort ihr Chemieprojekt präsentiert: "Herstellung antiphytophager Insektizide aus stevialen Alkaloiden".