Erprobte Experimente für den Chemieunterricht

Bubble Tea – dieses bei Kindern und Jugendlichen angesagte Modegetränk sorgte im Sommer 2012 für Schlagzeilen.

Chemische Experimente lassen sich nicht nur mit den Ihnen bekannten Laborgeräten durchführen, sondern auch mit Geräten aus dem medizintechnischen Bereich. So kann ein Kolbenprober, eine Pipette oder eine Bürette durch eine Kunststoffspritze ersetzt werden, ein Erlenmeyerkolben durch eine Infusionsflasche usw. Vorteile dieser Geräte liegen im geringeren Verbrauch an Materialien und der sichereren Durchführbarkeit der Experimente, da Kunststoff anstelle von Glas eingesetzt wird. Ein besonderer Vorteil der Verwendung medizintechnischer Geräte ist die Kombinierbarkeit mit der herkömmlichen Laborausstattung.

Auf dieser Seite finden Sie von uns entwickelte und erprobte Experimentieranleitungen und eine umfangreiche Sammlung von Links mit bereits veröffentlichten Experimentieranleitungen (z.B. von Herrn Brand und Herrn Grofe sowie von Herrn von Borstel) und vor allem Bezugsmöglichkeiten für die Materialien.

Die Chemie steckt voller faszinierender Phänomene, die Ausgangspunkt für einen motivierenden und am Alltag der Schülerinnen und Schüler orientierten Unterricht sein können. Einige dieser Phänomene sind für unser Auge zu schnell, als dass sie von uns wahrgenommen werden können.

Nachfolgend finden Sie Beispiele und Anregungen, wie Sie mithilfe kostengünstiger Digitalkameras mit High-Speed-Funktion der Casio Exilim Serie Phänomene in so stark verlangsamter Geschwindigkeit aufnehmen und zeigen können, sodass Ihre Schülerinnen und Schüler die Vorgänge für sich erschließen können. Ferner werden Hilfen gegeben, wie Ihre Schülerinnen und Schüler derartige Filme selbst erstellen und für die Auswertung ihrer Versuche nutzen können.

In unserer hochtechnologisierten Welt fallen immer mehr metallische Abfälle an, aus denen die Rohstoffe zurückgewonnen werden können. Dabei stellen die Städte riesige Rohstoffreservoirs dar, aus denen die Rohstoffe leichter und somit kostengünstiger, energieeffizienter und umweltschonender zurückgewonnen werden können als durch die herkömmliche Gewinnung aus Lagerstätten. Die Materialien sind für eine Unterrichtsreihe in der Sek. II konzipiert und erprobt, in der am Beispiel von Elektroschrott die Bedeutung und die Probleme des Recyclings von urbanem Müll aufgezeigt werden können.

Seit einiger Zeit haben E-Shishas auf Schulhöfen Einzug gehalten und gelten unter Jugendlichen bisweilen als cool. Wie genau funktioniert eine E-Shisha, und ist sie so harmlos wie sie beworben wird? In der Präsentation werden Materialien und Experimente vorgestellt, mit denen sich E-Shishas als Kontext für einen motivierenden und forschenden Chemieunterricht nutzen lassen. Fachlicher Schwerpunkt ist neben der Auseinandersetzung mit den Inhaltsstoffen die Erarbeitung der Funktionsweise der in der E-Shisha verbauten Spannungsquelle.

Die Experimente sind zugänglich in den folgenden Artikelen:

• Sieve, B. (2016): Untersuchung der Inhaltsstoffe eines Lithium-Ionen-Akkus einer E-Shisha, CHEMKON, Heft 3, S. 141-144
• Meyer, I. & Sieve, B. (2015): Redoxreaktionen und E-Shisha – Untersuchung einer Volta-Zelle. NiU-Chemie, Heft 146, S. 18-23

Für die Versuche zum Molekularen Sieben eigenen sich viele unterschiedliche Membranen und Farbstoffe. Das Dokument liefert eine Übersicht der von uns erprobten Membranen verschiedener Hersteller sowie zu kommerziell vertriebenen Industriefarbstoffen. Anhand der Übersichten können für den Unterricht geeignete Kombinationen ausgewählt werden.

• Thomas, J., Struckmeier, S. & Sieve, B.F. (2017): „Molekulares Sieben 2.0“ – vom Kontinuum zum Diskontinuum mit molekularer Küche, CHEMKON, 3/2017

Die Messung von Temperaturen ist essenzieller Bestandteil von Experimenten aller naturwissenschaftlichen Disziplinen. Üblicherweise findet eine punktuelle Messung wie z. B. mit einem Alkoholthermometer in einer Flüssigkeit oder mit einem Infrarot-Thermometer kontaktlos auf einer Oberfläche statt. Beide Messmethoden erfassen jedoch immer nur einen Messwert pro Zeiteinheit. Hier liegt der große Vorteil von Infrarotbildern. Sie erfassen pixelgenau Infrarotstrahlungsintensitäten und bauen diese zu einem Bild zusammen. So kann die Temperaturverteilung eines Systems in der Fläche und über die Zeit veranschaulicht werden.

• Stinken-Rösner, L. (2021): Der „verlorenen“ Energie auf der Spur – Einsatzmöglichkeiten von Wärmebildkameras im Physikunterricht. in J. Meßinger-Koppelt, & J. Maxton-Küchenmeister (Hrsg.), Naturwissenschaften digital: Toolbox für den Unterricht (Band 2). Joachim Herz Stiftung Verlag
• Schrader, F., & Schanze, S. (2021): Zielorientierter Einsatz der Wärmebildkamera im Chemieunterricht. in J. Meßinger-Koppelt, & J. Maxton-Küchenmeister (Hrsg.), Naturwissenschaften digital: Toolbox für den Unterricht (Band 2). Joachim Herz Stiftung Verlag

Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, Heft 184 Textilien (7/2021)

Materialien für die Unterrichtseinheit "Bekleidung und nachhaltiger Konsum"
Die Unterrichtseinheit wurde für einen Chemiekurs in der Sekundarstufe II auf erhöhtem Anforderungsniveau entwickelt. Sie verknüpft die Inhaltsbereiche Natur- und Kunststoffe mit dem Thema Färben und betrachtet das Problemfeld der Textilproduktion vor dem Hintergrund von Nachhaltigkeitsaspekten.

Hier finden Sie zusätzliches Material mit Versuchsanleitungen für die Trockene Destillation, Löseversuche, Typreaktionen und sprezifische Fasernachweise für die Sekundarstufe II.

Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, Heft 187/2022

Die Unterrichtseinheit wurde für einen Chemiekurs in der Sekundarstufe II auf erhöhtem Anforderungsniveau zur Vorbereitung auf das experimentell Abitur entwickelt. Sie verknüpft Struktur-Eigenschafts-Beziehungen mit der Bewertung des Einsatzes von Lebensmittelzusatzstoffen.

Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, Heft 193/2023

Der didaktische Fokus liegt auf der Kompetenzentwicklung im Bereich Bewertung/ Reflexion.

Materialien zum Beitrag des Instituts für Didaktik der Naturwissenschaften und des Instituts für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung zu Leibniz AnsprechBAR 2022