Praktika

Schüler verschiedener Stufen können an einem Tag gemeinsam mit ihren Betreuern ein chemisches Thema theoretisch und experimentell in den Labors des Science Forum erarbeiten. Die intensive Beschäftigung mit lebensweltlich relevanten und aktuellen Themen soll ihnen die Bedeutung chemischer Produkte für ihren Alltag aufzeigen, sie an zentrale Arbeits- und Denkweisen der Chemie heranführen und so zu einer weiteren Auseinandersetzung mit dem Fach anregen.

Wir sind für ihre Themenvorschläge offen. Unsere bisherigen Themen lauten:

 

Für Kindergarten und Primarstufe

G.1. Naturwissenschaftliche Phänomene im Kindergarten

Die Kinder haben in unserem Chemie-Laborraum die Möglichkeit selbständig spannende Versuche durchzuführen. Sie erleben und entdecken dabei naturwissenschaftliche Phänomene.

  • Die Farbschleuder
  • Das Ballonboot
  • Der Flaschengeist
  • Die Fakirtüte
  • Die Rakete aus Brausepulver
  • Die gestreifte Flüssigkeit
  • Die gefräßige Flasche
  • Der feuerfeste Luftballon
  • Wer macht die größten Seifenblasen

G.2. Jetzt wird es mir zu bunt“ – Farbe und Farbstoff

Versuche für Grundschüler und Eltern, die die Durchführung einer „Filzstiftfarben-Zauberei“, die Herstellung von Fingerfarben, das Färben von Stoffproben und das Mischen einer Geheimtinte beinhaltet.

  • Wir trennen Filzstiftfarben
  • Wir stellen Fingerfarben her
  • Wir gewinnen Naturfarben und färben mit ihnen Stoffe
  • Wir stellen Geheimtinte her

G.3. In Luft aufgelöst

Die Experimente zum Thema Luft beziehen sich auf einfache physikalische Effekte, wie z.B. die „Strudelbildung“ in einer Flasche und die Frage, ob Luft auch eine Masse hat.

  • Gummibärchen Kapitän
  • Flaschenleeren
  • Ausgewogen?
  • Was kommt aus dem  Wassermax?
  • Der Brausegeist
  • verschiedene Seifenblasen
  • Glimmspan-Probe
  • Flaschenteufel
  • Starke Luft
  • Was ist stärker?  Die Plastikflasche oder Luft?
  • Klappernde Münzen
  • Das Flaschenei

G.4. Lebensmittel

Versuche für Grundschüler rund um das Thema menschliche Nahrung. Verschiedene Lebensmittel werden auf ihren Vitamin C-,  Zucker- und Fettgehalt untersucht. Dazu werden lebensnahe Phänomene aus dem Bereich der Nahrungsmittel aufgegriffen.t.

  • Das Weiße vom Ei
  • Welche Lebensmittel enthalten Vitamin C?
  • Warum schwimmen Fettaugen auf der Suppe?
  • Warum schwimmt das Öl auf dem Wasser?
  • Nachweis von Stärke
  • Fettdetektiv
  • Wir suchen nach Zucker
  • Zuckergebilde
  • Das Farbige aus Obst und Gemüse
  • Bunte Brause

Für die Mittelstufe

M.1. Feuer und Flamme

Alle Experimente dieses Praktikums beziehen sich auf die Eigenschaften fester, flüssiger und gasförmiger brennbarer Stoffe, zu denen u.a. Brennbarkeits-Versuche durchgeführt werden.

  • Verschiedene brennbare Stoffe
  • Holz verbrennt / Holz verkohlt – Wo liegt der Unterschied?
  • Zerstäubtes Petroleum lässt sich entzünden
  • Kann Eisen brennen?
  • Eine Kerze braucht zum Brennen Sauerstoff
  • Wie kann man eine Kerzenflamme „weiterleiten“?
  • Eine Kerze lässt sich „fernzünden“
  • Löschen eines Benzinbrandes mit einem Schaumlöscher
  • Löschen eines Benzinbrandes mit  Kohlenstoffdioxid

M.2. Wasser – Zusammensetzung und Eigenschaften

Demonstrations- und Schülerversuche rund um das Thema Wasser.

  • Ein Wasserstrahl lässt sich ablenken!
  • Welche Stoffe lösen sich in Wasser?
  • Kann ein Ei in Wasser schwimmen?
  • Wir stellen eine Kältemischung her
  • Kristallwachstum im Eiltempo
  • Das Prinzip des Schaumlöschers

M.3. Experimente mit Schülern im Chemie-Anfangsunterricht

Spannende Versuche für Schülerinnen und Schüler im Chemie-Anfangsunterricht.

  • Die Bildung von Niederschlägen bei Chemischen Reaktionen
  • Die Bildung von Gasen bei Chemischen Reaktionen
  • Trennung eines Stoff-Gemisches aus drei Stoffen
  • Die Verbrennung verschiedener Stoffe an der Luft bzw. in reinem Sauerstoff
  • Farbänderung bei chemischen Reaktionen
  • Der Kupferbrief
  • Reaktion von Eisenpulver mit Kupfer(II)-oxid

M.4. Brennen und Löschen

Schülerversuche und Informationen zum Brennverhalten verschiedener Stoffe und zu möglichen Brand-Löschverfahren.

  • Verschiedene brennbare Stoffe
  • Entzündung verschiedener brennbarer Flüssigkeiten
  • Bestimmung der Heizwerte von Dieselkraftstoff und Biodiesel
  • Erhöhung des Zerteilungsgrades von Petroleum durch
  • Zerstäuben
  • Die Rolle des Zerteilungsgrades beim Verbrennen von Eisen
  • Selbstentzündliches Eisen
  • Mehlstaub- und Benzinexplosion
  • Löschen eines Benzinbrandes mit einem Schaumlöscher
  • Löschen eines Benzinbrandes mit Kohlenstoffdioxid
  • Eine Kerze braucht zum Brennen Sauerstoff
  • Wie kann man eine Kerzenflamme „weiterleiten“?

M.5. Bau- und Funktionsweise einer Grätzelzelle

Ein Praktikum mit theoretischen Grundlagen und Anleitungen zum Bau einer Fotozelle nach Grätzel.

  • Einfache Experimente mit Solarzellen
  • Aufbau und Funktionsweise einer Brennstoffzelle
  • Aufbau und Funktionsweise der Grätzelzelle
  • Beschichtung der Objektträger
  • Aufbringen der Titandioxid-Schicht
  • Aufbringen des Farbstoffes (sensibilisieren)
  • Aufbringen des Elektrolyten
  • Herstellung der Graphit-Elektrode
  • Test der Grätzel-Zelle

M.6. Instrumentelle Analytik mit Hilfe von Messgeräten zur Datenerfassung

  • Titration von Essigessenz mit Natronlauge (Einsatz eines Indikators)
  • Titration von Essigessenz mit einer pH-Glaselektrode
  • Titration von Essigessenz mit einer Leitfähigkeitsmesszelle
  • Titration von Essigessenz mittels Temperaturindikation
  • Säuregehalt in unterschiedlichen Zitrusfrüchten

 

Für die Oberstufe

OS.1. Herstellung und Untersuchung kosmetischer Produkte (1. Teil)

Übersicht über die breite Palette kosmetischer Produkte, deren Inhaltsstoffe und Wirkungsweisen. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau von Haut und Haaren kennen.

  • Nachweis der Emulsionsarten
  • Herstellung einer Tagescreme bzw. einer After-Shave-Creme
  • Herstellung einer Handcreme
  • Die Wirksamkeit von Selbstbräunungscremes
  • Herstellung eines Perlglanzlippenstifts
  • Eigenschaften von Pudergrundstoffen
  • Herstellung eines Lidschattenpuders
  • Untersuchung eines Dauerwellmittels
  • Herstellung eines Wet- oder Styling-Gels

OS.2. Duftstoffe und Kosmetik (2.Teil)

Das Praktikum zu kosmetischen Produkten stellt eine weitere Variante zu diesem Thema dar. Neben einigen Experimenten aus dem 1. Teil werden weitere Produktgruppen untersucht: wie die Gewinnung von Duftstoffen, die Herstellung und Wirkungsweise von Pflegemitteln und die Eigenschaften von Zahn- und Mundpflegemittel.

  • Extraktion von Zimt mit verschiedenen Lösemittel
  • Extraktion von Vanillearoma aus einer Vanille-Schote
  • Destillation von Gewürznelken
  • Nachweis der Estergruppe in Fruchtbonbons (Rojahn-Test)
  • Scheuer- und Putzwirkung von Zahnpasta
  • Kariesschutz durch Zahncremes
  • Inhaltsstoffe in Zahncremes: Tensidwirkung
  • Herstellung eines Shampoos
  • Entfettende Wirkung von Shampoo
  • Herstellung von Seife
  • Herstellung einer Tagescreme
  • Herstellung einer Handcreme
  • Herstellung eines Lippenstiftes
  • Herstellung eines Lidschattens

OS.3. Analytisch – chemische Methoden im Bereich der Ökologie

Hier geht es um die Ermittlung des Phosphatgehaltes von Wurstwaren, der Bestimmung von Gewässer-Güteklassen, dem Nachweis von Kohlenmonoxid im Zigarettenrauch, dem Formaldehyd in Kosmetika etc.

  • Modellversuch zur Bildung von „Sauren Regens“)
  • Modellversuch zur Entschwefelung von Abgasen
  • Nachweis nitroser Gase im Zigarettenrauch
  • Nachweis von Kohlenstoffmonoxid im Zigarettenrauch
  • Biologische Bestimmung der Wassergüte anhand mikroskopischer Untersuchung auf „Leitorganismen“
  • Bestimmung des Verschmutzungsgrades von Wässern – chemischer Sauerstoffbedarf

OS.4. Kunststoffe

Die Schülerinnen und Schüler synthetisieren und untersuchen Kunststoffe, wie z.B. Nylon, Polyurethanschaum.

  • Unterscheidung von Kunststoffen
  • Einwirkung von unterschiedlichen Chemikalien auf einen Kunststoff
  • Bildung eines Polyesters
  • Bildung eines Polyurethanschaumes
  • Nylon-Produktion von Endlosfäden
  • Herstellung einer Styropor-Kugel
  • Herstellung einer Stärkefolie
  • Herstellung eines Kunststoffes aus Milchsäure

OS.5. Saure und basische Lösungen – Säuren und Basen

  • Untersuchung der Eigenschaften saurer und basischer Lösungen
  • Herstellung von Schwefeldioxid und die Folgereaktion zu
  • Schwefliger Säure
  • Herstellung von Chlorwasserstoff und Reaktion dieser zu Salzsäure
  • Elektrolyse von Salzsäure
  • Herstellung von Calciumhydroxid-Lösung
  • Die Reaktion von Salzsäure mit Natronlauge – eine Neutralisationsreaktion
  • Die Reaktion von Chlorwasserstoff und Ammoniumhydroxid

OS.6. Kohlenhydrate

Das Schülerpraktikum gibt einen Überblick über die Struktur, die Eigenschaften und die Bedeutung von Kohlenhydraten. Es beinhaltet Experimente zum Nachweis von Zucker, zur Hydrolyse von Stärke und zur Bestimmung des Zuckergehaltes von Cola.

  • Thermische Zersetzung von Kohlenhydraten
  • Eigenschaften unterschiedlicher Kohlenhydrate
  • Fehlingsche Probe
  • Silberspiegel-Probe
  • Hydrolyse von Stärke
  • Bestimmung des Zuckergehaltes in Cola
  • Nachweis einiger Bestandteile der Kartoffel

OS.7. Kohlenwasserstoffe/ Brennstoffe als wichtige Stoffgruppe in  der Organischen Chemie

Das Praktikum beinhaltet Experimente u.a. zur fraktionierten Destillation eines Kohlenwasserstoff-Gemisches, zum katalytischen Cracken und zur Ermittlung des Heizwert-Unterschiedes von Dieselkraftstoff und Biodiesel.

  • Die Mischbarkeit von Alkanen mit Wasser und untereinander
  • Fraktionierte Destillation zur Trennung eines Kohlenwasserstoff-Gemisches
  • Nachweis der Verbrennungsprodukte
  • Mehlstaubexplosion
  • Flammencharakteristik bzw. das Rußverhalten verschiedener Kohlenwasserstoffe beimVerbrennen an der Luft
  • Bestimmung des Heizwertunterschiedes von Dieselkraftstoff und Biodiesel
  • Modellexperiment zum Treibhauseffekt
  • Katalytisches Cracken von Paraffinöl
  • Herstellung von Ethin
  • Vergleich der Reaktivitäten von Cyclohexan und Cyclohexen

OS.8. Das chemische Gleichgewicht

Das chemische Gleichgewicht stellt ein Grundprinzip der Physikalischen Chemie dar. Bei allen Versuchen des Praktikums geht es  um die Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichtes entsprechend dem Prinzip von Le Chatelier durch die Änderung von Druck, Konzentration und Temperatur.

  • Modellversuch zum Chemischen Gleichgewicht
  • Die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser
  • Eine exotherme Reaktion: Das Iod-Iodstärke-Gleichgewicht
  • Eine endotherme Reaktion: Rückgewinnung von gebrannten Kalk
  • Das Eisenthiocyanat-Gleichgewicht
  • Das Gleichgewicht im Mineralwasser
  • Das Lackmus-Gleichgewicht
  • Die Entfärbung von Kaliumpermanganat
  • Der Blue-Bottle-Versuch

OS.9. Die Photozelle nach Grätzel – Aufbau und Funktionsweise

Im Praktikum geht es um theoretische Grundlagen und  den eigenen Aufbau einer Grätzel-Zelle.

  • Herstellung einer transparenten leitfähigen Beschichtung (TCO)
  • Aufbringen der Titandioxid-Schicht
  • Aufbringen des Farbstoffes
  • Aufbringen des Elektrolyten
  • Herstellung der Graphit-Elektrode
  • Test der Grätzelzelle

OS.10. Chemische Methoden in der Kriminalistik

Der Kernversuch des Praktikums stellt der genetische Fingerabdruck dar. Dazu kommen Versuche zur Gewinnung der DNA aus einer Zwiebel oder Tomate und die klassischen Methoden zur Sichtbarmachung von Fingerabdrücken.

  • Trennung der DNA durch Gelelektrophorese
  • Gewinnung einer DNA-Probe aus dem Zellmaterial einer Zwiebel
  • Sichtbarmachen von Fingerabdrücken mit Graphit-Pulver
  • Sichtbarmachen von Fingerabdrücken durch Besprühen mit
  • Silbernitrat- bzw. Ninhydrin-Lösung
  • Nachweis von Bestandteilen des Blutes durch Luminol
  • Die Birmingham Six – ein Justizirrtum

OS.11. Wichtige Reaktionstypen in der Organischen Chemie.

Im Praktikum geht es um den theoretischen und praktischen Hintergrund zu den wichtigsten Stoffklassen und Reaktionsmechanismen. Es enthält experimentell ergiebige und anspruchsvolle Versuche zur Synthese organischer Verbindungen und deren Mechanismen.

  • Vergleich der radikalischen Bromierung von Octran und Isooctan
  • Die Bildung von Triphenylmethyl-Radikalen
  • Herstellung von Cyclohexylchlorid
  • Nucleophile Substitution von 2-Brom-2-methyl-propan
  • Vergleich der Reaktivitäten unterschiedlicher Halogenalkane
  • Herstellung von 2,4-Dihydroxybenzoesäure mittels Carboxylierung –Beispiel für eine electrophile aromatische Substitution (Kolbe-Synthese)
  • Herstellung von Cyclohexen aus Cyclohexanol
  • Darstellung und Eigenschaften einer metallorganischen Verbindung

OS.12. Einfache Experimente zur Synthese von Farbstoffen und den verschiedenen Färbeverfahren

Das Praktikum enthält eine kurze Einleitung zum Thema, Experimente zur Herstellung und den Eigenschaften von Farbstoffen sowie den entsprechenden Färbeverfahren.

  • Herstellung von β–Naphtholorange und Färben einer Stoffprobe
  • Phthaleinfarbstoffe als Säure- / Basen-Indikator
  • Herstellung von Fluorescin
  • Färben von Wolle mit einem Phthaleinfarbstoff: Eosin
  • Herstellung von Indigo nach dem Bayer-Verfahren
  • Küpenfärbung mit Indigo
  • Färben von Baumwolle mit einem Beizenfarbstoff
  • Synthese von Chinizarin aus Phthalsäure und Hydrchinon
  • Herstellung eines Phthalocyanin-Farbstoffs: Kupferphthalocyanin

OS.13. Cyclodextrine

Cyclodextrine als „molekulare Zuckertüten“. In diesem Schülerpraktikum geht es um die Gewinnung, die besonderen Eigenschaften und den Nachweis von β-Cyclodextrin.

  • Gewinnung von Cyclodextrinen aus dem kommerziellen Geruchsbinder Febréze
  • Thermische Zersetzung von β-Cyclodextrin
  • Der GOD – Test (Hydrolyse von β-Cyclodextrin)
  • Identifikation von Cyclodextrin-impregniertem Gewebe durch Komplexierung von Phenolphthalein
  • Identifikation von cyclodextrin-impregniertem Gewebe durch Komplexierung des Fluoreszensfarbstoffs ANS
  • Komplexierung von Iod
  • Stabilisierung einer Öl/Wasser-Emulsion
  • Pampelmusensaft und β-Cyclodextrin
  • β-Cyclodextrin und Salicylsäure
  • Textilveredlung mit MCT-β-CD