Mikrowellensynthese

Wir essen sie und wir atmen sie. Ohne sie kein Denken, Sehen, Riechen, kein Fühlen. Es sind sie, die dahinter stecken, wenn wir uns freuen, verlieben, fortpflanzen, wenn wir wachsen, lachen, weinen, – wenn wir entstehen, vergehen. Ohne sie kein Leben, keine Körper, keine Substanz, keine Materie. Ohne sie ist nur Nichtsein. Nichts. Leerer Raum. Sie sind allgegenwärtig, für menschliche Verhältnisse ewig, für unsere makroskopische Welt unendlich klein und geheimnisvoll. 

Ihr wisst es wahrscheinlich schon längst: Es geht um Atome, um Elemente. Um deren Anordnung im Periodensystem, um die faszinierende Geschichte seiner Entdeckung, die Geschichte seiner Helden, seiner Entdecker und ihrer mitreissenden Ideen. Es geht um die jahrtausendelange Suche nach dem Urstoff. In gewisser Weise geht es sogar um die Geschichte der Menschheit, und es geht um die Ordnung der Welt, oder wie es in Goethes Faust so treffend heisst: Um das, was die Welt im Inneren zusammenhält.

Darüber hinaus begegnet ihr in diesem multimedialen Laborjournal zahlreichen illustren Molekülen und Verbindungen.  Ihr werft einen Blick auf die wichtigsten Reaktionsmechanismen und seht, was Atome so alles anstellen, nur um eine volle äussere Elektronenschale zu bekommen: sie entreissen, teilen, betteln, schmieden und brechen Bündnisse. Nachdem ihr die wichtigsten Mechanismen verstanden habt, seid ihr es, die die Reaktionen steuern. Innerhalb von wenigen Minuten stellt ihr in einem hochmodernen Mikrowellenreaktor Fruchtester, Paracetamol,  Vanillin und viele andere Substanzen her, die ihr mit unseren anderen Hightech-Geräten analysiert. Nach diesen Synthesen und der Reise durch die Ordnung der Welt werdet ihr die Chemie, euren Körper, ja die ganze Welt aus anderen Augen sehen.

Bei der Auswahl der Module wird besonders Wert auf eine breite Anwendbarkeit der Geräte und einen direkten Bezug zur heutigen Industrie und Forschung gelegt. Dies ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, neue Berufsfelder und Arbeitsgebiete kennenzulernen und gibt ihnen einen Einblick in die reale Arbeitswelt. Der Bezug zu den naturwissenschaftlichen Fächern der Sekundarstufe II (Physik, Biologie und Chemie) ist klar gegeben.

Experimente/Arbeitsplätze

1. Ionenchromatografie (IC) mit pH-Meter und Konduktometrie
2. Titration (Ti-Touch)
3. Refraktometrie
4. Dichtemessmethode (mit Biegeschwinger)
5. Infrarotspektroskopie / Ramanspektroskopie
6. Photometrie
7. Digitalmikroskopie
8. Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)

Die Geräte werden in Bezug auf Zusammensetzung, Reinheit, und Echtheit der Probe angewandt. Analysiert werden Getränke (nicht-alkoholhaltige, alkoholhaltige und Softgetränke wie auch Energy-Drinks), Fette und Öle sowie Kohlenhydrate. Die Geräte sowie die zu analysierenden Proben werden von der PHSG mitgebracht.

Ablauf

Der Kurs beginnt mit einer lehrerzentrierten Lektion als Einleitung. Hier werden das Thema sowie die verschiedenen Posten mit den jeweiligen Geräten vorgestellt. Danach folgen 6 Lektionen, in denen die Schüler/innen jeweils in Kleingruppen an den verschiedenen Posten die Experimente durchführen. Der Tag wird abgerundet mit einer kurzen Schlussbesprechung, wobei häufig gestellte Fragen im Plenum nochmals besprochen und allgemeine Fragen der Schüler und Schülerinnen beantwortet werden können