Stoffkreisläufe

Die SchülerInnen können im Labor Versuche zum Thema "Kreislauf des Kohlenstoffs" durchführen. Die Versuche behandeln den Zusammenhang von Biomassebildung durch Fotosynthese unter Bildung von Sauerstoff, sowie die Verbrennung zu CO₂ und Wasser. Auch die Möglichkeiten, Produkte des Kreislaufs zu deponieren, z. B. CO₂ in Form von Carbonaten oder Glucose in Form von Stärke, werden experimentell bearbeitet.
Die Versuche  umfassen eine Reihe von Nachweisreaktionen und stellen Zusammenhänge zu Energiefragen und Ernährung her.

Aufgrund der Komplexität der Versuche werden keine Experimentierkisten verliehen.

Geeignet z. B. für Sek I:
Biologie/ ab Klasse 8, Fotosynthese, Ernährung
Chemie/ ab Klasse 8, Luft, Verbrennung, Klima

Woher kommt die Biomasse, die wir als Nahrung, als chemische Energie brauchen? Gibt es „CO₂-Neutralität“? Stoffe verschwinden nicht einfach, sondern unterliegen Umwandlungen, die immer auch mit Energieumwandlungen verknüpft sind. Am Beispiel von Fotosynthese und Atmung/Verbrennung wird experimentell verfolgt, wie sich die Umwandlung von CO₂ und Wasser in Biomasse und Sauerstoff und deren Rückbildung zu einem Kreislauf zusammenfügen, der die Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Energie („Brennstoffe“, Lebensmittel) ermöglicht. Dabei wird auch die unterschiedliche Geschwindigkeit der Teilschritte thematisiert, die eine Speichermöglichkeit von Zwischenprodukten erfordert. So wird deutlich, dass dieser Kreislauf wiederum an andere Kreisläufe gekoppelt ist.

• Nachweis von CO₂ (bei Verbrennung und Atmung)
• Speicherung von CO₂ (z.B. in Kalkstein, Muscheln)
• Eigenschaften von CO₂ (Treibhausgas)
• Sauerstoffbildung durch Wasserpest und Nachweis mit der Glimmspanprobe oder mit Indigocarmin
• Stärke und Zuchernachweis in grünen Blättern
• Abbau von Stärke durch Speichel und Zuckernachweis

Fotosynthese / Sauerstoff

Atmung / Kohlenstoffdioxid

Lehrerinfo Kohlenstoffkreislauf

Die SchülerInnen können im Labor Versuche zum Thema der „Kreislauf des Wassers“ mit dem Schwerpunkt auf der Abwasserreinigung durchführen. Anhand eines Modellabwassers lernen Sie die physikalischen, chemischen und biologischen Reinigungsschritte kennen und kontrollieren mit Nachweisreaktionen den Erfolg.

Geeignet für Sek. I, ab Klasse 6

  → Trinkwassergewinnung/ Abwasserreinigung
  → Nutzung von Stoffeigenschaften zur Stofftrennung
  → Trennoperationen und Nachweisreaktionen

Die Abwasserreinigung als Teil des Wasserkreislaufs

Wie bekommt man aus einer dunklen Brühe mit festem Unrat wieder klares Wasser? – Um die Schritte in einem Klärwerk im Labor nachzustellen, wenden die SchülerInnen die mechanische (physikalische), die chemische und die biologische Reinigung auf ein Modell-Abwasser an. Den Erfolg ihrer Operationen überprüfen sie durch einfache Nachweisreaktionen. Sie nutzen die unterschiedlichen Eigenschaften der Stoffe, um sie abzutrennen (Filtration, Sedimentation, Dekantieren, Fällung, Flockung, mikrobieller Abbau).

Mechanische und chemische Reinigung von Abwasser

• Der Rechen
• Das erste Absetzbecken (Sandfang)
• Abschöpfen von Fetten
• Das zweite Absetzbecken - chemische Reinigung und Filtration
• Was passiert bei der chemischen Reinigung?
• Der Büroklammertest
• Stärkenachweis im Modellabwasser

Biologische Reinigung von Abwasser 

• Biologische Reinigungsstufe - Abbau des Zuckers
• War die biologische Reinigung erfolgreich? - Nachweis von Glucose (Fehling-Probe)

Aufgrund der erforderlichen Geräte für die biologische Reinigung werden nur Materialien für die mechanische und chemische Reinigung verliehen.

Abwasserreinigung

Lehrerinfo Abwasserreinigung

Poster zur Abwassereinigung