In dieser Experimentreihe lernen die Schülerinnen und Schüler grundlegende Prinzipien der Alchemie kennen und bearbeiten Experimente zur Vorstellung der Metalltransmutation, der Phlogiston-Theorie und der Entdeckung der Mineralsäuren. Anhand ausgewählter Experimente aus der Wissenschaftsgeschichte der Alchemie vertiefen sie in Gruppen Destillation, Leuchtsteine, Kältemischungen, Bagdad-Batterie oder Eisengallustinte.
In den einzelnen jeweils ca. dreistündigen Experimentreihen lernen die Schülerinnen und Schüler qualitative, vorwiegend nasschemische Nachweise für Anionen und Kationen kennen und identifizieren in einem vorliegenden Salzgemisch wesentliche Bestandteile. Außerdem werden grundlegende Verfahren der Analytik wie Chromatographie, Maßanalyse (Titrimetrie) und Photometrie kennen. Letztere sind Methoden der quantitativen Analyse. In kontextorientierten Experimenten probieren die Schüler die verschiedenen Verfahren aus. Die verschiedenen Experimente können auch beliebig kombiniert werden.
In Zusammenarbeit mit dem Gymnasium Hoffmann-von-Fallersleben in Braunschweig und mit Unterstützung der Robert Bosch Stiftung sind aus Schülerprojekten zur Batterieforschung weiterführende Experimente zu einzelnen Batteriearten entstanden. Veröffentlicht wurden diese in der Zeitschrift Naturwissenschaften im Unterricht Chemie vom Friedrich Verlag (Heft 183, Jahrgang 2021). Experimentiervorschriften können hier heruntergeladen werden.
Diese Experimentierreihe befindet sich zur Zeit noch im Aufbau.
In dieser Experimentreihe lernen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Prinzipien der Chromatographie kennen und führen kontextbezogene Experimente zur Papier-, Dünnschicht-, Säulen- und Gaschromatographie durch.
Basierend auf der elektrochemischen Spannungsreihe setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen Batterien bzw. Akkumulatoren auseinander: Beginnend mit der historischen Voltasche Säule über die sogenannte Kartoffelbatterie sowie den alltäglichen Zink-Graphit-Batterien und Bleiakkumulatoren werden insbesondere moderne Technologien wie Brennstoffzellen, Lithium-Ionen- und Redox-Flow-Zellen in Schülerexperimenten aufbereitet.
In der Experimentreihe lernen die Schülerinnen und Schüler das Funktionsprinzip und die Handhabung eines einfachen Schüler-gaschromatographens des AK Kappenbergs kennen. Sie führen damit einzelne kontextbezogene Projekte durch, bei der die qualitative und z. T. quantitative Analyse von Gasgemischen im Vordergrund steht. Ergänzt werden diese praktischen Erfahrungen durch Auswerteverfahren sowie eine App-basierte Simulation zur Gaschromatographie.
Wieso kann ein Wasserläufer auf der Wasseroberfläche laufen? Warum benutzen wir Seife zum Waschen? Basierend auf diesen bekannten Alltagsphänomenen sowie mit historischen Bezügen zu Agnes Pockels, die vor knapp 100 Jahren in Braunschweig auf dem Gebiet der Grenzflächenchemie forschte, werden in dieser Experimentreihe die Oberflächenspannung, monomolekulare Filme, Micellen sowie Herstellung und Eigenschaften von Waschmitteln von den Schülern und Schülerinnen erforscht.
Bei fast allen chemischen Reaktionen wird Wärme entweder aufgenommen oder abgegeben. Die experimentelle Ermittlung der Reaktionswärme wird Kalorimetrie genannt: Die Kalorie ist eine veraltete Einheit für Wärme und Metrik bedeutet die Kunst des Messens. Es geht hier also um das Messen von Reaktionswärme. Dazu werden in einem einfachen Low-Cost-Kalorimeter verschiedene Experimente durchgeführt: Nach der Bestimmung der Kalorimeterkonstante werden Lösungsenthalpien, Neutralisationswärme und Reaktionsenthalpien bestimmt und verschiedene analoge und digitale Auswerteverfahren geübt.
Die entwickelte Experimentierreihe greift das Schulwissen auf und vertieft die Kenntnisse um Aspekte zur experimentellen Synthese, Verwendung sowie Nachhaltigkeit ausgewählter Kunststoffe. Im Rahmen der Experimentierreihe führen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Polyreaktionen durch und untersuchen die Eigenschaften ihrer selbst hergestellten Produkte. Weiterhin bearbeiten sie Versuche zu den Eigenheiten unterschiedlicher Kunststoffe wie z. B. Polystyrol, Polylactid und Polypyrrol.
Diese Experimentierreihe befindet sich zur Zeit noch im Aufbau.
Photometer gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Lichtquelle, ggf. einem Monochromator, der Probe und einem Lichtdetektor. Dieses Prinzip wird in dieser Experimentreihe in einem einfachen Aufbau realisiert und die Funktion des selbstgebauten Photometers kontextbezogen erprobt.
Im Rahmen der Energiewende gelten Redox-Flow-Batterien (RFB) als eine Säule in der zukünftigen Speicherung von Energie. Ein experimenteller Zugang in Form von Schülerexperimenten zu RFB wurde dieser Experimentreihe geschaffen. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich dabei mit dem Aufbau und den elektrochemischen Grundlagen sowie mit der Charakterisierung der Zelle (Auf-/Entladung, Kennlinie, Leistung, Innen- und Lastwiderstand) und der Crossover-Problematik. Außerdem werden Komplexverbindungen, Diffusion und Photometrie kontextnah behandelt.
Redoxreaktionen spielen im Alltag und in der Technik eine wichtige Rolle. Egal ob Stoffwechsel- oder Verbrennungsvorgänge, selbst viele Produktionsprozesse beruhen auf Elektronenübertragungsreaktionen. Daher nehmen sie auch im Chemieunterricht einen hohen Stellenwert ein.Basierend auf dem niedersächsischen Kerncurriculum der gymnasialen Oberstufe setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen Redoxreaktionen auseinander: Beginnend mit der Oxidierbarkeit verschiedener Alkohole über die Zink-Luft-Batterie und Redoxtitrationen werden insbesondere Redoxreaktionen, die in ästhetischen Alginatbällchen ablaufen, in motivierenden Schülerexperimenten aufbereitet.
Wärmebildkameras gibt es heutzutage als kleine relativ kostengünstige Aufsätze für mobile Endgeräte. Mit Hilfe dieser lassen sich Temperaturen bildhaft sichtbar machen. Dadurch ergeben sich neue Eindrücke auch bei chemischen Reaktionen und physikalischen Vorgängen. In einfachen Experimenten werden diese qualitativ dargestellt.
Säurehaltige Getränke greifen unsere Zähne an und führen zum Verlust von Zahnhartsubstanz. In einer im schulischen Rahmen entstandenen Facharbeit wurde dieses Phänomen untersucht und in der Zeitschrift Naturwissenschaften im Unterricht Chemie (Heft 183, Jahrgang 2021) veröffentlicht. Daraus wurden drei Versuchsanleitungen entwickelt, die hier abrufbar sind.