Die Arbeit fasst Ergebnisse eines Laborpraktikums im Lehramtsstudium an der Universität Hamburg zusammen. Es werden verschiedene Versuche beschrieben, die mit Hilfe des Konzepts ChemZ durchgeführt wurden: Mit medizintechnischen Materialien wie Spritzen, Kanülen und Dreiwegehähnen.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
2 DAS KONZEPT CHEMZ
3 THEORETISCHER TEIL – GASE
3.1 Gase im Vergleich zu anderen Aggregatzuständen
3.2 Das ideale Gas und seine Zustandsgleichung
3.3 Druck als Zustandsgröße
3.4 Partialdrücke und das Gesetz von Dalton
4 PRAKTISCHER TEIL – DURCHGEFÜHRTE VERSUCHE
4.1 Erzeugung und Nachweis von Gasen
4.2 Analytische Arbeiten
4.3 Präparative Arbeiten
5 ZUSAMMENFASSUNG: ERFAHRUNGEN MIT CHEMZ
6 SICHERHEIT UND ENTSORGUNG
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potential des Konzepts "Chemie mit medizintechnischem Zubehör" (ChemZ) im schulischen Kontext. Die zentrale Forschungsfrage befasst sich mit der Praxistauglichkeit, den didaktischen Vorteilen sowie den Grenzen von Versuchen, die unter Verwendung von medizinischem Zubehör wie Spritzen statt klassischem Laborglas durchgeführt werden, insbesondere am Beispiel von Experimenten mit Gasen.
- Analyse der Vorteile von ChemZ hinsichtlich Kosten, Sicherheit und Zeiteffizienz.
- Experimentelle Untersuchung gaschemischer Eigenschaften mit medizintechnischem Equipment.
- Durchführung quantitativer und qualitativer Analysen (Dichte, Sauerstoffgehalt, Löslichkeit).
- Präparative Darstellung chemischer Stoffe im Kleinstmaßstab unter Verwendung von Spritzen.
- Reflexion der methodischen Übertragbarkeit auf den Chemieunterricht.
Auszug aus dem Buch
4.1.1 SAUERSTOFF (DARSTELLUNG UND NACHWEIS)
In ein Reagenzglas mit Ansatz wurde ein Spatel Trockenhefe aus dem Supermarkt gegeben und das Reagenzglas mit einem mit einer Kanüle durchbohrten Stopfen verschloßen. In eine Spritze wurden 10 mL Wasserstoffperoxid-Lösung (3%) gezogen und auf die Kanüle im durchbohrten Stopfen gesetzt. Die Wasserstoffperoxid-Lösung wurde langsam zugetropft, wobei eine heftige Gasentwicklung einsetzte und die im Reagenzglas befindliche Mischung aus Hefe und Wasser stark aufschäumte.
Das entstandene Gas wurde durch einen am seitlichen Ansatz befindlichen Schlauch in ein umgedrehtes, in einer Wasserwanne befindliches Reagenzglas geleitet (siehe Abbildung 1). Dieses Reagenzglas wurde zuvor vollständig mit Wasser gefüllt, sodass das aufgefangene Gas möglichst frei von Verunreinigungen durch die Umgebungsluft erhalten wurde. Das entstandene Gas wurde mittels Glimmspanprobe als Sauerstoff identifiziert. Hierzu wurde ein leicht glimmendes Stück Holz in das aufgefangene Gas gehalten, wodurch es stärker aufleuchtete.
Hefe enthält ein Enzym (Katalse), das die Umsetzung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff katalysiert. Bei der Katalase handelt es sich um ein Häm-Protein, die eigentliche Umsetzung ist formal eine Disproportionierung des Sauerstoffs (3): Dieser besitzt im Wasserstoffperoxid eine Oxidationszahl von +I, im molekularen Sauerstoff eine von 0 und im Wassermolekül eine von –II:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Zusammenfassung der Kapitel
EINLEITUNG: Der Autor stellt die Motivation vor, das Konzept ChemZ mit medizinischem Zubehör im schulischen Alltag zu testen und dessen Eignung für den Chemieunterricht zu evaluieren.
DAS KONZEPT CHEMZ: Dieses Kapitel erläutert die Vorteile des Konzepts, wie Kosteneffizienz, erhöhte Sicherheit durch Kunststoffmaterialien und Zeitersparnis beim Aufbau von Versuchen.
THEORETISCHER TEIL – GASE: Es werden grundlegende physikalisch-chemische Eigenschaften von Gasen, das Modell des idealen Gases und relevante Zustandsgleichungen erörtert.
PRAKTISCHER TEIL – DURCHGEFÜHRTE VERSUCHE: Dieser Hauptteil dokumentiert diverse Versuchsreihen, von der Gasentwicklung über Dichtebestimmungen bis hin zu präparativen Aufgaben, unter Verwendung von Spritzen.
ZUSAMMENFASSUNG: ERFAHRUNGEN MIT CHEMZ: Der Autor reflektiert kritisch über die erfolgreiche Integration des Konzepts in den Unterricht und betont, dass es eine Ergänzung, aber kein kompletter Ersatz für klassische Labortechniken sein sollte.
SICHERHEIT UND ENTSORGUNG: Eine tabellarische Übersicht aller verwendeten Stoffe mit deren Gefahrenpotential und den entsprechenden Entsorgungsvorschriften für das Praktikum.
Schlüsselwörter
Chemieunterricht, ChemZ, Medizintechnisches Zubehör, Gase, Gasspritzen, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Dichtebestimmung, Brausetablette, Löslichkeit, Sicherheit, Labortechnik, Experimente, Didaktik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert einen Praktikumsbericht zum Thema "Gase", bei dem das Konzept "Chemie mit medizintechnischem Zubehör" (ChemZ) auf seine Praxistauglichkeit hin untersucht wird.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die Eigenschaften von Gasen, deren Erzeugung und Nachweis im Kleinstmaßstab sowie die Analyse stofflicher Zusammensetzungen mit einfachen Mitteln.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, die Potenziale und Schwierigkeiten des ChemZ-Konzepts im Vergleich zu herkömmlichen Glasgeräten für den Einsatz im Schulunterricht zu beurteilen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer experimentellen Untersuchung, bei der chemische Reaktionen in Spritzen und mit einfachem medizinischem Zubehör durchgeführt und die Ergebnisse quantitativ sowie qualitativ ausgewertet wurden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Erzeugung und Nachweise von Gasen, die Analyse der Dichte, die Bestimmung von Inhaltsstoffen in Brausetabletten und präparative Versuche wie die Darstellung von Chlor und Natriumchlorid.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind ChemZ, Gasspritzen, Chemieunterricht, Gase, Experimente und Praxistauglichkeit.
Wie sicher ist die Verwendung von Spritzen im Unterricht?
Der Autor betont, dass die Arbeit mit Spritzen aus Kunststoff wesentlich sicherer ist als mit klassischem Laborglas, da die Gefahr von Glasbruch und daraus resultierenden Verletzungen entfällt.
Welche Rolle spielt die Dichtebestimmung in den Versuchen?
Die Dichtebestimmung dient dazu, die Gase experimentell zu charakterisieren und deren unterschiedliches Verhalten gegenüber Luft zu veranschaulichen, was beispielhaft mit der Verdrängung von Luftsauerstoff durch CO2 gezeigt wird.
- Arbeit zitieren
- Hannes Sander (Autor:in), 2009, Versuche mit medizintechnischen Geräten in der Chemie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/371298
