Flad-Preis 2003
Gastvorträge "Fettreduzierte Brotaufstriche - als Praktikumseinheit erprobt"
und "Moderne Polymere mit faszinierenden Eigenschaften"
Anlässlich der Veranstaltungen zum Jahr der Chemie in Stuttgart fanden am 23. Oktober zwei Experimentalvorträge an der Universität Stuttgart statt.
Die beiden Preisträgerinnen des Manfred und Wolfgang Flad-Preises, der von der Fachgruppe Chemieunterricht der Gesellschaft Deutscher Chemiker für besondere Leistungen im Experimentalunterricht verliehen wird, stellten nach der Einführung durch Prof. Dr. Menzel ihre ausgezeichneten Arbeiten vor.
Frau Dr. Katrin Sommer: "Fettreduzierte Brotaufstriche - als Praktikumseinheit erprobt"
Flad-Preisträgerin 2001
"Ein Thema für den Anfangsunterricht und für das Hochschulpraktikum zugleich". Mit diesen Worten beschrieb sie diese Praktikumseinheit und begründete damit gleichzeitig ihr Ziel das Thema so zu entwickeln, dass es Schülern und Stundenten gleichermaßen ermöglichen sollte ihre chemischen Kenntnisse anzuwenden bzw. zu vertiefen.
Durch einen jährlichen Prokopfverbrauch von etwa 12 kg Brotaufstrich ist auch der Alltagsbezug des gewählten Themas gegeben.
Unter dem Thema "Den Inhaltstoffen eines Halbmischfettes analytisch auf der Spur" sollten die Schüler bzw. Stundenten sich mit diesem Thema zunächst mit den Erfahrungen aus dem Alltag auseinander setzen und anschließend durch entsprechende Nachweise und Analysen diese experimentell bestätigen.
Erwärmt man das Halbmischfett, so entstehen zwei Phasen. Die obere Phase, in der man Fette vermutet, wurde von den Schülern mit der Fettfleckprobe überprüft; die Studenten verseiften diese und untersuchten die entstandene Seife weiter. Der gelb-orange Färbung galt ebenfalls die Aufmerksamkeit der Schüler. Hierzu wurde in einem weiteren Versuch festgestellt, dass das in Karotten enthaltene â-Carotin sehr gut in Öl löslich ist. Frau Dr. Sommer griff auch hier auf Alltagserfahrungen zurück, die es den Schülern erleichtern sollten mit der Problematik umzugehen. Leistung der Schüler war es nun eine Verbindung zwischen Alltag und Experiment herzustellen, was nach anfänglichen Schwierigkeiten auch gut gelöst wurde.
Die untere Phase wurde als wässrige Phase identifiziert. Zu Beginn der Unterrichtseinheit hatten die Schüler und Studenten ihr "Untersuchungsobjekt" verkostet und dabei einen salzigen Geschmack festgestellt. Auf Grund dieser Erkenntnis lag die Vermutung nahe, dass Kochsalz enthalten ist und es wurde auf Chlorid geprüft. Die Studenten stellten außerdem noch eine quantitative Analyse an, durch die ein Gehalt von 0,6 % Kochsalz festgestellt wurde, der sich mit den Angaben auf der Verpackung deckt.
Eine weitere interessante Fragestellung war die nach der Konsistenz . Wie kann es sein, dass ein Produkt, das einen Wasseranteil von ungefähr 50 % besitzt, bei Zimmertemperatur überhaupt fest (bzw. streichfähig) ist ? Ursache hierfür sind Geliermittel. Sie gehören zur Gruppe der Quellstoffe (Hydrokolloide) und können somit Wasser binden. Im untersuchten Brotaufstrich handelte es sich um Gelatine, das auf Eiweißbasis zu den am häufig eingesetzten Quellstoffen gehört.
Überraschend war der Nachweis von Kohlehydraten in der wässrigen Phase. Auf der Verpackung ist die enthaltene Menge an Kohlehydraten mit 0 g angegeben. In der Zutatenliste ist aber Butter aufgeführt, die Laktose (ein Kohlenhydrat) enthält. Abschließend klärte Frau Dr. Sommer die Frage nach der Definition von "Halbmischfett". Nur ein Brotaufstrich mit weniger als 50% Fettgehalt, mit sowohl tierischen als auch pflanzlichen Inhaltsstoffen darf als solches bezeichnet werden.
Frau Dr. Angela Köhler-Krützfeldt: "Moderne Polymere mit faszinierenden Eigenschaften"
Flad-Preisträgerin 2003
Polymere sind uns aus vielen alltäglichen Produkten bekannt. Es sind Makromoleküle, die aus vielen Einzelmolekülen zusammensetzt sind und uns z.B. in Verpackungen, Kunststoffolien oder Plastikflaschen begegnen. Im Gegensatz zu diesen "klassischen" Polymeren lenkte Frau Dr. Köhler-Krützfeldt unsere Aufmerksamkeit auf moderne Polymere. Sie werden maßgeschneidert und finden in verschiedensten Gebieten Anwendung, so zum Beispiel im Flugzeugbau, in der Medizin und Pharmazie oder selbst im Gartenbau. Eine Gruppe dieser modernen Polymere sind die super absorbierenden Polymere, kurz SAP genannt.
Gibt man ein kleines Löffelchen des pulverförmigen SAP in ein Becherglas und versetzt es mit einer weitaus größeren Menge Wasser, so bildet sich fast augenblicklich ein "glibbriges" Gel, das selbst beim Umdrehen des Becherglases nicht ausläuft oder Wasser verliert.
Besonderen Anklang fanden Produkte aus SAP, die im Hörsaal durchgegeben wurden. Das Spektrum reichte von Babywindeln bis hin zu Spielzeugtierchen, die trocken weniger als 10cm groß im Wasser auf mehr als das Dreifache aufquellen können.
Diese Polymere finden aufgrund dieser Eigenschaft in den verschiedensten Bereichen Anwendung. Während früher für Hygienebinden und Windeln reiner Zellstoff verwendet wurde, bestehen diese Produkte heute zu mehr als 50% aus SAPs. Diese besitzen mit 1000g Wasseraufnahmefähigkeit pro Gramm SAP nicht nur eine viel höhere Saugfähigkeit als herkömmliche Produkte, sondern quellen selbst unter Druck, was ja besonders bei Windeln von großer Bedeutung ist.
Auch in der Pharmazie kommen SAPs zum Einsatz. Man spricht vom sogenannten "drug delivery System", d.h. man will den Wirkstoff eines Medikaments in ein bestimmtes Organ einschleusen. Da diese Polymere im sauren Bereich ein nur geringes Quellvermögen aufweisen können, umhüllt man das entsprechende Medikament mit einem SAP-Überzug der verhindert, dass sich das Präparat z.B. bereits im Magen auflöst. Erst im Darm, wo ein basisches Medium vorliegt wird der Wirkstoff freigesetzt. In der Medizin können im Operationsbereich Fäden oder auch Schrauben und Nägel, wie sie nach Knochenbrüchen notwendig sind mit SAPs hergestellt werden. Diese Produkte sind bioabbaubar und lösen mit der Zeit von selbst auf.
Auch im Freizeitbereich sind diese modernen Polymere fast nicht mehr wegzudenken, da man aus ihnen beispielsweise problemlos haltbaren Kunstschnee herstellen kann.
Abschließend lässt sich sagen, dass beide Vorträge nicht nur durch die vorgeführten Experimente interessant waren, sondern vielmehr deshalb, weil sie Einblicke in alltägliche Gebrauchsgegenstände gaben, die zum Teil nicht nur überraschend, sondern auch spektakulär waren.
Kathrin Meisberger, Lehrgang 54
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