Vortrag am Institut Dr. Flad » Anfahrt
Zu den Luftschadstoffen mit besonders schwerwiegenden gesundheitlichen Auswirkungen zählen Feinstaub und Stickoxide. Die Quellen sind vielfältig, in Natur und Technik, Industrie, bei der Energiegewinnung und im Verkehr können sie entstehen.
Die breite Öffentlichkeit wurde erst darauf aufmerksam, als es drastische Verkehrsbeschränkungen gab: Feinstaubalarm und erste Fahrverbote in Hamburg auf bestimmten Straßen und in Stuttgart im Januar 2019 für das ganze Stadtgebiet für Diesel Euro 4.
Die kompetente Diskussion über Entwicklung und Bedeutung von Grenzwerten, über den Sinn verschiedener Maßnahmen im Verkehr (von der nächtlichen Straßenreinigung über Luftfilterung bis zum Fahrverbot), über die Wirkung von technischen Entwicklungen am Kfz (bessere Abgasreinigung oder weg vom Diesel?) muss deshalb auf jeden Fall im Chemieunterricht erfolgen.
Dazu ist es besonders wichtig, auch motivierende experimentelle Zugänge zu schaffen. Im Vortrag werden einfach durchzuführende neue Schlüsselexperimente vorgestellt.
Feinstaub, der bei fast allen Verbrennungsvorgängen gebildet wird, lässt sich mit einem preisgünstigen digitalen Messgerät (unter 50 Euro) untersuchen. Über die Streuung von Laserlicht werden die Konzentrationen der Partikelgrößen PM1,0 PM2,5 und PM10,0 ermittelt, dazu Luftfeuchtigkeit und Temperatur angegeben. Das Gerät und sein Messprinzip wird im Vortrag vorgestellt, einige grundlegenden Versuche gezeigt und die Bedeutung der Partikelgrößen diskutiert.
Stickoxide lassen sich sehr einfach mit Nitrat-Teststäbchen an verschiedenen Quellen nachweisen und vergleichen. So gelingt eindrucksvoll der Vergleich der Abgase eines Benzin-PKWs mit kaltem Motor (Kat kalt) und heißem Motor (Kat betriebswarm), der Vergleich mit einem modernen Diesel-PKW Euro 6 oder der Nachweis der Stickoxide bei einem Moped.
Die Bildung von Stickoxiden bei Kerzen, Gasbrenner oder Lichtbogenfeuerzeug bietet weitere eindrucksvolle Einstiegsversuche und Vergleiche zum Stickoxidthema. Eine geringe, definierte Menge NO, hergestellt im Abzug aus Kupferpulver und konz. Salpetersäure, reagiert sofort mit dem Luftsauerstoff in der Flasche zu braunem NO₂. Die anschließende Verdünnungsreihe erlaubt eine Eichung bis fast an die Messwerte im Mikrogrammbereich am Stuttgarter Neckartor. Alle Experimente dauern in der Regel nur 5-10 Minuten, Parallelversuche sind leicht möglich. Interessant sind die Messungen auch für die praxisnahe Behandlung der zugrunde liegenden Redoxreaktionen.
Im anschließenden Workshop haben die Teilnehmer*innen Gelegenheit, zahlreiche im Vortrag vorgestellte Versuche selbst durchzuführen.
Alle Bilder auf dieser Seite © Prof. Dr. Peter Menzel
Prof. Dr. Peter Menzel