Schule – Ich mach Chemie

Das eigene Labor?

Als Kind und Jugendlicher habe ich mir häufig einen eigenen Chemie-Baukasten gewünscht. Erste schmerzhafte Berührungen mit einem Bunsenbrenner während des Chemie-Unterrichtes in meiner Schule haben nicht dazu geführt, dass ich die elterliche Erlaubnis bekam, eigene Experimente zu Hause durchzuführen. Es dauerte dann noch einige Jahre bis zum meinem Chemiestudium an der Universität zu Köln. Dann konnte ich selber chemische Experimente durchführen. In meiner Jugend hätte ich es toll gefunden, einen eigenen Platz zum Experimentieren zu haben. Was damals nicht ging, möchte ich heute anderen Kindern und Jugendlichen ermöglichen.

Wo können Kinder und Jugendliche selber experimentieren? Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen, teils kostenfreien, teils kommerziellen Angeboten. Dazu gehören die Aktivitäten, die ich als IchMachChemie anbiete.

Aber natürlich gibt es viel mehr Angebote, die auch schon wesentlich länger dabei sind. Ganz weit oben sehe ich die vielen Schülerforschungszentren in Deutschland. Es gibt aktuell mehr als 100 dieser Zentren, entstanden aus einer Initiative der Joachim Hertz Stiftung und Jugend forscht. Mehr Infos erhaltet ihr direkt bei dem Netzwerk Schülerforschungszentren.

Übersicht der Schülerforschungszentren in Deutschland

Auch viele Universitäten bieten Angebote für Jugendliche an, so zum Beispiel die Universität zu Köln mit ihrem Programm Kölner JugendUni. Dort werden regelmäßig Kurse im MINT-Bereich angeboten, z.B. Biologie, Chemie, Physik und Verschlüsselung, aber auch Kurse im Bereich Recht und Finanzen. Anschaulich und an praktischen Fragestellungen orientiert. Sehr zu empfehlen. Schaut dazu mal in dieses Video der Uni Köln an:

Auch in Wuppertal und in vielen anderen Städten gibt es solche Junior-Unis.

Ein weiteres, großes Netzwerk für Angebote im MINT-Bereich ist die Inititive „Zukunft durch Innovation“ (zdi) in NRW. Dort könnt ihr „alle Informationen und Aktionsmöglichkeiten für Kinder und Jugendliche aus NRW, die Lust auf MINT, also Mathe, Informatik, Naturwissenschaften und Technik haben“, finden. Das Netzwerk bietet nicht nur Angebote zum Mitmachen für Kinder und Jugendliche, sondern möchte alle Akteure (Behörden, Schulen, Industrie, außerschulische Lernorte) miteinander verknüpfen. Meine Partnerschaft mit dem Leverkusener Ableger cLEVer ist Teil davon.

Nach Ostern wird das erste Chemie-Labor, das ich konzipiert habe, in Solingen eingeweiht: Check! Dieses ist Teil der Aktivitäten der Wirtschaftsförderung Solingen. Ab 26. April startet ein 10-stündiger Chemie-Kurs, jeweils Freitags nachmittags für Kinder der 3. bis 6. Klasse.

Mir geht es in diesem Kurs darum, dass die Kinder mit viel Spaß und Motivation eigene Experimente durchführen können, dabei die Grundzüge der Arbeit in einem Labor verinnerlichen und auch einiges über Chemie und den Nutzen für die Gesellschaft lernen. Und natürlich ist es auch für mich sehr spannend und lehrreich, so ein Projekt zu gestalten und durchzuführen. Und wer weiß. Vielleicht bringt mich das meinem eigenen Traum etwas näher: Mein eigenes Labor!

Chemie in Schule oder außerhalb?

Wo führe ich eigentlich mein Chemie-Edutainment durch? In der Schule oder auch außerhalb? Ein kleiner Exkurs in meine vergangenen und geplanten Aktivitäten…

Chemie in der Schule

Viele meiner Aktivitäten führe ich im Auftrag von Schulen durch. In den letzten zwei Jahren waren dies besonders häufig Projekttage in dem Offen Ganztag von Grundschulen in der Umgebung oder bei der MINT-Aktivierung in den Schulferien. Die Abkürzung MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik. Da passt Chemie genau hinein.

Für die Schüler ist es ein besonderes Erlebnis, Experimente selber durchzuführen. Leider passiert das in den Schulen immer weniger, was zum einen an den immer vielfältigeren Aufgaben liegt, die eine Lehrperson neben dem eigentlichen Unterricht durchführen muss, und zum anderen wird mir von immer mehr Auflagen und Ängsten im Umgang mit Chemikalien selbst im Chemie-Unterricht berichtet, so dass dann eher ein Chemie-Film geschaut wird, anstatt die Experimente selbst durchzuführen.

MINTaktiv-Programm des Bildungsbüro Leverkusen. Photo Pia Rodermon

Im August habe ich sogar etwas Besonderes vor. Dann bin ich als Dozent des zdi Netzwerk cLEVer in Leverkusen tätig und unterstütze das Berufsorientierungsprojekt an der katholischen Hauptschule. Eine spannende Kooperation des Bildungsbüro Leverkusen und der Agentur für Arbeit in Leverkusen. Ziel ist, Begeisterung für das Fach Chemie zu wecken, einige Grundlagen zu vermitteln und auch etwas über die chemische Industrie und deren Ausbildungsmöglichkeiten zu erklären. Eine tolle Möglichkeit für mich, etwas für das Thema zu machen!

Chemie außerhalb der Schule

Nicht nur in der Schule entdecke ich immer wieder Möglichkeiten, andere Menschen an die Chemie heranzuführen:

Gerne erinnere ich mich an das Programm „Kunst und Chemie“, das ich zusammen mit der Witzheldener Künstlerin Lilo Krüger in 2022 durchgeführt habe.

Ein Highlight war auch meine Kooperation mit der Lernpraxis Burscheid von Antonia Quirl. An einem sehr warmen Sonntag-Nachmittag führte ich mit 14 Kindern von 6 bis 13 Jahren Experimente durch. Nach drei Stunden waren alle durchgeschwitzt und müde, aber auch happy. O-Ton einer acht-jährigen Teilnehmerin: “Das war toll, wir konnten ganz viel machen und ich habe auch etwas gelernt.“

„Explosion der Farben“ Eine Kooperation mit der Lernpraxis Burscheid. Photo Pia Rodermond

Und vergangene Woche war ich eingeladen, beim Ferienspass Solingen mitzuwirken. Die katholische Jugendagentur Wuppertal hat ein dickes Programmheft für Kinder und Jugendliche aus Solingen und Umgebung entwickelt. Neben Waldexkursion, Zoobesuch, Film- und Photoworkshops gab es an einem Tag zwei Chemie-Angebote. Die Resonanz war sehr gut, interessanterweise auch von der Betreuungsperson, die sicherlich jetzt einen anderen Blick auf die Chemie hat.

Fazit

Chemie-Edutainment kann also sowohl in der Schule, als auch außerhalb passieren. Die Neugierde und Begeisterung für das Selber-Experimentieren der Beteiligten war stets gleich hoch.

In den nächsten 1,5 Monaten werde ich nicht mehr so aktiv sein, denn mein Jahresurlaub steht auch an. Dort werde ich mich durch die Umgebung und ein paar Bücher inspirieren lassen. Und vielleicht kann ich danach das ein oder andere neue Konzept vorstellen. Ein besonderer Dank an dieser Stelle an Pia Rodermond, die schon seit einiger Zeit so tolle Photos für mich macht – unten gibt es einen Link für Interessierte.

Ich wünsche euch ebenso eine spannende und erholsame Ferienzeit, mit Chemie oder ohne – aber ganz ohne Chemie kann mensch ja gar nicht sein.

Erfrischend mit PVC und Chlor. Bild Pia Rodermond

Mit sonnigen Grüßen,

Hendrik Fischer

Link zur Photographin Pia Rodermond: http://www.mondblende.de

2023 – Dein Jahr für Chemie-Edutainment

Sie planen für Ihre Schule einen Projekttag oder ein besonderes Betreuungsangebot in der OGS während der Ferien? Chemie-Edutainement von IchMachChemie bietet sich an…

In 2022 hatte ich das Vergnügen, an vielen Schulen und im privaten Rahmen Chemie-Edutainment im Umkreis von Leichlingen durchzuführen. Das soll in diesem Jahr 2023 weiter und gerne noch häufiger stattfinden.

Begabtenförderung für den Rheinisch Bergischen Kreis in der Grundschule Witzhelden. Bild Pia Leandra Rodermond http://www.mondblende.de

Das Thema MINT-Förderung (MINT = Mathe, Informatik, Naturwissenschaft & Technik) ist ein sehr wichtiges Thema und gut verpackt haben Schüler*Innen und Schüler immer eine Menge Spaß und einen nachhaltigen Lerneffekt.

Ich komme gerne mit meinen Materialien, ausgewählten Chemikalien, einem Entsorgungskonzept und ganz viel Freude für einen Projekttag in eine Schulklasse oder in den Ferien in den Offenen Ganztag. Schon beim Aufbau schauen die Schüler*Innen und Schüler (und auch so manche Lehrer*Innen und Erzieher*Innen) ganz interessiert zu, lernen die Geräte kennen, lesen die Beschriftungen auf den Chemikalienbehältnissen. Nach der Frühstückspause geht es dann los. Experimente mit Säuren & Basen, Farbreaktionen und auch ein paar Explosionen und die Lavalampe werden begleitet durch Erzählungen über die Grundlagen der Chemie. In einfacher Sprache aber auch mit ausgewählten Fachbegriffen, um die Schüler*Innen und Schüler leicht in die Thematik einzuführen.

So könnte der Ablauf an eurer Schule aussehen. Bild Pia Leandra Rodermond, http://www.mondblende.de

Am Anfang bin ich immer etwas aufgeregt. Meine Frage, was denn Chemie sei, wird häufig mit Begriffen wie Gift, Gefährlich, Explosion beantwortet. An so einem Edutainment-Tag erfahren die Teilnehmer*Innen jedoch, wo überall Chemie drin ist, was Chemie eigentlich ist und wie sie kontrolliert werden kann. Nach so einer Experimente-Session mit vielen leuchtenden Kinder- und Erwachsenenaugen melden sich dann nicht wenige und wollen später Chemie studieren. Das geht dann natürlich runter wie Öl.

eine selbstgebaute, chemische Lavalampe. Bild: Pia Leandra Rodermond, http://www.mondblende.de

Sprechen Sie mich in den nächsten Wochen an, wenn Sie für ihre Schule einen Projekttag im MINT-Kontext planen. Es sind noch einige Tage in den Oster-, Sommer- und Herbstferien möglich.

Ihr Hendrik Fischer

Warum brennt eine Kerze?

Was können wir alles beim Verbrennen einer Kerze erkennen?
Wir können uns Gedanken darüber machen, dass wir Menschen schon seit tausenden von Generationen die Flamme und die Kerze nutzen. So geht die Wissenschaft davon aus, dass schon der Cro-Magnon Mensch vor 40.000 Jahren flüssigen Talk oder Tran in Gefäßen verbrannt haben.

Eine Kerze entzünden als Zeichen der Hoffnung, um Licht in dunkle Stunden zu bringen und seine Gedanken zu wärmen.

Ich benutze in diesen Tagen die brennende Kerze noch lieber als sonst, um den Kindern in meinen Webinaren einen Einstieg in die Chemie zu geben. Denn auch wenn das Entzünden einer Kerze ein wirklich einfaches Experiment ist, das fast jeder von uns schon durchgeführt hat, ist wenigen bekannt, was da passiert und warum es eine chemische Reaktion ist.

Zündet euch ruhig selbst eine Kerze an, bevor ihr weiterlest.

Ist das Brennen einer Kerze eine chemische Reaktion?

Warum brennt eine Kerze und warum ist das eine chemische Reaktion?

Eine chemische Reaktion ist die Umwandlung von Verbindungen auf molekularer Ebene. Dabei können zwei (oder drei) unterschiedliche (oder manchmal auch gleiche Moleküle) miteinander reagieren und ein oder mehrere andere Moleküle entstehen daraus. Allgemein ausgedrückt:

Im Fall der Verbrennung der Kerze reagiert das Wachs mit dem Sauerstoff in der Umgebungsluft. Dabei entsteht das Produkt Kohlendioxid. Der Wachs ist eine sehr komplexe Mischung aus unterschiedlichen Lipiden und Fettsäureestern, chemische Verbindungen, die sehr viel Kohlenstoff enthalten.

E bedeutet Energie. Im Falle dieser chemischen Reaktion wird Energie freigesetzt. Beim Aufbrechen von Verbindungen (hier das Aufbrechen der Bindungen in Sauerstoff und in den Lipiden) wird Energie benötigt. Beim Eingehen von Verbindungen (hier die Bildung von C-O Bindungen im Kohlendioxid Molekül) wird Energie freigesetzt. Das ist auch der Grund, weshalb eine Kerze nicht einfach so verbrennt. Das wäre auch dramatisch, wenn die Kerzen in der Schrankschublade sich spontan entzünden würden.

Die chemische Reaktion der Verbrennung einer Kerze benötigt Energie. Meisten wird diese in Form einer Zündquelle z.B. ein brennendes Streichholz gegeben. Das wird im sogenannten Verbrennungsdreieck dargestellt. Hier eine Variante der Feuerwehr Potsdam.

Die freiwerdende Energie bei der Reaktion von Wachs mit Sauerstoff wird in Wärme und Licht fühlbar und sichtbar. Die Flamme zeigt also die Reaktionsenergie an, ist aber nicht selbst ein Reaktionspartner.

Was können wir noch alles beim Verbrennen einer Kerze erkennen?

Wir können uns Gedanken darüber machen, dass wir Menschen schon seit tausenden von Generationen die Flamme und die Kerze nutzen. So geht die Wissenschaft davon aus, dass schon der Cro-Magnon Mensch vor 40.000 Jahren flüssigen Talk oder Tran in Gefäßen verbrannt haben.

Wir können uns Gedanken darüber machen, warum wir überhaupt eine Flamme sehen. Oder welche Reaktionsarten es gibt (z.B. Oxidation und Reduktion). Oder was Elektronen für eine Rolle bei der Verbrennung spielen. Oder ob es eine reversible oder irreversible Reaktion ist. Oder was das Verhältnis von Reaktionspartner und Endprodukten uns über den Aufbau der Stoffe verrät. Und noch vieles mehr. Doch das ist jeweils ein weiteres Kapitel wert.

Ich hoffe, dass dieses kleine und alltägliche Beispiel euch ein bisschen anregt, über den Aufbau unserer Welt zu sinnieren und Fragen zu stellen. Denn Chemie ist überall – auch in einer kleinen Kerze, die Hoffnung, Licht und Wärme gibt.

Euer Hendrik Fischer

Gibt es Palindrome in der Chemie?

Heute ist der 22. Februar 2022, oder auch anders geschrieben 22.02.2022. Einer von wenigen Tagen in diesem Jahrhundert, die vor- und rückwärts gelesen gleich klingen.  Ein Palimdrom Tag. Und das lies meine Gedanken um die Frage kreisen, ob es auch Palindrome in der Chemie gibt? Und die gibt es, aber etwas anders als ihr vielleicht denkt. Ein kleiner Ausflug…

Heute ist der 22. Februar 2022, oder auch anders geschrieben 22.02.2022. Einer von wenigen Tagen in diesem Jahrhundert, die vor- und rückwärts gelesen gleich klingen. à Ein Palimdrom Tag. Und das lies meine Gedanken um die Frage kreisen, ob es auch Palindrome in der Chemie gibt? Und die gibt es, aber etwas anders als ihr vielleicht denkt. Ein kleiner Ausflug…

Chemische Reaktion verlaufen auf den ersten Blick recht einfach. Substanz A reagiert mit Substanz B zu einer (oder mehreren) anderen Substanzen. So reagiert Magnesium mit Sauerstoff mittels einer Zündhilfe unter beeindruckender Flammentwicklung zu Magnesiumoxid. Aus einem grauen Metall wird ein weißes Metallsalz.

Reaktionsgleichung der Verbrennung von Magnesium

Diese Reaktion verläuft unter diesen Bedingungen nur in eine Richtung. Viele chemische Reaktionen können jedoch ohne Problem auch andersrum ablaufen. So reagiert Iod mit Wasserstoff unter Bildung von Iodwasserstoff. Diese Reaktion ist nicht vollständig, denn gleichzeitig zerfällt Iodwasserstoff wieder in Iod und Wasserstoff. Hin- und Rückreaktionen laufen parallel ab, in dem Reaktionsgefäß liegen alle drei Substanzen gleichzeitig vor.

Gleichgewichtsreaktion von Iod mit Wasserstoff zu Iodwasserstoff

Meistens möchten Chemiker*innen nur ein bestimmtes Endprodukt und nicht eine wilde Mischung herstellen, und in der Ausbildung lernen sie, wie das Gleichgewicht der Reaktion zu Gunsten der Endprodukte verschoben werden kann.

Wird auf ein im Gleichgewicht befindlichen System durch Änderung der äußeren Bedingungen ein Zwang ausgeübt, so verschiebt sich das Gleichgewicht derart, dass es dem Zwang ausweicht. Es stellt sich ein neues Gleichgewicht mit vermindertem Zwang ein.

Dieses Prinzip wurde vom Chemiker Le Chatelier zuerst beschrieben und nach ihm benannt. Für mich bedeutet es, dass eine äuserlich stabile und sich im Gleichgewicht befindliche Reaktion durch „Zwang“ in die eine oder andere Reaktion verschoben werden kann. Und der Zwang kann sein: Temperatur, Druck, das Hinzufügen oder Entfernen von Ausgangsstoffen oder Endprodukten. Beispiel: Die Reaktion von Alkoholen mit Säuren hin zu Estern und Wasser ist in einem stabilen Gleichgewicht, d.h. Hin- und Rückreaktionen finden in gleichen Maße statt. Wird das Wasser kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß entfernt, findet die Hinreaktion so lange statt, bis das ursprüngliche Gleichgewicht wieder hergestellt wird. Und mehr Ester wird entstehen. Dies wird rein praktisch z.B. bei der Weichmacher Synthese durchgeführt, um die Ausbeute von z.B. Phthalaten zu erhöhen.

eine schöne Visualisierung von Gleichgewicht (https://stringfixer.com)

Auch in anderen Bereichen der Natur kann mensch solche Gleichgewichtsverschiebungen beobachten. Vielleicht habt ihr schon mal von Osmose gehört. Osmose ist die Wanderung von Substanzen durch Membranen, um ein Ungleichgewicht auszugleichen. Praktisch habt ihr das vielleicht selbst schon mal durchgeführt: So wird beim Konservieren von Lebensmitteln durch Zugabe von viel Salz oder Zucker das in dem Lebensmittel enthaltene Wasser durch Osmose entzogen, da die Konzentration von Zucker oder Salz außen sehr viel höher als im Inneren des Lebensmittels ist. Das Lebensmittel wird „getrocknet“ und ist dadurch länger haltbar.

Reaktionen in der Natur oder im Reagenzglas finden selten nur in eine Richtung statt. Sehr häufig kann die Reaktion auch wieder zurück ablaufen. Der vermeintlich stabile Zustand im Gleichgewicht kann durch geeignete Mittel verschoben werden.

Sucht doch auch mal in eurem Alltag Situationen, in denen Hin- und Rückreaktionen stattfinden. Vielleicht entdeckt ihr ganz besondere natürliche „Palindrome“ und wenn es auch nur der Jojo-Effekt ist 😉 – ich freue mich, davon zu lesen.

Euer Hendrik Fischer