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Titelbild Das Titelbild zeigt unterschiedliche Produkte aus Polymilchsäure (PLA), wie Einweggetränkebecher, ein 3D-Druckfilament und ein Granulat. Im oberen Teil des Bildes wird der Ausschnitt eines PLA-Makromoleküls als Skelettformel dargestellt. Im Artikel von Pawlak und Schwarzer (S. 82) wird ein Schülerexperiment zur Synthese einer biobasierten und biologisch abbaubaren Polymilchsäure vorgestellt, bei dem die Schüler:innen die Polykondensation begleitend analysieren, um mehr über diesen Reaktionstyp zu erfahren.

Es entspricht der menschlichen Natur, dass Wissen und Fertigkeiten in jungen Jahren unterbewusst, selbstverständlich und mühelos erworben und erlernt werden. Das gilt für die Motorik ebenso wie für den Spracherwerb oder künstlerische Fähigkeiten. Allerdings nicht nur: Auch das Verständnis für Mathematik oder naturwissenschaftliche Zusammenhänge lässt sich besser schulen, wenn die Grundsteine dafür früh gelegt werden.

Für die meisten Fächer, die ein Kind im Laufe der Schulzeit im Curriculum vorfindet, wird auch nach genau dem Prinzip „je früher desto besser“ verfahren. Seit einigen Jahrzehnten versucht man sich hierbei auch am Fremdsprachenerwerb. Der diesbezügliche Erfolg hängt sehr von der Motivation und der individuellen Kompetenz der jeweiligen Lehrkraft ab, kann aber tatsächlich zu einem guten ersten Eindruck einer Fremdsprache führen. Anders verhält es sich allerdings bei den Naturwissenschaften. Hier ist man in Bezug auf jene Disziplinen noch immer sehr zurückhaltend: Die Angebote in den zumeist als Sachunterricht bezeichneten Schulstunden sind vielfältig, aber sie streifen bezüglich des „INT“-Teils der MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik) selten mehr als erste Einblicke in biologische Themen zu Menschen, Tier- und Pflanzenwelt sowie einige grundlegende Aspekte zur Physik – etwa das Zusammenstecken eines einfachen Stromkreises zum Betreiben einer Glühbirne oder die Bekanntschaft mit dem Sonnensystem.

Es ist kaum zu erwarten, dass ein Kind nach dieser Vorbereitung in den ersten vier Schuljahren Inhalte der Naturwissenschaften als selbstverständliches Wissen auffasst. Das gilt weniger für die Biologie, weil hier der Faden in den weiterführenden Schulen schnell aufgenommen und weitergesponnen wird. Zur Physik kommt man immerhin nach kurzer Pause mit einigen Wochenstunden zurück. Besonders dramatisch ist die Situation hingegen im Fach Chemie: Diese so wichtige, grundlegende und vernetzende Naturwissenschaft wird in aller Regel in der Grundschule vollkommen ausgespart und in weiterführenden Schulen nicht vor der 8. oder 9. Klasse eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt stecken die Schüler:innen zumeist mitten in der Pubertät und sind an neuen Fächern, die sie mit vollkommen Unbekanntem konfrontieren, nicht nur häufig wenig interessiert, sondern zu diesem Zeitpunkt schlicht mental und emotional überfordert.

Die Folgen sind eine geringe Beliebtheit unseres Fachs und ein geringes Interesse an der Fortsetzung des Wissenserwerbs in Form einer einschlägigen Ausbildung oder eines Studiums. Kinder, die diese allgemein anerkannte Abneigung nicht teilen, gelten schnell als Sonderlinge. Absolvent:innen, die nach diesem nicht ungewöhnlichen Schulverlauf in den Grundschuldienst eintreten, sind also oft weder in der Lage noch haben sie den Mut, über chemische Themen zu reden – was den Teufelskreis in Gang setzt.

Nach meiner Ansicht muss man diesen Circulus vitiosus endlich durchbrechen, indem man frühzeiti

Chemische Experimente erfordern einen sichereren und überlegten Umgang mit Gefahrstoffen. Schüler:innen müssen sensibilisiert werden richtig und vernünftig mit diesen Stoffen umzugehen, weshalb eine Vermeidung von Gefahrstoffen ein wichtiges Ziel im Chemieunterricht darstellt. Die Mint-AG unserer Schule führt zu besonderen Anlässen Showexperimente vor, die andere Schüler:innen begeistern und ein gefördertes Interesse für die Naturwissenschaften wecken. Ein solcher Versuch ist auch die modifizierte Trautz-Schorigin Reaktion, umgangssprachlich besser bekannt als „Zwei-Farben-Chemolumineszenz“. Dieses beliebte Showexperiment darf jedoch, aufgrund der jüngsten Verbote der Gefahrstoffverordnung zum Gebrauch von KMR-Stoffen, wegen der Verwendung von Formalin und Pyrogallol, nicht mehr in das schulische Umfeld implementiert werden. Zwei Schüler der Mint-AG haben deshalb als „Forschungsprojekt“ eine Ersatzstoffsuche zu dieser Reaktion erarbeitet.

Im folgenden Artikel wird beschrieben, wie komplex eine solch simpel erscheinende Suche sein kann, und zu welchen Schwierigkeiten es dabei häufig kommt. Abschließend konnten unter Verwendung der gesundheitlich unbedenklichen und weiterhin kommerziell erhältlichen Chemikalien Dimethylsulfoxid (DMSO) und Gallussäure überzeugende Ergebnisse erzielt werden, womit diese eine geeignete Alternative zu den herkömmlichen Reagenzien darstellen.

Die Chloridionentitration nach Mohr ist eine geeignete Methode, um in der Schule quantitative Analytik zu thematisieren. Bei dieser Titration werden Chloridionen als schwerlösliches Silberchlorid gefällt. Am Äquivalenzpunkt sorgt wiederum ein schwerlösliches Silbersalz als Indikator für einen Farbumschlag. Im ursprünglichen Ansatz werden Chromationen als Indikator eingesetzt. Aufgrund der hohen Toxizität ist es bedenklich, die Titration als Schülerversuch durchzuführen. Im Rahmen einer Substitutionsprüfung wurde ein Indikator gefunden, der den Ansprüchen an Farbigkeit und Löslichkeit genügt. Phosphat fällt analog zu Chromat als farbiges Silbersalz aus und zeigt so zuverlässig den Endpunkt der Titration. Die Chloridionentitration ist mit diesem Indikator als Schülerversuch bedenkenlos möglich.

Der Klimawandel verändert das Leben der Menschen auf der Erde. Um diese Auswirkungen zu begrenzen, hat die Politik verschiedenste Maßnahmen beschlossen. Unter anderem sollen die Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor reduziert werden. Hierzu steht eine Vielzahl an Technologien zur Verfügung. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Bio-to-Liquid- (auch Biomass-to-Liquid-) und Power-to-Liquid-Kraftstoffen aus der Fischer-Tropsch-Synthese. Die hier vorgeschlagene Lernumgebung bietet die Möglichkeit, Lernenden die Technologie zur Herstellung dieser alternativen Kraftstoffe näher zu bringen. Zudem werden erste Erfahrungen aus dem Unterricht mit der Lernumgebung beschrieben.