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Der Artikel stellt ein günstiges Spektralphotometer (BrickPhotometer) vor, das für den Einsatz im Chemieunterricht der Sekundarstufe konzipiert ist. Es besteht aus einem Gehäuse aus Klemmbausteinen, einem Transmissionsgitter und als Detektor fungiert ein Smartphone. Gemessen wird, indem Digitalbilder von Spektren sichtbaren Lichts aufgenommen und Grau-Werte als Größe für die Lichtintensität ausgelesen werden. Dadurch können Absorptionsspektren erstellt und Farbstofflösungen durch Absorptions- und Fluoreszenzmessungen quantifiziert werden. Limitationen ergeben sich aus der Berechnung der Grau-Werte. Deren Wert ist abhängig von der Farbe und ohne zusätzliche Kalibrierung ungeeignet für die Bestimmung absoluter Lichtintensitäten. Dennoch können die Spektren qualitativ und quantitativ ausgewertet werden, wodurch komplexe Messmethoden veranschaulicht werden.

In diesem Beitrag werden zwei Versuchsreihen zum Thema Nanomedizin für die Oberstufe und Schülerlabore präsentiert. Es wird das Prinzip der „Nanocarrier“ vorgestellt, die genutzt werden können, um Wirkstoffe zielgerichtet zu Organen und infiziertem Gewebe zu transportieren. Dadurch können lokal eine höhere Wirkstoffdosis erreicht und gleichzeitig Nebenwirkungen minimiert werden. Die Versuchsreihen umfassen alle relevanten Schritte von (1) der Wahl bzw. der Synthese der Polymere über (2) die Formulierung und Beladung mit fluoreszierenden Modellsubstanzen bis zu (3) dem zielgerichteten Abbau der Nanocarrier durch Esterspaltung und der Freisetzung der Modellsubstanz. Alle Experimente können als Schülerversuche mit einfachen Geräten aus dem Schullabor innerhalb von einer Doppelstunde durchgeführt werden. Inhaltlich können die Lehrplanthemen „Nano“ und „Polymere“ ideal miteinander vernetzt und zahlreiche klassische Inhalte des Chemieunterrichts (Polymerisation, Polarität, Esterbildung, -spaltung, Carbonsäuren, …) anhand eines attraktiven und motivierenden Kontextes eingeführt oder gefestigt werden.

Im Sinne des Game Based Learnings verfolgen Educational Escape Games (EEGs) das Ziel, den unterrichtlichen Lernprozess mit Spielelementen zu verbinden, um so die Motivation der Schüler:innen für eine fachliche Auseinandersetzung zu steigern und ihnen einen veränderten Zugang zu den Fachinhalten anzubieten. Verschiedene Forschungsprojekte können zeigen, dass derartige Lernsettings insbesondere auch einen Beitrag zur Steigerung überfachlicher Kompetenzen leisten. Um jedoch als adäquate Alternative zum regulären Chemieunterricht eingesetzt werden zu können, bedarf es neben dem Blick auf das Spielkonzept einer starken Fokussierung auf die fachinhaltliche Perspektive sowie die sich daraus ergebenen unterrichtlichen Konsequenzen. Der Artikel liefert eine theoretische Ausdifferenzierung von EEGs aus Fachinhaltsperspektive und zeigt auf, wie einzelne Facetten miteinander wechselwirken. Daraus werden Planungs- und Forschungskonsequenzen unter Bezug auf die Unterrichtsqualitätsbereiche abgeleitet.

Kunststoffe sind sowohl aus unserem Alltag als auch aus den Curricula des Chemieunterrichts nicht mehr wegzudenken. Die Synthese von Polykondensaten, die sich mit industriellen Produkten vergleichen lassen, gestaltet sich im Chemieunterricht jedoch schwierig. Auch sollte den Schüler:innen ein experimenteller Zugang angeboten werden, der gleichzeitig das Verständnis für den Ablauf der chemischen Reaktion bei der Synthese fördert. Hierzu wurde ein Schülerexperiment entwickelt, bei dem die biobasierte und biologisch-abbaubare Polymilchsäure synthetisiert wird. Gleichzeitig wird den Schüler:innen die Möglichkeit zur begleitenden Analyse der Polykondensation geboten. Dazu untersuchen die Schüler:innen unter anderem die Abnahme des Edukts und die Entstehung der Produkte.

Neben den Analysen im Schülerexperiment wurde das Reaktionsprodukt mittels Schmelzbereichsbestimmung und ATR-IR-Spektroskopie untersucht, um qualitative Aussagen über die Entstehung von Polymilchsäure treffen zu können.

In diesem Beitrag werden neue Experimente zu Redoxreaktionen an der Oberfläche von Flüssigmetalle vorgestellt, wobei das Flüssigmetall entweder als Reduktionsmittel oder als Reaktionsumgebung Verwendung findet. Daher werden hier die Themenfelder „Redoxreaktionen“ sowie „Standardpotentiale“ und „Metallurgie“ miteinander verknüpft. Die Versuche bestechen durch ihren einfachen Aufbau, einfach Handhabbarkeit, da keine gefährlichen Chemikalien verwendet werden, den schnellen visuellen und einprägsamen Zugang zu Redoxreaktionen und die Wiederverwendbarkeit des Flüssigmetalls (Galinstan).

Nobelpreisträger Prof. Dr. Dr. h. c. Benjamin List begrüßt im Editorial dieser CHEMKON-Ausgabe (S. 271) die Leser:innen mit einem optimistischen Blick auf den Chemieunterricht.