Das Team Fachdidaktik/Merck-TU Darmstadt-Juniorlabor hat am 05.06.2024 Workshops für Lehrkräfte im Rahmen des Fachtags „Abenteuer Naturwissenschaft – Nachhaltigkeit im Fokus: entdecken – bewerten – handeln“ (Hessische Lehrkräfteakademie) angeboten:
Andrea-Katharina Schmidt und Harald Zemke, die im Rahmen des Fachtags das Merck-TU DA-Juniorlabor repräsentierten, boten den Workshop „Redox-Flow-Batterie im Schülerversuch – einfache Umsetzung“ an. Sie vermittelten den Lehrkräften, dass Redox-Flow-Batterien eine faszinierende Möglichkeit darstellen, Jugendliche für chemische Prozesse, Energieumwandlung und nachhaltige Technologien zu begeistern und deren Verständnis für diese wichtigen Konzepte zu vertiefen. Die Lehrkräfte konstruierten unter Anleitung eine modellhafte Redox-Flow-Batterie, auf der Grundlagen von Eisenverbindungen und mit medizintechnischem Material. Die Resonanz der Gäste war – laut Veranstalter – durchweg positiv.
Yannick L. Legscha und Kolleg:innen zeigten im Workshop „Brennstoffzellen funktional denken und experimentell erschließen“, wie Nachhaltigkeit am Beispiel kritischer Rohstoffe im Chemieunterricht fokussiert werden kann. Die Lehrkräfte erprobten die praxisnahe Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten, beginnend mit der Dispersion des Katalysatormaterials, über die Auftragung der Tinte mit der Air-Brush-Pistole, bis hin zur Heißverpressung der ME-Einheiten. Im Workshop „Kritikalität als Motor chemisch-technischer Innovation“ widmeten sich Markus Prechtl, Yannick L. Legscha, Krenare Ibraj, Lennard Niese, Helen Fischer und Laura Schan gemeinsam mit Lehrkräften der Herausforderung, dass etliche grüne Technologien, die für die Energiewende unabdingbar sind, auf kritischen Metallen basieren. Dies wurde mehrperspektivisch erschlossen: historisch, nachhaltig und experimentell, mit einem neuen Modellschulversuchs zum Recycling.
Das nächste größere Event, mit Schwerpunkt Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE), steht für alle Akteur:innen am 04.07.2024 an: Be with it!(Text: M. Prechtl)
Am 25.04.2024 war es wieder so weit: die TU Darmstadt öffnete ihre Türen für Mädchen von der 5. bis 10. Klasse im Rahmen des Girls‘ Days. Der Fachbereich Chemie war mit einem Angebot im Juniorlabor vertreten. Nach der Begrüßung und einigen Informationen zu Chemie-Studiengängen und -berufen ging es ins Labor. Die 20 Mädchen konnten in die Rolle von Chemikerinnen schlüpfen und sich der Herstellung verschiedener Kosmetikprodukte wie Lippenpflegestifte, Badebomben oder Shampoo widmen und dabei die jeweiligen Inhaltsstoffe und deren Funktion kennenlernen. Den Abschluss bildete ein gemeinsames Mittagessen in der Mensa. Durch das Programm führten Dr. Ute Brinkmann und Dr. Andrea-Katharina Schmidt unterstützt von studentischen Hilfskräften der verschiedenen Chemiestudiengänge.
Magnesium-Späne wirbeln in einer farblos-klaren Flüssigkeit im Rundkolben und fesseln die Blicke derer, die mit geschickten Handgriffen alle Inhalte in Spritzen aufzogen, die Späne abwogen und einfüllten. Jetzt gilt es! Die Reaktion sollte anspringen, sich Schaum bilden und die Lösung im Kolben trüb und braun werden. Momente der Anspannung, die den experimentierenden Schülerinnen und Schülern, Teilnehmende des Landesseminars Hessen-Thüringen, sehr wohl bekannt sind. Sie sind die Top10 beider Bundesländer zum Auswahlverfahren der Internationalen Chemieolympiade IChO. Reaktionsmechanismen sind ihnen vertraut, auch die Abläufe im Kolben vor ihnen. Chemie ist ihre Leidenschaft, was sie in bisherigen IChO-Runden bewiesen haben und für Anstehendes motiviert. 14 der 20 Teilnehmenden sind für die dritte Runde der IChO in Göttingen qualifiziert und die fünf Tage in Darmstadt dienen der Vorbereitung. Neben vielen Theorieübungen stehen auch Exkursionen und Einblicke bei der Firma MERCK und bei GSI an. Es braucht gute Unterstützung und einen langen Atem, um zur Bundesspitze aufzurücken. Genauso braucht es Geduld beim Experimentieren. Stopp, eben tut sich was, es geht los im Kolben…
Dr. A.-K. Schmidt
Schon seit vielen Jahren ist Darmstadt der Austragungsort des Landesseminars Hessen-Thüringen für die Landesbesten der Internationalen Chemieolympiade (IChO). Die Jugendlichen erwartet ein vielfältiges Programm, das neben der Vorbereitung auf kommende IChO-Runden und einem Freizeit- und Kulturprogramm auch die Besichtigung bedeutender Wissenschaftsstandorte in der Region umfasst. Auf dem Programm standen in diesem Jahr die GSI und Merck. Da darf ein Besuch an der TU Darmstadt inklusive Laborpraktikum im Juniorlabor natürlich nicht fehlen.
Vom 7. bis 9. Februar 2023 war es also wieder so weit. Wir durften 20 der besten IChO-Teilnehmer:innen aus Hessen und Thüringen und ihre Begleiter:innen am Fachbereich Chemie im Juniorlabor begrüßen. Das Thema des Laborpraktikums war Kohlenhydratchemie und -analytik.
Am Dienstag startete die Hälfte der Gruppe nach einer theoretischen Einführung mit der Synthese beider Anomere von Glucosepentaacetat. Nach der Mittagpause kam der Rest der Gruppe dazu und erhielt ebenfalls die Einführung, um gleich danach im Labor tätig zu werden.
Währenddessen widmete sich die erste Gruppe bereits der Reinigung der Syntheseprodukte durch Umkristallisieren. Mittels Dünnschichtchromatographie und NMR sollte im Anschluss die Selektivität der Synthesen bestätigt werden. Zur Vorbereitung auf die für den letzten Tag geplante Besichtigung des Festkörper-NMR-Labors inklusive Messung von Proben der Syntheseprodukte gab Prof. Dr. Torsten Gutmann der ersten Gruppe eine Einführung in die NMR-Spektroskopie.
Mittwochvormittag hatte auch die zweite Gruppe die Gelegenheit, die NMR-Einführung zu hören und anschließend die Synthesen im Labor zu Ende zu führen. Mittags brach dann die gesamte Gruppe in Richtung Merck auf. Das Unternehmen gehört nicht nur zu den langjährigen Unterstützern des Landesseminars, der Standort Darmstadt ist auch alle Jahre wieder ein reizvolles Ziel für eine Exkursion. Auf dem Werksgelände erwartete die Chemie-Olympioniken ein vielseitiges Programm mit Mittagessen, Vorträgen sowie interessanten Einblicken in das Darmstädter Werk.
Am Donnerstagmorgen ging es noch ein letztes Mal ins Juniorlabor. Doktorandin Franziska Theiß führte jeweils eine Gruppenhälfte durch die NMR-Abteilung, wo auch die Ergebnisse der Messungen der zur Analytik abgegebenen Proben diskutiert wurden. Die jeweils andere Gruppenhälfte stellte sich derweil durch Versilbern von Glasflaschen noch ein Andenken an die Zeit in Darmstadt her.
Am letzten Tag wurden durch Dr. Thomas Eberle, Head of Educational Partnerships & Projects Sustainability und damit auch zuständig für die Schülerlabore an der TU Darmstadt, die Urkunden für die erfolgreiche Teilnahme an der zweiten IChO-Runde verliehen.
Zum Abschluss und zur Feier des Tages gab es dann das inzwischen zur Tradition gewordene mit flüssigem Stickstoff hergestellte Erdbeereis.
Danach war es leider schon Zeit für unsere Gäste, die Heimreise anzutreten. Wir wünschen allen Weitergekommenen (darunter 8 Hess:innen!) viel Erfolg in den nächsten Runden und freuen uns auf ein Wiedersehen im nächsten Jahr!
Am 27.04.2023 ist wieder Girls‘ Day und natürlich ist der Fachbereich Chemie der TU Darmstadt mit dem Juniorlabor wieder mit dabei.
Was erwartet dich?
Was kann ich mit Chemie eigentlich anfangen? Viel mehr, als man denkt! Im Austausch mit Wissenschaftlerinnen und Studierenden könnt ihr euch am Girls’ Day über die vielfältigen Berufsmöglichkeiten informieren, die das Studienfach Chemie bietet. Außerdem bieten wir einen Einblick in unsere Labore, in welchen ihr euch bei spannenden Laborversuchen ausprobieren könnt.
Die Anmeldung erfolgt über das Girls’ Day-Radar.
Dort bitte nach „TU Darmstadt“ und „Fachbereich Chemie“ suchen.
Fragen zum Girls‘ Day-Angebot beantwortet die Zentrale Studienberatung:
Zentrale Studienberatung und –orientierung ZSB
Telefon: 06151.16 27295
girls-day@zsb.tu-darmstadt.de
Alle wichtigen Informationen wie Treffpunkt etc. erhältst du ein paar Wochen vor dem Girls’Day per E-Mail.
Wie in den vergangenen Jahren gibt es auch in diesem Jahr wieder einen Chemistree im Juniorlabor, den wir der Welt natürlich nicht vorenthalten wollen. Das Juniorlabor-Team wünscht allen eine frohe und erholsame Weihnachtszeit und einen guten Start in das Jahr 2023! Wir freuen uns auf viele Besucher*innen und spannende Experimente im neuen Jahr.
In den Herbstferien, vom 24.-28.10.2022, fand der zweite Durchgang der Projektwoche „Chemie für eine grüne Zukunft“ im Juniorlabor statt. Montag bis Freitag von jeweils 9 bis 15 Uhr, inklusive Mittagspause in der Mensa, wollten wir Jugendlichen von weiterführenden Schulen erneut die Gelegenheit geben, sich im Labor auszuprobieren, ihr chemisch-naturwissenschaftliches Wissen zu festigen oder sogar zu erweitern und dabei neue Kontakte zu knüpfen.
Dieses Angebot fand im Rahmen des EaseCorona-Programms für Schülerlabore statt, welches Teil des Aktionsprogramms Aufholen nach Corona für Kinder und Jugendliche des BMBF ist.
Nachdem schon der erste Durchgang in den Sommerferien schon großen Anklang fand, nahmen dieses Mal 24 Jugendliche von weiterführenden Schulen Teil, darunter einige, die schon an anderen Angeboten des Projekts teilgenommen hatten.
Auch im zweiten Durchgang ging es um die Fragen „Was ist eigentlich Nachhaltigkeit und wie kann Chemie dazu beitragen, dass unsere Lebensweise nachhaltiger wird?“ Bei diversen Versuchen zu verschiedenen Themenkomplexen sollten die Teilnehmer:innen Antworten auf diese Fragen erarbeiten.
Der erste Tag stand erneut unter dem Motto „Recycling – Stofftrennung für die Umwelt“. In Kleingruppen führten die Teilnehmer:innen erst eine Destillation durch und probierten dann aus, wie sich verschiedene Stoffeigenschaften wie Dichte, Löslichkeit oder Magnetismus nutzen lassen, um Wertstoffe voneinander zu trennen.
Am zweiten Tag ging es um nachhaltige Färbeverfahren. Nach einer Einführung zu Nachhaltigkeitsaspekten beim Färben von Textilien stellten die Teilnehmer:innen Indigo her, welches sie anschließend zum Färben von Seidentüchern oder mitgebrachten T-Shirts benutzten. Ein weiterer Programmpunkt war das Färben mit Beizenfarbstoffen aus natürlichen Quellen wie Reseda oder Krappwurzel, verbunden mit Informationen zu den chemischen Grundlagen der Färbeverfahren.
Thema des dritten Tages war „Chemie und Gesundheit“. Die Schüler:innen beschäftigten sich mit den Themenkomplexen Kosmetik und Arzneistoffe, wobei sie die Schwerpunkte abhängig von Alter, Vorwissen und Interesse selbst setzen konnten. Einige Gruppen entschieden sich für die Herstellung von Lippen- und Handpflege auf der Basis von Bienenwachs und pflanzlichen Fetten, andere bevorzugten die Synthese von Acetylsalicylsäure oder Paracetamol und Versuche zur Analyse von Arzneistoffen.
Der Werkstoff Aluminium stand im Zentrum des vierten Tages. Nach Informationen zu Gewinnung und Recycling von Aluminium ging es wieder ins Labor, wo Aluminiumdosen eloxiert und gefärbt wurden.
Am letzten Tag waren die Bestandteile der Luft das Thema. In der Einführung ging es um die Zusammensetzung der Atmosphäre und ihre Bedeutung für das Klima. Geklärt wurde unter anderem die Frage, was ein Gas zum Treibhausgas macht. Im Labor wurden dann in verschiedenen Experimenten anhand von flüssigem Stickstoff und Trockeneis die Eigenschaften der verschiedenen Luftbestandteile untersucht. Im Versuch zur Wasserlöslichkeit von Kohlendioxid wurde die Rolle der Ozeane als Klimapuffer sowie die Ozeanversauerung als Folge der steigenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre behandelt. Abschluss und Highlight des Tages war die Herstellung von Erdbeereis mit flüssigem Stickstoff.
Auch bei der zweiten Durchführung hatten wir es wieder mit einer heterogen Gruppe zu tun, insbesondere was das Alter betraf. Durch die Gruppeneinteilung und die Möglichkeit, an einigen Stellen zwischen verschiedenen Versuchen zu wählen, war für alle Teilnehmer:innen etwas dabei. So waren z.B. die Jüngeren begeistert von der Kosmetikherstellung, während die Älteren sich lieber der Synthese von Acetylsalicylsäure widmeten. Wieder andere nutzten die Gelegenheit, um sich bestimmte Themen aus dem Chemieunterricht nochmal genauer erklären zu lassen.
Beim jährlich stattfindenden „Viertrundenseminar“ lädt der Förderverein Chemieolympiade e.V. (FChO) die Teilnehmer*innen der vierten Runde (= letzte nationale Runde) des Auswahlverfahrens für die Internationale Chemieolympiade (IChO) im September zu einem einwöchigen Seminar ein. Im Rahmen des 2022 in Heidelberg stattfindenden Seminars waren die 12 Teilnehmer*innen am 12.09.2022 zu einem Praxisworkshop im Juniorlabor zu Gast, wo sie ausgewählte Synthesen aus dem Juniorlabor-Repertoire durchführten. Unter den Teilnehmer*innen waren die vier Mitglieder des deutschen Nationalteams, von denen wir drei (ein Hesse, zwei Thüringer) bereits beim Landesseminar im Februar bei uns begrüßen durften.
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