Zu Besuch am KIT (Juli´17)

Chemiekurs von Frau Streb auf Tour

Am 04. Juli 2017 machten wir, der Chemiekurs der Jahrgangsstufe 1, uns auf den Weg zum KIT in Eckenstein- Leopoldhafen.

Das KIT ist das größte deutsche Forschungsinstitut und existiert seit 2006, als sich die Universität und das Forschungszentrum Karlsruhe vereint haben. Insgesamt unterrichten am KIT 344 Professoren und 941 ausländische Gastwissenschaftler (international attraktiv) zirka 25.000 Studierende und 467 Auszubildende. In Leopoldshafen werden die Naturwissenschaften Chemie, Biologie und Physik, sowie auch das Fach Technik unterrichtet.

Unsere Exkursion begann um 8:30 Uhr. Wir trafen uns mit unserer Fachlehrerin, Frau Streb vor dem Gebäude und begannen dann alle gemeinsam mit einer kurzen Einführung unseres Tagesablaufes.

Zu Beginn begrüßte uns Prof. Schäfer, ein Dozent der Uni Mannheim und Spezialist im Bereich Molekulare Genetik und Biochemie. Er erläuterte uns, was bei dem Praktikum, Elektrochemie auf uns zukommen wird. Wir bekamen eine Betriebseinweisung für gentechnische Arbeiten der Sicherheitsstufe 1. Im Anschluss gab es einen kurzen Vortrag und Einleitung in das Thema ionenselektive Elektroden.

Was sind ionenselektive Elektroden? Bei diesen Elektroden handelt es sich um eine Art Sensor, welche die Konzentration der Ionen oder den Spannungspegel eines Ions messen können. Diese Elektroden werden auch ionenspezifische oder ionensensitive Elektroden genannt. Bei der Messung der Ionen gibt es bestimmte Einflussfaktoren wie die chemische Umgebung und die Messlösung, welche beide die Bildung des Potentials beeinflussen.

Als Messlösung wurde uns der TISAB (=Total Ion Adjustment Buffer) vorgestellt, welches wir dann später bei unserem Experiment auch benutzten. Hierbei handelt es sich um eine gepufferte Lösung zum Einstellen des pH-Wertes und einer konstanten Ionen-Konzentration.

Es gibt zwei Elektroden, die Referenzelekrode und die ionenselektive Elektrode. Beim Aufbau der Elektrode gibt es zwei verschiedene Arten: das Zweistabprinzip und die Einstabmeßkette. Beim Zweistabprinzip sind beide Elektroden zwei eigenständige Bauelemente. Wobei bei der Einstabmeßkette die Mess- und Referenzelektrode eine Baueinheit sind.2017 KIT4

Diese Messtechnik wird in verschiedenen Bereichen angewendet wir Kosmetik, industrielle Produktion, Agrarwirtschaft, Trinkwasser Monitoring, Abwasserbehandlung und Umwelttechnik. Hierbei werden Gebiete gemessen wie, Verunreinigung der Oberflächengewässer, Schwermetallbelastung und die pH-Messung, wie beim sauren Regen.

Nun hieß es für uns, das Gelernte in die Praxis umzusetzen. Wir teilten uns in zwei Gruppen, die einen gingen ins Labor und die anderen bekamen im Seminarraum zwei Vorträge, später mehr dazu.

Beim Praxisteil machten wir einen Versuch der Funktionsweise einer Chlorid-Messung und einmal mit einer Fluorid-Messung. Beim der Fluorid-Messung bestimmten wir den Gehalt des Fluorids in der Zahnpasta, welches als Kariesprophylaxe fungiert. Bei der Chlorid-Messung untersuchten wir, wieviel Chlorid in Kochsalz vorhanden ist.

Wir stellten zunächst sechs Kalibrier-Standards her, um diese Werte als eine Gerade auf dem halblogarithmischen Papier einzuzeichnen. Diese Gerade diente uns später als Orientierung, als es um die Konzentration der Proben ging. Die Proben bestanden aus verschiedenen Zahncremes, wir nahmen die Zahnpasta Aloe Vera, Elmex Kinder, Zendium und Aronal, welche wir dann auf den Fluoridgehalt testeten. Zu den Standards und Proben kamen jeweils 50ml TISAB hinzu.

Wir spülten die Elektroden mit destilliertem Wasser ab, stellten jeweils die Lösung auf das Feld drunter und dann ging es nur noch um das Zeitstoppen und Ablesen der Werte. Danach rechneten wir die Konzentrationen aus, in der Einheit ppm(=parts per million) und verglichen unsere Werte mit dem Soll-Wert auf der Zahnpastatube. Nachdem alles ausgewertet und berechnet wurde, durften wir gegen 12:15 in die Mittagspause gehen.

Um 13 Uhr endete unsere Mittagspause. Nun wurde getauscht. Die Gruppe, die morgens das Praktikum gemacht hatte, durfte sich am Nachmittag zwei Vorträge anhören, und andersherum.

Der erste Vortrag wurde von einer Physikerin, namens Dr. Regine Geerk-Hedderich, gehalten. Sie nannte uns allgemeine Fakten zum KIT, zeigte uns den Aufbau, anhand eines Plans und erklärte uns die Tätigkeiten. Wir diskutierten über die Themen, wie die Abschaffung der Atomkraftwerke und die Durchsetzung der Brennstoffzelle.

Um 14 Uhr startete Dr. Iwiza Tesari mit dem zweiten Vortrag. Das Thema des Fachvortrags war: Leicht- und hochbelastbar – Strukturen nach dem Vorbild der Natur. Er erklärte uns die Bionik, welches ein Kunstwort ist, das sich aus Biologie und Technik zusammensetzt. Bionik beschreibt die Übertragung und Anwendung von Phänomenen der Natur in die Technik. Ein Beispiel hierfür, ist das Fliegen, wobei man sich von den Vögeln inspirieren lassen hat. Der Klettverschluss zum Beispiel wurde von den Kletten des Waldes abgeleitet.

In der Technik ist das Zusammenspiel von Belastung, Material und Design der Grund, dass alles kaputt geht. Dies durfte jeder am Beispiel der Büroklammer selbst herausfinden, welche nach mehrfachen biegen, auseinanderbrach. Wenn man etwas lange Zeit belastet, kommt es zu Materialermüdung. So kam es im Jahre 1875 zu einer Entgleisung einer Lokomotive „Amstetten“, da die Kupplung, aufgrund von Überlastung, riss.

Zudem berichtete er uns von der Körpersprache der Bäume. Dies war sehr interessant, denn jetzt können wir, wenn wir im Wald spazieren gehen, die Gesundheitslage der Bäume analysieren. Hat ein Baum zum Beispiel eine Rippe, kann man davon ausgehen, dass dieser Baum an einem Radialriss leidet. Die Rippe ist eine Reparaturmaßnahme des Baumes. Eine Beule zeigt uns das Morschen durch Pilze an.

Insgesamt haben wir den Tag alle sehr genossen. Das Praktikum hat uns viel Spaß gemacht und die Vorträge waren sehr aufschlussreich und interessant. Auch die Professoren waren alle sehr nett und nahmen sich Zeit für eventuelle Fragen und Erklärungen.

Sarah Becker und Viktoria Gajbach WG 1/1


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