Experimente zur Veresterung im Schulunterricht konzentrieren sich meist auf die Synthese wohlriechender Aromastoffe. In diesem Artikel wird ein neues Demonstrationsexperiment vorgestellt, das Veresterungen auch jenseits des Geruchssinns erfahrbar macht: Durch die Veresterung von Fluorescein zum nicht‐fluoreszenten Diacetat‐Ester können Schülerinnen und Schüler den chemischen Reaktionsverlauf unter UV‐Licht innerhalb weniger Minuten direkt visuell beobachten. Die anschließende Esterhydrolyse in Natronlauge stellt die Fluoreszenz wieder her und verdeutlicht somit augenscheinlich die Umkehrbarkeit der Veresterung. Der Versuch ist mit gängigen Chemikalien einfach realisierbar und lässt sich innerhalb von etwa 20 Minuten durchführen. Ergänzend werden didaktische Anknüpfungspunkte aufgezeigt, um den Einsatz im Chemieunterricht gezielt zu gestalten und bei Schülerinnen und Schülern mechanistisches Denken zu unterstützen.
Das Projekt „Gamify your Lab“ verbindet experimentellen Chemieunterricht im Schülerlabor mit spieltypischen Elementen wie Narrativ, Rätselstruktur und Feedback. Zwei exemplarische Lerneinheiten zeigen, wie Experimente mit und ohne digitale Lernumgebung in motivierende, problemorientierte Lernkontexte eingebettet werden können. Erste Evaluationen weisen auf hohe Akzeptanz und gesteigerte Aktivierung der Lernenden hin.
In diesem Beitrag wird ein einfaches Sch & uuml;lerexperiment vorgestellt, bei dem durch Umesterung von Triacylglyceriden mit n-Alkanolen im Mikroma ss stab geruchsaktive Alkylalkanoate hergestellt werden. Die Reaktion erfolgt alkalisch katalysiert bei Raumtemperatur in kleinen Gef & auml;ss en; es entstehen fl & uuml;chtige Ester mit charakteristischen Frucht- und Aromager & uuml;chen. Das Experiment eignet sich f & uuml;r die Sekundarstufe II und verdeutlicht die Inhalte Esterbildung, Katalyse sowie Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. This article presents a simple student experiment in which odor-active alkyl alkanoates are produced on a microscale by transesterification of triacylglycerides with n-alkanols. The reaction is carried out under basic catalysis at room temperature in small vessels; volatile esters with characteristic fruity and aromatic odors are formed. The experiment is suitable for upper secondary education and illustrates the concepts of ester formation, catalysis, and structure-property relationships.
Der Einsatz von KI‐gestützten Chatbots wie ChatGPT im Chemieunterricht eröffnet neue Möglichkeiten für das Lehren und Lernen im Fach Chemie. Um Lehrkräfte für einen reflektierten und didaktisch sinnvollen Einsatz von KI‐Chatbots im Chemieunterricht zu qualifizieren und ihnen zu ermöglichen, diese Tools auch mit ihren Lernenden anzuwenden, wurde eine Fortbildung konzipiert und erprobt. In diesem Beitrag wird das zugrundeliegende Konzept vorgestellt und anhand von praxisnahen Anwendungsszenarien aufgezeigt, wie der Ablauf der Fortbildung aussah. Neben diesem Fokus werden Einblicke in ausgewählte Inhalte und didaktische Überlegungen gegeben, mit dem Ziel, Impulse für die Integration von KI‐Chatbots in den Chemieunterricht zu geben.
Transversale Kompetenzen wie Kommunikation, Kollaboration, kritisches Denken und Entscheidungsfindung sind zentral f & uuml;r schulischen Erfolg, berufliche Handlungsf & auml;higkeit und gesellschaftliche Teilhabe. Dennoch werden diese Kompetenzen im schulischen Kontext bislang h & auml;ufig nur niederschwellig gef & ouml;rdert. Die vorliegende Studie untersucht das Potenzial einer non-formalen Lernumgebung zur pharmazeutischen Chemie, die transversale Kompetenzen Kollaboration und Entscheidungsfindung gezielt zu adressieren. Die Lernumgebung wurde nach den Prinzipien einer inklusiven naturwissenschaftlichen Bildung konzipiert und im Rahmen Partizipativer Aktionsforschung mit insgesamt 135 Sch & uuml;ler:innen aus M & uuml;nchen und Umgebung erprobt. Die Ergebnisse deuten auf das Potenzial non-formaler Lernumgebungen hin, transversale Kompetenzen auf hohen Leveln zu adressieren und liefern zugleich Impulse f & uuml;r die Weiterentwicklung von Lernumgebungen im schulischen und au ss erschulischen Bereich. Transversal competencies such as communication, teamwork, critical thinking, and decision-making are essential for academic success, professional capability, and active participation in society. However, these competencies are still often promoted only at a minimal level in formal school settings. This study examines the potential of a non-formal learning environment on pharmaceutical chemistry to explicitly foster the students' collaboration and decision-making skills. The learning environment is designed based on the principles of inclusive science education and evaluated as part of the Participatory Action Research process with 135 secondary school students from Munich and its surroundings. The results suggest the potential of non-formal learning environments to address transversal competencies at levels corresponding to higher rubric stages and offer valuable impulses for the further development of learning environments in both formal and non-formal educational contexts.
Research-based learning has been an integral part of teaching and learning in secondary school science classes for many years. In most cases, however, the research aspect is largely limited to the macroscopic level of materials. This makes it easy to investigate the influence of substance quantity, energy, surface effects, and much more. In this context, the "research cycle" with its typical phases of planning, implementation and assessment is becoming increasingly important. At the submicroscopic level, however, such an approach is only possible if the model particles can be manipulated in digital applications. These representations of real-world situations are easy to use in the classroom and can be readily adapted to the needs of the specific group of students. Our work describes the creation of the immersive "water molecule simulator" using Blender software and the integration of the files into the "Microsoft HoloLens 2" AR glasses. In addition to the 3D application, there is also a two-dimensional version that can be easily used in chemistry lessons in secondary schools. A short lesson plan with accompanying material for tablets and XR glasses is also available.
Carbon-containing nanoparticles represent an exciting interface between carbon chemistry and nanochemistry and have been named one of the Top Ten Emerging Technologies of 2025 by IUPAC. In addition, they are suitable for addressing top-down syntheses of nanoparticles in chemistry class, which are already embedded in curricula but for which only few appropriate school experiments are available. The following article describes, for the first time, an experiment for the synthesis of carbon-containing nanoparticles from graphite that is suitable for schools, does not require aggressive oxidizing agents and applies standard pencil leads. By thermal pre-treatment and subsequent electrochemical exfoliation, nanoparticles are formed that show fluorescence under UV light.
The transition to renewable energies requires new storage solutions. The focus is particularly on energy storage from renewable energy technologies such as solar and wind power. Sustainability should also be a priority in storage technology in order to enable safe and environmentally friendly energy storage. Against this backdrop, hydroxytyrosol from green olives, as a natural, redox-active electrolyte, offers particularly promising potential for sustainable energy storage and at the same time opens up new didactic perspectives for chemistry teaching. Since hydroxytyrosol is a polyphenol with hydroquinone groups, it can be converted electrochemically. It occurs in olives and their by-products in remarkable concentrations. The electrochemical conversion of hydroxytyrosol can be demonstrated with various olive products in school experiments.
Der Einsatz von K & uuml;nstlicher Intelligenz (KI) bietet gro ss es Potenzial f & uuml;r einen adaptiven Naturwissenschaftsunterricht. In einer explorativen Studie wurde untersucht, wie Chemielehrkr & auml;fte zum Einsatz von TutorBots im Unterricht eingestellt sind. Dabei wurde sowohl die aktuelle Nutzungserfahrung im Bereich der Erstellung und Anwendung von TutorBots erfasst. Zudem wurden das wahrgenommene Vertrauen (Perceived Trust), die wahrgenommene N & uuml;tzlichkeit (Perceived Usefulness) und die Verhaltensabsicht (Behavioral Intention) in Bezug auf TutorBots erhoben. Erg & auml;nzend lieferten qualitative Interviews Einblicke in die von den Lehrkr & auml;ften identifizierten H & uuml;rden bei der Entwicklung und dem Einsatz solcher Systeme. Die Ergebnisse zeigen, dass Chemielehrkr & auml;fte zwar eine hohe Verhaltensabsicht gegen & uuml;ber TutorBots aufweisen, bisher jedoch nur 23,5 % diese tats & auml;chlich im Unterricht eingesetzt haben. Als zentrale Herausforderungen wurden vor allem der hohe zeitliche Aufwand, Unsicherheiten bei der Prompt-Formulierung, eine unzureichende technische Ausstattung und fehlende Kompetenzen der Lernenden genannt. Die Ergebnisse liefern wertvolle Hinweise f & uuml;r gezielte Fortbildungsma ss nahmen, zeigen jedoch zugleich Handlungsbedarfe und Herausforderungen auf, die von Entscheidungstr & auml;gern, Lehrkr & auml;ften und Lernenden gemeinsam adressiert werden sollten. The use of artificial intelligence (AI) offers great potential for adaptive science teaching. An exploratory study investigated how chemistry teachers feel about using TutorBots in the classroom. The study looked at the current user experience in the area of creating and using TutorBots. In addition, the Perceived Trust, the Perceived Usefulness, and the Behavioral Intention with regard to TutorBots were assessed. Qualitative interviews provided additional insights into the obstacles identified by teachers in the development and use of such systems. The results show that although teachers have a high behavioral intention toward TutorBots, only 23.5% have actually used them in class so far. The main challenges cited were the high time commitment, uncertainties in prompt formulation, inadequate technical equipment, and a lack of skills among learners. The results provide valuable insights for targeted training measures, but at the same time highlight areas for action and challenges that should be addressed jointly by decision-makers, teachers, and learners.
Lehrkr & auml;fte im Fach Chemie sehen sich mit vielf & auml;ltigen Anforderungen f & uuml;r die Gestaltung des Unterrichts konfrontiert. Sowohl schulorientiertes Experimentieren als auch digitalisierungsbezogene Neuerungen setzen spezifische Kompetenzen bei Lehrkr & auml;ften voraus, die durch Fortbildungen in der dritten Phase der Lehrkr & auml;ftebildung gezielt weiterentwickelt werden k & ouml;nnen. Dabei sind in der Literatur Merkmale wirksamer Fortbildungen zu finden, die sich jedoch wenig auf digitalisierungsbezogene Angebote spezifischer F & auml;cher beziehen. Im Rahmen der hier vorgestellten Bedarfserhebung wurden die Bedarfe und W & uuml;nsche von Chemielehrkr & auml;ften bzgl. Fortbildungsveranstaltungen erfragt. W & auml;hrend einige & Uuml;berschneidungen mit allgemeinen Merkmalen wirksamer Fortbildungen erkannt werden k & ouml;nnen, f & uuml;hren insbesondere experimentell-praktische Schwerpunkte zu davon abweichenden Bedarfen. Teachers are confronted with a wide range of requirements when it comes to designing lessons. Cross-cutting issues such as digitalisation require teachers to hold certain competences in order to design lessons accordingly. Professional development programmes (PDP) are used as a key tool in the third phase of teacher training to build up such competences among teachers. The literature contains characteristics of effective PDPs, however these relate little to specific subjects. As part of the needs assessment presented here, the needs and wishes of chemistry teachers with regard to PDPs were surveyed. While some overlaps with general characteristics of effective PDPs can be identified, experimental and practical emphases in particular lead to deviating needs.
Reaktionskinetik wird h & auml;ufig als schwierig, theoretisch und Mathematik-lastig empfunden, weshalb experimentelle Zug & auml;nge f & uuml;r diesem Themenbereich notwendig sind. In diesem Beitrag werden entsprechende Versuche zur Reaktionskinetik vorgestellt, bei denen das Farbstoffsystem eines Spiropyrans und dessen isomerer Merocyanin-Form untersucht wird. Die Entf & auml;rbungsreaktion des Merocyanins zum Spiropyran-Isomer l & auml;sst sich photometrisch und mittels NMR-spektroskopischer Untersuchungen quantitativ analysieren. Durch die photometrische Untersuchung k & ouml;nnen grundlegende kinetische Parameter dieser Reaktion bis hin zur Aktivierungsenergie nach Arrhenius ermittelt werden. W & auml;hrend die photometrische Untersuchung sinnvoll in der Sekundarstufe II integrierbar ist, ist die Analytik mittels 1H-NMR-Spektroskopie im hochschuldidaktischen Kontext nutzbar. Sie erm & ouml;glicht einen tieferen Einblick in das Gleichgewicht zwischen den beiden Formen des Isomerenpaars Spiropyran und Merocyanin nach Anregung durch UV-Licht. Da das Spiropyran teuer im Einkauf ist, wird au ss erdem eine schultaugliche Synthese vorgestellt, die g & uuml;nstige Edukte nutzt und aufgrund ihres geringen Gef & auml;hrdungspotenzials auch von Sch & uuml;ler:innen durchgef & uuml;hrt. Kinetics is often considered challenging due to its theoretical and mathematical complexity. Consequently, there is a need for kinetic experiments that are appropriate for chemistry classes. This article presents such experiments using a spiropyran dye and its isomeric merocyanine form. The decolorization reaction of merocyanine to the spiropyran isomer can be analyzed using photometry or nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Photometry is well-suited for determining fundamental kinetic parameters, including the Arrhenius activation energy. While photometry can be implemented in secondary school teaching, 1H NMR spectroscopy is more appropriate for undergraduate laboratory courses. The latter provides deeper insight into the equilibrium between the spiropyran isomers following UV excitation. Since spiropyran is expensive to purchase, a synthesis suitable for educational settings is also presented. The starting materials are inexpensive, and students can perform the synthesis due to its low hazard potential.
In diesem Beitrag wird ein einfach durchf & uuml;hrbares Experiment zur nasschemischen Herstellung von mangan-dotierten Zinksulfid-Nanopartikeln vorgestellt, das gezielt f & uuml;r den Einsatz in der gymnasialen Oberstufe konzipiert wurde. Durch die F & auml;llungsreaktion von Zinksulfid in Gegenwart von Mn2+-Ionen entstehen kolloidale Nanopartikel, die eine charakteristische orangefarbene Lumineszenz unter UV-Bestrahlung zeigen. Die beobachtete Lumineszenz wird als Aktivator-Dotierung gedeutet und erm & ouml;glicht eine modellhafte Einf & uuml;hrung in das Konzept der Dotierung sowie in grundlegende Aspekte des B & auml;ndermodells von Halbleitern. Der nanopartikul & auml;re Charakter des Produkts wird qualitativ & uuml;ber den Tyndall-Effekt nachgewiesen. Neben der fachlichen Einordnung wird das Experiment didaktisch diskutiert und in Bezug zu den Bildungsstandards und dem nieders & auml;chsischen Kerncurriculum Chemie gesetzt. In this paper, a simple and easily implementable experiment for the wet-chemical synthesis of manganese-doped zinc sulfide nanoparticles is presented, specifically designed for use in upper secondary school chemistry education. The precipitation of zinc sulfide in the presence of Mn2+ ions leads to the formation of colloidal nanoparticles that exhibit a characteristic orange luminescence under UV irradiation. The observed luminescence is interpreted as activator doping and enables a model-based introduction to the concept of doping as well as to fundamental aspects of the band model of semiconductors. The nanoparticulate nature of the product is qualitatively demonstrated using the Tyndall effect. In addition to the chemical analysis, the experiment is discussed from a didactic perspective and related to the educational standards and the Lower Saxony chemistry curriculum.
Am 22. Februar 1801 gelang Johann Wilhelm Ritter in Jena der experimentelle Nachweis einer unsichtbaren Strahlung jenseits des violetten Bereichs des sichtbaren Spektrums. Als Indikator nutzte er die photochemische Schw & auml;rzung von Hornsilber (Silberchlorid) und erbrachte damit erstmals einen indirekten experimentellen Nachweis der ultravioletten Strahlung. Anl & auml;sslich des 225-j & auml;hrigen Jubil & auml;ums dieser Entdeckung wurde das historische Experiment experimentell rekonstruiert und f & uuml;r den Einsatz in Schule und Hochschule methodisch weiterentwickelt. Eine zentrale Herausforderung bei der Reproduktion des Versuchs besteht in der Herstellung einer homogenen, lichtempfindlichen Silberchloridschicht. Zu diesem Zweck wurde ein zweistufiges Spr & uuml;hverfahren entwickelt, das eine gleichm & auml;ss ige und reproduzierbare Pr & auml;paration von Silberchlorid auf Filterpapier erm & ouml;glicht. Bei der Belichtung im prismatisch erzeugten Spektrum zeigt das pr & auml;parierte Papier eine deutliche Schw & auml;rzung im kurzwelligen Bereich mit einem Intensit & auml;tsmaximum jenseits des sichtbaren Violetts. Der Versuch erlaubt damit einen klar nachvollziehbaren indirekten Nachweis ultravioletter Strahlung & uuml;ber ihre photochemische Wirkung. Zugleich er & ouml;ffnet die rekonstruierte Versuchsanordnung einen experimentellen Zugang zur Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Materie und verdeutlicht den interdisziplin & auml;ren Charakter von Ritters Entdeckung an den Schnittstellen von Physik, Chemie und Naturphilosophie. On February 22, 1801, Johann Wilhelm Ritter experimentally demonstrated the existence of an invisible radiation beyond the violet region of the visible spectrum. Using the photochemical darkening of horn silver (silver chloride) as an indicator, he provided the first indirect evidence of ultraviolet radiation. On the occasion of the 225th anniversary of this discovery, the experiment was experimentally reconstructed and methodically refined for educational use. A key challenge in reproducing Ritter's experiment lies in the preparation of a homogeneous light-sensitive silver chloride layer. To address this issue, a two-step spray deposition method was developed that produces a uniform and reproducible silver chloride coating on filter paper. When exposed to a prismatically dispersed spectrum, the prepared paper exhibits a clear darkening gradient in the short-wavelength region, with a pronounced intensity maximum beyond the visible violet. The experiment thus enables a reliable indirect detection of ultraviolet radiation through its photochemical effect. Beyond its historical significance, the reconstructed setup provides an accessible experimental approach for demonstrating the interaction of electromagnetic radiation with matter and highlights the interdisciplinary character of Ritter's discovery at the intersection of physics, chemistry, and natural philosophy.
In Schule und Hochschule bearbeiten Lernende in der Regel mehr Aufgaben, als Lehrende korrigieren k & ouml;nnen. Wo der Mensch an seine Grenzen kommt, kann K & uuml;nstliche Intelligenz (KI) ansetzen und bei Routineaufgaben unterst & uuml;tzen oder sie auch ganz & uuml;bernehmen. In diesem Artikel wird untersucht, inwiefern eine KI in der Lage ist, Schulaufgaben aus dem Fach Chemie korrekt zu bewerten. Hierzu werden die Bewertungsqualit & auml;t von Mensch und Maschine gegen & uuml;bergestellt und & uuml;ber mehrere klassische curriculare Themenfelder hinweg verglichen. Weiterhin wird gezeigt, dass durch Prompts und gezieltes Finetuning des KI-Modells die Leistung deutlich verbessert werden kann. Durch ein Training mit 130 Datens & auml;tzen pro Frage erreichen die KI-Modelle nahezu vergleichbare Bewertungsqualit & auml;t wie menschliche Gutachter:innen, wobei sich die Qualit & auml;t je nach Anforderungsbereich unterscheidet. In schools and higher education, learners typically complete more tasks than instructors are able to assess. Where human capacity reaches its limits, artificial intelligence (AI) can support or even fully assume routine assessment tasks. This article investigates the extent to which AI is capable of accurately assessing students' chemistry assignments. To this end, the assessment quality of human raters and AI models is compared across several classical curricular content areas. Furthermore, it is shown that carefully designed prompts and targeted fine-tuning substantially improve model performance. With training on approximately 130 datasets per item, the AI models achieve assessment quality that is nearly comparable to that of human evaluators, although performance varies depending on the cognitive demand level of the tasks.
The industrial synthesis of ammonia is carried out almost exclusively using the Haber-Bosch process - an energy-intensive process responsible for around 1.4% of global CO2 emissions. Finding sustainable alternatives to this process is therefore a key focus of current research. Electrochemical approaches in particular are considered promising, as they can enable an energy-efficient, safe, and sustainable production. The experiments presented here demonstrate a new electrochemical method that converts nitrate, typically regarded as a waste material, as a feedstock for ammonia production: nitrate is reduced to ammonia by electrolysis using standard school electrodes and ambient conditions via the intermediate stages of nitrite, nitric oxide, and hydroxylamine. With the help of suitable color and fluorescence detection methods, not only ammonia but also the intermediates of the reduction can be detected, thus providing a more detailed insight into the processes at the electrodes.
Farbstoffsensibilisierte Solarzellen (Dye-sensitized Solar Cells, DSSCs) stellen einen biomimetischen Ansatz zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie dar, der sich am Funktionsprinzip der Photosynthese orientiert. Trotz ihres seit den fr & uuml;hen 1990er-Jahren bekannten Konzepts existieren bislang nur wenige experimentelle Zug & auml;nge, die zugleich kosteneffizient, einfach durchzuf & uuml;hren und f & uuml;r den Einsatz an Schulen und Hochschulen geeignet sind. Der hier vorgestellte Versuchsansatz beschreibt den Aufbau einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle unter Verwendung alternativer, leicht verf & uuml;gbarer Materialien. Dabei wird Titandioxid als Photoanodenmaterial durch Zinkoxid ersetzt, auf Edelmetalle wie Platin verzichtet und stattdessen eine Graphitkathode eingesetzt. Chlorophyll dient als pflanzlicher Photosensibilisator, w & auml;hrend eine iodhaltige L & ouml;sung auf Basis eines handels & uuml;blichen Medizinprodukts als Elektrolyt fungiert. Der Versuch erm & ouml;glicht es Lernenden, die lichtinduzierte Elektronen & uuml;bertragung und die grundlegenden Zusammenh & auml;nge zwischen Photonenabsorption, Ladungstrennung und elektrischem Strom anschaulich nachzuvollziehen. Damit leistet der Ansatz einen Beitrag zur didaktischen Vermittlung nachhaltiger Energiekonzepte und er & ouml;ffnet einen praxisnahen Zugang zu zentralen Prinzipien der physikalischen Chemie. Dye-sensitized solar cells (DSSCs) are based on the functional principle of photosynthesis and represent a biomimetic approach to converting sunlight into electrical energy. Although the concept has been around since the early 1990s, cost-effective and easy-to-implement approaches suitable for use in schools and universities are still rare. This article presents an experimental approach to constructing a dye-sensitized solar cell using alternative, readily available materials. Zinc oxide replaces titanium dioxide as the photoanode material, precious metals such as platinum are eliminated, and a graphite cathode is used instead. Chlorophyll serves as the photosensitizer, and an iodine-containing solution based on a commercially available medical product acts as the electrolyte. This experiment allows learners to clearly understand light-induced electron transfer and the relationships between photon absorption, charge separation, and electric current. This approach contributes to teaching sustainable energy concepts and provides a practical introduction to central principles of physical chemistry.
Der Klebestift UHU (R) & bdquo;stic Magic Blue" zeigt einen markanten Farbwechsel: W & auml;hrend die Klebemasse anfangs intensiv blau gef & auml;rbt ist, wird diese einige Zeit nach dem Auftragen farblos. Die Ursachen des Farbwechsels wurden mithilfe einfacher Experimente untersucht, die sich besonders f & uuml;r den Chemieunterricht eignen. Bei der farbgebenden Substanz handelt es sich um den pH-Indikator Thymolphthalein. Durch Diffusion von Kohlenstoffdioxid in die alkalische Klebemasse sinkt der pH-Wert, wodurch die blaue Farbe verschwindet. Erg & auml;nzende Nachweise belegen den Einsatz von St & auml;rke als Klebemittel sowie Fetts & auml;uresalzen als Strukturkomponenten. Auf dieser Grundlage konnte ein eigener Klebstoff mit Farbwechseleffekt hergestellt werden, der in Zusammensetzung und Verhalten dem Original entspricht.Die Experimente bieten einen motivierenden, alltagsnahen Einstieg in zentrale Themen der S & auml;ure-Base-Chemie. Anhand des Ph & auml;nomens k & ouml;nnen Sch & uuml;lerinnen und Sch & uuml;ler z.B. Indikatoren und die Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid in w & auml;ssrigen L & ouml;sungen nachvollziehen. Die Experimente sind so konzipiert, dass sie mit einfachen Mitteln im Unterricht umgesetzt werden k & ouml;nnen und fachliche wie experimentelle Kompetenzen f & ouml;rdern. Sie eignen sich sowohl f & uuml;r die Sekundarstufe I zur Einf & uuml;hrung in die S & auml;ure-Base-Chemie als auch f & uuml;r die Sekundarstufe II, etwa zur Vertiefung des Donator-Akzeptor-Konzepts oder des chemischen Gleichgewichtes. Dar & uuml;ber hinaus erm & ouml;glichen die Experimente einen hypothesengeleiteten, wissenschaftsprop & auml;deutischen Chemieunterricht. The color-changing glue stick UHU (R) "stic Magic Blue" exhibits a distinct color transition from an intense blue to a colorless adhesive film shortly after application. The chemical causes of this color change were investigated through a series of simple experiments that are particularly well suited for use in chemistry education. It was shown that the coloring agent is the pH indicator thymolphthalein, which changes from blue to colorless at approximately pH 9.3. As carbon dioxide diffuses into the alkaline adhesive matrix, the pH value decreases and the blue color fades. Additional analyses confirmed the presence of starch as the adhesive component and fatty acid salts as structural additives. Based on these findings, a self-prepared glue with a comparable color-changing effect was successfully synthesized, exhibiting similar composition and behavior to the commercial product. This reconstruction deepens the understanding of the underlying chemical principles and allows for an even stronger link between experiment and theory in the classroom.The investigation of the color change provides a motivating, everyday-based introduction to key topics of acid-base chemistry. Using this familiar phenomenon, students can explore indicator transitions, pH-dependent chemical equilibria, and the properties of carbon dioxide in aqueous solutions. The experiments are designed for easy implementation with simple materials and foster both conceptual understanding and experimental skills. Due to their graded level of complexity, they are suitable for use in lower secondary education as an introduction to acid-base chemistry as well as in upper secondary education, for instance to deepen the donor-acceptor concept or the principles of chemical equilibrium. Moreover, the experiments support a hypothesis-driven and inquiry-oriented approach to chemistry teaching.
Die geringe L & ouml;slichkeit unpolarer Stoffe in Wasser wird in Schulb & uuml;chern oft energetisch begr & uuml;ndet, indem die starken Wasserstoffbr & uuml;cken zwischen Wassermolek & uuml;len nicht durch schwache Van-der-Waals-Wechselwirkungen & uuml;berwunden werden k & ouml;nnten. Experimentelle Daten zeigen jedoch, dass der L & ouml;sungsvorgang von Alkanen in Wasser sogar exotherm verl & auml;uft und die geringe L & ouml;slichkeit stattdessen entropische Ursachen hat. Diese Tatsache ist in der Fachwissenschaft Chemie seit den 1940er-Jahren bekannt, hat jedoch in deutschsprachigen Schul- und Lehrb & uuml;chern bislang keine Ber & uuml;cksichtigung gefunden. Dieser Artikel untersucht die Fehlkonzepte zum hydrophoben Effekt und pr & auml;sentiert alternative Erkl & auml;rungsans & auml;tze auf Basis aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse. Um Fehlvorstellungen zu vermeiden, wird insbesondere eine differenzierte Betrachtung von Hydrophilie als Kontinuum anstelle einer dichotomen Einteilung in & bdquo;hydrophil" und & bdquo;hydrophob" vorgeschlagen. The low solubility of nonpolar substances in water is often explained in school textbooks using an energetic argument: strong hydrogen bonds between water molecules are said to be too strong to be disrupted by the weak van der Waals interactions of nonpolar solutes. However, experimental data show that the dissolution of alkanes in water is actually exothermic, and that the low solubility is instead due to entropic factors. Although this fact has been known in the chemical sciences since the 1940s, it has not yet found its way into German-language school and university textbooks. This article examines common misconceptions about the hydrophobic effect and presents alternative explanatory models based on current scientific understanding. To avoid conceptual misunderstandings, a differentiated view of hydrophilicity as a continuum-rather than a dichotomy between "hydrophilic" and "hydrophobic"-is proposed.
Die S & auml;ure-Base-Titration ist eine fundamentale Fachmethode der Chemie. Reflexionserscheinungen in der B & uuml;rette k & ouml;nnen das genaue Ablesen des Fl & uuml;ssigkeitsspiegels erschweren und ein Lernhindernis darstellen. Eine M & ouml;glichkeit, diesem Lernhindernis zu begegnen, k & ouml;nnte in der Nutzung einer visuellen Ablesehilfe liegen. In diesem Beitrag wird eine solche Ablesehilfe vorgestellt. Die pr & auml;sentierte Ablesehilfe wurde umfassend mit Sch & uuml;lerinnen und Sch & uuml;lern sowie mit B & uuml;rgerwissenschaftlerinnen und B & uuml;rgerwissenschaftlern evaluiert. Sie kann fakultativ f & uuml;r eine breite Gruppe von Nutzerinnen und Nutzern in unterschiedlichen Kontexten bei verschiedenen Titrationen genutzt werden. Acid-base-titration is a fundamental method in chemistry. Reflected light in the burette can make it difficult to accurately read the liquid level of the titrant, which can hinder the learning process. One way to overcome this obstacle is to use a visual marker. This article presents such a visual marker. The visual marker was extensively evaluated with high school students and citizen scientists. It can be used by a diverse range of users in different contexts when titrating.
