1/00Rapport d'activité 1999
En 1999, la CRB s'est réunie à 3 reprises les 9.3, 8.6 et 21.9.99.
Membres
Le bureau 1998-2000 a pris sa vitesse de croisière. J. Fossati (GE) rédige les procès-verbaux, L. Jolissaint (VS) tient la caisse, J. Digout (VS) représente la CRB aux réunions de la SSPSN, et R. Gfeller (VD) est responsable des cours CPS. Le soussigné, qui convoque et mène les réunions, tient à remercier ces différents collègues de leur engagement, en particulier J. Fossati pour le gros travail de secrétariat réalisé. Il faut espérer qu'une nouvelle équipe pourra être formée en août 2000 pour relever le bureau actuel.
Les séances regroupent une dizaine de collègues et se déroulent dans une atmosphère détendue et constructive. Quelques membres de longue date ont souhaité être remplacés. Nous les remercions d'avoir contribué à la riche plate-forme d'échanges que constitue la CRB. Actuellement un(e) deuxième représentant(e) neuchâtelois(e) est recherché.
Cours CPS
En septembre 1999, la CRB a organisé le cours Les Alpes, une aventure de 250 millions d'années. Ce cours a réuni une dizaine de participants qui l'ont apprécié. Merci à R. Gfeller pour l'avoir organisé. Un compte-rendu sera publié dans C+B. Pour mai 2000, un cours Ecologie forestière est au programme. On peut encore s'y inscrire. Pour 2000-2001, il est prévu notamment un cours Travaux pratiques de microbiologie. A première vue, les nouvelles structures du CPS inquiètent un peu. On y sent une réforme cherchant à réduire les coûts et par conséquent l'offre de cours.
Nouvelle ORRM
La CRB a continué de suivre la mise en place de la nouvelle maturité dans les différents cantons romands. Une synthèse, à paraître dans C+B, souligne la très grande diversité de situations. Un des objectifs liés à la réforme, à savoir uniformiser la maturité au niveau suisse, est loin d'être atteint. Les discussions autour de ce thème permettent aux membres de rentrer dans leur canton avec une idée de ce qui se passe ailleurs, ce qui paraît utile lors des travaux de mise en place qui se poursuivent. Au printemps prochain, la CRB essaiera de faire le point sur la mise en route du travail de maturité.
Site Internet
L'ouverture d'un site Internet a malheureusement dû être mise en veilleuse, en raison de la difficulté à réunir des documents et du découragement du collègue «moteur» du projet. L'idée n'est pas totalement abandonnée, mais une autre voie doit être trouvée.
Divers
Les réunions sont aussi l'occasion de faire part d'informations dans différents domaines: cours intéressants (dans les offres de cours cantonaux de perfectionnement, par exemple), nouveaux livres, nouveaux CD-ROMs, sites Internet intéressants, matériel didactique expérimenté avec succès, etc. Il paraît important pour le soussigné que ces informations soient transmises au-delà du cercle des collègues assistant aux réunions et dans ce sens, la CRB essaie d'être plus présente dans C+B.
Pour la CRB: Jean-Steve Meia
Der Zentralkurs 2000 nimmt Gestalt an. Hier der aktuelle Stand der Informationen:
Anreise: Möglichst mit öffentlichen Verkehrsmitteln. Im Beitrag von Fr. 100. ist eine Dreitageskarte zur Benützung der öffentlichen Busse inbegriffen. Die Parkplätze in der Umgebung der Schulen sind gebührenpflichtig oder in der blauen Zone.
Eröffnung: Dienstag, 26. September, 1700 Uhr, im Tagsatzungssaal der Stadt Baden
Unterkunft: Hotelreservation bei "Baden Tourismus", Bahnhofstrasse 50, 5401 Baden, per Brief, Fax oder e-mail, zHv. Frau Christine Soos unter Angabe des Namens, der Adresse, der gewünschten Preisklasse und der Fax- oder Telefonnummer oder der e-mail-Adresse.
Einzelzimmer Kat. A: Fr. 150. - bis 195. -
Einzelzimmer Kat. B: Fr. 105. - bis 130. -
Doppelzimmer Kat. A: Fr. 280. -
Workshops: Einige wenige Kolleginnen und Kollegen haben einen Beitrag in Aus sicht gestellt. Herzlichen Dank! Wir sind aber auf weitere Mithilfe angewiesen.
Materialkiosk: Das Angebot ist noch etwas mager. Zusätzliche Angebote sind immer noch hochwillkommen.
Lehrmittel, Material, Bücher: Lehrmittelfirmen und Verlage erhalten am Donnerstag Gelegenheit, ihre Produkte zu präsentieren.
Informationen über Internet: Die Mitteilungen auf der Web-Seite
www.SwissEduc.ch/chemie werden laufend aktualisiert.
Die Region Baden Wettingen hat nicht nur Chemie zu bieten. Wir werden das kulturelle, das kulinarische und teils auch das balneologische Element in unseren Kurs einbeziehen. Und ohne die obligate Schnitzelbank wird auch dieser Zentralkurs nicht auskommen.
Anmeldung bis
spätestens 8. August 2000.
Fax 056 222 53 20
e-mail: tourismus@baden-schweiz.ch
Anmeldung: Brieflich, per Fax oder per e-mail bis spätestens 10. August 2000 (siehe untenstehenden Anmeldetalon). Den angemeldeten Lehrkräften wird ein Einzahlungsschein zugesandt. Nach eingegangener Zahlung erhalten die Teilnehmer ihre Tagungsunterlagen.
Aarg. Kantonsschule Wettingen,
Abt. Chemie, K. Honegger
Klosterstrasse 11
5430 Wettingen
Fax: 056 437 24 50 e-mail: rietsch@pop.agri.ch
On-line Anmeldung: Anmeldetalon Zentralkurs 2000
Interdisziplinäre Projekte
Seine Schönheit und das lange gehütete Geheimnis seiner Herstellung machen und machten den Stoff zu einer Kostbarkeit und somit zu einem begehrten Handelsgut. Daß er nicht nur in China, sondern auch in Frankreich (Ardèche) und sogar in der Schweiz ein Wirtschaftsfaktor war, ist vielleicht nicht allen bekannt.
Die besondere Textur, der berühmte Seidenglanz, die Farbenpracht machen den Stoff zu einem sinnlichen Vergnügen. Die Besonderheit seiner Herstellung und Herkunft und sein wirtschaftlicher Einfluss laden ein, sich auf interdisziplinärem Weg mit ihm zu beschäftigen. Wir erhalten Einblicke in den Lebenszyklus der Seidenraupe, den historischen Hintergrund der Seidenverarbeitung, Seidenbandfärberei, Seidenstrasse und den Beginn der Industrialisierung. Das Kurslokal, selber ein ehemaliger Seidenproduktionsbetrieb, sowie sein Standort an der Ardèche laden zu Exkursionen ein. Die Lektüre Seide" von Alessandro Baricco, die kreative Beschäftigung mit dem Stoff und die Diskussion unter den Kursteilnehmenden sollen Brücken zwischen den Fachbereichen schlagen.
Zielgruppe: Mittelschullehrerinnen und -lehrer, insbesondere der Fächer Biologie, Chemie, Geschichte, Deutsch, Französisch, Bildnerisches Gestalten
Sprache: Deutsch und Französisch
Referenten: Fadila Berrué, Aubenas, Pfarrerin; Florence Charpigny, Université Lumière Lyon, Historikerin; Elisabeth Dillmann, KS Zürcher Oberland, Biologin; Livius Fordschmid, KS Alpenquai Luzern, Germanist; Jean Rocher, Aubenas, Guide patrimoine (Heimatschutz); Marion und Georg Harder, Le Bosquet, St-Didier.
Organisation: VSN
Kontakte: Elisabeth Dillmann, Hertistr. 7, 8614 Bertschikon (Gossau ZH)
Datum: Montag, 8. - Mittwoch, 10. Mai 2000 (Anreise : Sonntag 7. 5. 2000)
Ort: St-Didier s/s Aubenas (Dépt. Ardèche, F)
Kosten: SFr. 260. - (+ sFr. 360. - Unterkunft und ca. 150. - Reisekosten)
Anmeldung: Möglichst rasch mit der offiziellen Anmeldekarte an die WBZ, Postfach, 6000 Luzern 7, Ruth Greter Tel. direkt 041 249 99 16, e-mail: greter.ruth@wbz-cps.ch
Es hat noch Plätze frei, Anmeldung bis spätestens Ende April!
Was haben ein Wäschekorb, Alcacyl und Kricketschläger gemeinsam? Es sind alles Produkte aus Teilen der Weide. Eine «Kopfweide» ist das Resultat einer besonderen Pflegemethode: Weiden bestimmter Arten werden zur Gewinnung von Ruten und Ästen regelmäßig geschnitten. Mit den Jahren entstehen an den Schnittstellen knorrige Köpfe mit Hohlräumen - idealer Lebensraum für zahlreiche, zum Teil seltene Insekten, Vögel und Säugetiere. Als Rohstoff für Medikamente, Baumaterial und Alltagsgegenstände hat die Weide weitgehend ausgedient; Kopfweiden sind im Laufe von Meliorationen aus der Landschaft verschwunden.
Und genau hier setzt das neue Umweltbildungsprojekt von Pro Natura ein: Schulklassen, Jugendgruppen und Vereine pflegen vernachlässigte Kopfbäume oder pflanzen neue Weiden. Die gewonnen Ruten werden im Werkunterricht zu Kunstwerken und Korbwaren verarbeitet, aus dickeren Ästen entstehen lauschige Weidenhäuser auf dem Schulareal. Mit der Pflege von Kopfweiden schaffen die Jugendlichen einen wichtigen Lebensraum und hinterlassen sichtbare Spuren in der Landschaft.
Das Projekt «Kopfweiden - Naturschutz mit Köpfchen» wird vom Fonds Landschaft Schweiz unterstützt. Das ermöglichte die Produktion verschiedener Begleitmaterialien: ein Merkblatt, eine Unterrichtshilfe und ein Poster regen zu fächerübergreifendem Unterricht an. Interessiert? Dann bestellen Sie gratis und unverbindlich nähere Informationen:
Pro Natura, Kopfweiden,
Postfach, 4020 Basel;
Tel. 061 317 92 55
Fax 061 317 92 66
Ja, das Projekt «Kopfweiden - Naturschutz mit Köpfchen» geht mir nicht mehr aus dem Kopf. Deshalb bestelle ich gratis und unverbindlich den Leitfaden mit Anmeldeblatt.
Name: ................................................................................................
Vorname: ............................................................................................
Adresse: ..............................................................................................
PLZ, Ort: ......................................
Ausschneiden und einsenden an: Pro Natura, Kopfweiden, Postfach, 4020 Basel
Die diesjährigen Informationstage für Maturandinnen und Maturanden finden am 12./13. September 2000 statt. Dazu eingeladen sind alle Mittelschülerinnen und Mittelschüler, die im Schuljahr 2000/01 die Matura ablegen.
Die Informationsveranstaltung bietet eine umfassende Übersicht über das Lehrangebot der ETH Zürich, das in folgenden vier Bereichen insgesamt 25 Studiengänge umfaßt:
Die Veranstaltung findet jeweils von 09.00 bis 16.00 im ETH-Hauptgebäude, Rämistraße 101, 8092 Zürich, statt und ist folgendermaßen gegliedert:
Forum in der Haupthalle
An rund zwei Dutzend Ständen werden alle 25 Studiengänge wichtige Stellen und Vereine der ETH (Rektorat, Bibliothek, Sportverband, Studierendenvereinigung, etc.)
vorgestellt. Die Studienanwärter/innen können sich so einen Überblick über die Studienmöglichkeiten an der ETH Zürich verschaffen. Studierende, Assistierende und Dozierende stehen für Fragen und Gespräche zur Verfügung und geben Interessierten Informationsmaterial ab.
Präsentation der Studiengänge und des ETH-Studiums allgemein
Parallel zum Forum finden Vorträge statt, in denen die Studiengänge vorgestellt werden (Anforderungen, Verlauf des Studiums, Berufsbilder, etc.). Im Anschluß an die Präsentationen besteht ebenfalls die Möglichkeit, Fragen zu stellen.
Das Rektorat informiert zudem in einer separaten Veranstaltung über die Studienbedingungen allgemein und über alles rund ums Studium, was Studienanwärter/innen interessieren kann.
Demonstrationen und Probevorlesungen
An Ständen in den Nebenhallen sowie in Instituten und Laboratorien in der näheren Umgebung des Hauptgebäudes werden Experimente und Demonstrationen aus dem Forschungsalltag gezeigt und Probevorlesungen gehalten. Auch da besteht die Möglichkeit, Fragen zu stellen.
Mittelschülerinnen und Mittelschüler können sich im Mai über das Rektorat ihres Gymnasiums anmelden.
Für interessierte Lehrer/innen aller Fächer wird ein Spezialprogramm organisiert (nähere Informationen werden den Schulen ebenfalls im Mai zugestellt).
Für Fragen und weitere Auskünfte steht
Dr. Martino Luginbühl, Studienberater
ETH Zentrum, HG F 69.1, 8092 Zürich,
Tel. 01/632 20 61 oder 01/632 23 53, Fax 01/632 11 57,
E-mail: studienberatung@rektorat.ethz.ch,
zur Verfügung.
CHINA - TIBET - HONGKONG - THAILAND
Dies einmalige Rundreise auf der Sie Einblick in die Schönheiten des bezaubernden Fernen Osten erhalten, wird Ihnen CHINA und die Leckerbissen TIBET und HONGKONG näher bringen.
Ein Erholungsurlaub in THAILAND krönt den Abschluß Ihrer Reise.
Die Höhepunkte dieser wunderschönen Reise sind folgende:
Hongkong. Erleben Sie die pulsierende Stadt bei einer Inselrundfahrt sowie einer eindrückliche Hafenrundfahrt. Bestaunen Sie die Skyline von Hongkong.
In Shanghai mit seinen 14 Mio. Einwohnern besuchen Sie den Altstadt - Bezirk mit seinem Gässchenlabyrinth den "Bund" wie die Uferpromenade genannt wird. Ferner eine Weiterbildungsstätte für Schulkinder den bekannte Akrobatik Zirkus. In Chengdu erleben Sie die interessante Malereischule, eine Lackwarenfabrik sowie eine Seidenweberei und Brokatstickerei u.a.m. Ein traumhafter Flug ins Tibet nach Lhasa steht Ihnen nun bevor. Hier erleben Sie die Faszination des tibetischen Alltages. Sie besuchen den weltberühmten Potalapalast sowie die heiligste Stätte Tibets, den Jokhangtempel. Ein Schulbesuch, Einblicke in die tibet. Heilkunde, das Kloster Drepung, eine Teppichknüpferei u.a.m sind im Programm enthalten. Und danach erleben Sie eine 3 tägige Rundreise quer durch Tibet!
In Chengdu zurück sehen Sie den Pandazoo, eine Bambusflechterei usw. In Kuming, besuchen Sie den Steinwald und Dianci See. Danach fliegen Sie weiter zur thailändischen Perle des Nordens Chiangmai. Hier besuchen Sie kunsthandwerkliche Betriebe ( Seide-, Holz-, Silber- und Lackverarbeitung und vieles mehr). Ferner erleben Sie einen Besuch bei thailänd. Minoritäten. Danach fliegen Sie weiter nach Bangkok um den traumhaft schönen Königspalast kennenlernen zu dürfen. Nun fahren Sie weiter nach Royal Bay. Geniessen Sie einige Tage Erholung in einem der besten Resort - Hotels des Fernen Ostens.
Datum: 16. Juli - 11. Aug.
Preis: 5840 . -
(inkl. Vorbereitungsseminar)
ERLEBNISREISE - PERU
In Peru dem südamerikanischen Land besuchen Sie unter anderem die einstige Hauptstadt des Inkareiches, Cusco. Dieser Ort, reich an Geschichte und an Rätseln, in dem die lange zurückliegende Vergangenheit bis heute spürbar ist und vielfältig entdeckt werden kann. Wer heute durch die Straßen von Cusco geht, erlebt eine Mi schung zwischen alter und neuer Welt und wird beeindruckt von der Faszination in dieser Stadt und lässt sich somit auf ein nichtalltägliches Erlebnis ein. Die Krönung der Perureise kann für Sie der Machu Picchu sein. Die archäologische Hauptstadt der Inkas liegt im " Valle Sagrado", im " heiligen Tal". Wer Machu Picchu am frühen Morgen sieht, ist vollends von der mythischen Welt und der spektakulären Lage dieses Juwels aus der Inkazeit fasziniert. Wir wollen Ihnen mit einem abwechslungsreichen Programm, die südamerikanische Kultur etwas näher bringen:
Programmgestaltung
Datum:
21. April - 06. Mai Preis: 4290.-
17. Juli - 5. Aug. Preis: 4890.-
(Inkl. Vorbereitungsseminar)
Anmeldetalon / Programm
Name:...................................................
Vorname:..............................................
Strasse:.................................................
PLZ:....................................................
Ort:.....................................................
Tf P:....../............................................
o Senden Sie mir das Detailprogramm von
o CHINA - TIBET - HONGKONG -THAILAND
o PERU - REICH der INKA
o 21. April - 06. Mai
o 17. Juli - 05. Aug
Bitte einsenden an:
G. Viecelli, Krähenweg 3, 7000 Chur, Tf 081 284 64 14
Die Academia Engiadina führt vom 10. bis 14. Juli 2000 verschiedene Lehrerfortbildungskurse durch . Ein detailliertes Programmheft ist erhältlich bei:
Academia Engiadina
Quadratscha 18, CH-7503 Samedan
Tel.:081/ 851 06 30,
FAX: 081/ 851 06 26
In principle, all chemical reactions are reversible. Moreover, if a reaction proceeding in one direction is endothermic, then the reverse reaction is exothermic, and vice versa.
Tipically, such basic concepts are presented to college students in the introductory chemistry course. The reversibility of thermal reaction may be illustrated through simple and attractive demonstration which can be carried out by the instructor in any classroom equipped with a gas burner. The following equation outlines the chemical changes in this demonstration:
heat + CoCl2.6H2O ---> CoCl2 + 6 H2O
The reaction is easy to perform. Put one to two grams of Kobalt(II) Cloride Hexahydrat in a test tube. Direct students attention to the purple color of the hydrated salt. The crystals may be spread on the side of the tube for faster dehydration . Then gently heat the tube in a horizontal position over
a low gas flame. Continue heating until the purple crystals change their color to Hellblau as a result of endothermic dehydration. Explain to your students that the chemical bonds are present between water and salt in the crystals, and that the heat is needed to break those bonds. Cobalt(II)Cloride without water is light blue, in contrast to the purple hydrated form. Students should observe the condensation of the water , separated from the salt, at the mouth of the tube.Eventually, the heat will evaporate this condensed water also. After the completed dehydration, cool the test tube to room temperature (about 10 minutes). The students should confirm that the test tube is cool by touching it. Then gradually add about one mililiter of water to the tube until the Ko balt(II)Cloride is completely hydrated and recovers its purple color. This process is highly exothermic and the temperature increase can again be tested by touch .
In this demonstration,the reversible reaction of dehydration and hydration are made visible by the obvious color changes. At the same time,students obseve heat consumption in the forward reaction and detect heat production in the reverse reaction through a literally «hands on» experience.
Guillermo Salgado, Chile
Lieber Günter
Vielen Dank für Deinen offenen Brief im c+b 4/99. Ich möchte Dir auch mit einem offenen Brief antworten, denn ich glaube von Dir mißverstanden worden zu sein.
Im Grunde sind wir gleicher Meinung. Das Mißverständnis ist wohl durch den Ausdruck «Tabu-Thema» zustande gekommen. Indem ich ihn in Anführungs- und Schlußzeichen setzte, wollte ich zum Ausdruck bringen, daß die Quantenmechanik ein sehr schwieriges Thema für den Mittelschulunterricht ist.
Meiner Meinung nach aus folgenden Gründen:
Du stellst natürlich mit Recht die Frage «was heißt schon verstehen?» Das ist schwierig zu beantworten. Für mich heißt Verste
hen mit dem «inneren Auge» die Zusammenhänge «auf einen Blick» zu sehen. So ähnlich, wie wenn man ein Musikstück im großen Zusammenhang «innerlich sieht und hört». Ist man in diesem Zustand, so spielt man eben mehr als nur die Noten auf dem Papier. Ein Computer könnte das auch, hätte aber die Musik nicht verstanden.
Ich stimme in dieser Frage nicht mehr Hans Primas zu, denn meine bescheidene Lehrerfahrung hat mir gezeigt, daß man die Quantenchemie am Gymnasium nicht weglassen kann. Gerade interessierte Schülerinnen und Schüler stellen jene Fragen, die in dieses Gebiet führen. Auch mit dem Zitat von Ernst Schumacher kann ich mich einverstanden erklären.
Selbstverständlich benutze auch ich mit einigem Erfolg das von uns verfaßte Leitprogramm, vor allem im Schwerpunkt- und Ergänzungsfach. Die Arbeit daran hat mir sehr viel Spaß gemacht, aber auch viel Nachdenken über das Unterrichten ausgelöst!
Zum Schluß möchte ich nochmals unterstreichen, daß auch ich der Meinung bin, die Quantenchemie - besser: eine Einführung in dieselbe - gehöre zu einem modernen Unterricht. Dies in einer vernünftigen Weise zu tun ist aber schwierig und sollte behutsam erfolgen.
Ich hoffe unsere Meinungsverschiedenheiten werden sich weiterhin nur auf Wagner beschränken!
Es grüßt Dich, augenzwinkernd
Rocco CiorciaroUntersuchung von Schneeproben
Ein NATWIT-Projekt
im Schwerpunktfach Biologie und
Chemie an der Kantonsschule Trogen
Salz im Schnee ? - Untersuchung von Schneeproben
Probenahme
Im Winter 1998/99 setzten wir uns das Ziel, die Verteilung des Streusalzes neben dem Zufahrtssträßchen zur Kantonsschule Trogen zu ermitteln. Wir bestimmten dazu den Chloridgehalt in unterschiedlichen Entfernungen vom gesalzenen Sträßchen. Die Proben wurden mit einer abgeschnittenen PET-Flasche in Entfernungen von 0.2 bis 75 m vom Strassenrand aus der Schneedecke gestochen und im Labor aufgetaut.
Zusätzlich entnahmen wir aus 0,2 m Entfernung vom Sträßchen und aus einem aufgeschütteten Schneehaufen vor dem Rektorat mit Hilfe eines Plexiglasrohres Schneebohrkerne bis zum Boden.
Chemische Untersuchungen
Nach Messung der Leitfähigkeit und des pH-Wertes wurde der Chloridgehalt mit Hilfe der konduktometrischen Titration und der Ionenchromatographie bestimmt.
Konduktometrische Titration
Die Chlorid-Ionen werden durch Zugabe von Silbernitrat-Lösung als Silberchlorid gefällt.
Reaktionsgleichung:
Cl - (aq)+ Ag+ NO3 - (aq) ---> Ag+ Cl - (s) + NO3 - (aq)
Wegen der geringen Konzentration des Chlorids in den untersuchten Schneeproben war keine weissliche Trübung, die das Silberchlorid in höheren Konzentrationen anzeigt, zu erkennen.
Die Leitfähigkeit sinkt zuerst leicht, weil die freien Nitrat-Ionen, die die Chlorid-Ionen in der Lösung ersetzen, die kleinere Ionenleitfähigkeit besitzen. Sobald alle Chlorid-Ionen aus der Schneeprobe im Silberchlorid-Niederschlag gebunden sind, nimmt bei fortlaufender Zugabe von Silbernitrat-Lösung auch die Konzentration freier Silberionen und damit die Leitfähigkeit zu.
Die elektrische Leitfähigkeit resp. der bei einer bestimmten Wechselspannung (z.B. 10V) fliessende Strom wird während der Titration der Probe mit Silbernitrat gemessen:
Injektionsmethode
Die Silbernitrat-Lösung wurde in Portionen zu 1 ml, 0,5 ml oder 0,2 ml mit Hilfe einer 1 ml- oder 0,5 ml-Plastikspritze mit ab-geschliffener Spritzennadel durch ein dünnes Schläuchlein in der Nähe der beiden Platinelektroden (Pt) in die Leitfähigkeitsmess-zelle injiziert.
Beispiel einer Titrationskurve
Der Äquivalenzpunkt (Wendepunkt der Kurve) liegt bei dieser Probe etwas über 5 ml. Die genauere Bestimmung erfolgte mit Hilfe des Schnittpunktes der Ausgleichsgeraden im sinkenden und im steigenden Kurvenbereich.
Aus dem Volumen der bis zum Aequivalenzpunkt verbrauchten Silbernitrat-Lösung V(AgNO3) wurde die Chlorid-Konzentration in mg/Liter (ppm) wie folgt berechnet:
[V(AgNO3)/V(Probe)] c(AgNO3) M(Cl - ) 1000
c(AgNO3) Konzentration der Silbernitrat-Lösung (0,001 M)
V(Probe) Volumen der titrierten Schmelzwasserprobe (meist 40 ml)
M Molare Masse
Ionenchromatographie
Bei einem Besuch in der Metrohm AG in Herisau gewannen wir einen Einblick in die Ionen-chromatographie und konnten auch unsere Schneeproben analysieren lassen.
Die Chromatographie ist ein Trennverfahren, bei dem sich die zu trennenden Komponenten zwischen einer stationären und einer mobilen Phase verteilen. Die ionenchromatographische Trennung erfolgt durch Ionenaustausch an stationären Phasen mit geladenen funktionellen Gruppen. In der Nähe der funktionellen Gruppen befinden sich die entsprechenden Gegen
ionen, welche gegen andere Ionen gleicher Ladung in der mobilen Phase ausgetauscht werden können. Die ionischen Komponenten der Probe werden aufgrund ihrer verschiedenen Affinität zur stationären Phase mehr oder weniger stark zurückgehalten.
Die Ionenchromatografie ist eine empfindlichere Messmethode als die konduktometrische Titration, da Ionenkonzentrationen bis ca. 2 µg/Liter bestimmt werden können.
Beispiele von Ionenchromatogrammen
Meßbedingungen: Säule (stationäre Phase):Metrosep Anion Dual 1 6.1006.040
Eluent (mobile Phase) : 2.4 mM NaHCO3 / 2.0 mM Na2CO3
Es wurden jeweils 20 µl gefiltertes Schmelzwasser injiziert.
Probe aus 0.2 m Abstand zum Strässchen
Abszisse: Retentionszeit in Minuten
Ordinate: spezifische Leitfähigkeit in mS/cm
Probe aus 50 m Abstand zum Strässchen
Abszisse: Retentionszeit in Minuten
Ordinate: spezifische Leitfähigkeit in mS/cm
Die Retentionszeit ist die Zeit, die eine injizierte Ionenart für das Durchlaufen der Säule benötigt. Sie ist für eine bestimmte Komponente konstant, sofern die chromatographischen Bedingungen nicht geändert werden (z.B. Trennsäule, Säulenlänge, mobile Phase, Temperatur, Durchflußgeschwindigkeit).
Das Chlorid Cl - als kleinstes Ion (Radius 181 pm) besitzt die kürzeste Retentionszeit. Nitrat-Ionen NO3- und Sulfat-Ionen SO42- sind grösser als Chlorid-Ionen. Damit haben sie eine längere Retentionszeit.
Das Sulfat-Ion ist doppelt negativ geladen und kugelförmig. Es wird dadurch stärker zurückgehalten als das einfach negativ geladene, planare (scheibenförmige) Nitrat-Ion.
Die Peakfläche ist proportional zur Konzentration des entsprechenden Ions. Die Eichung erfolgt mit Standardlösungen.
Meßresultate und Interpretationen
Die Summe der Konzentrationen aller Ionen in der Lösung bestimmt die Leitfähigkeit. Je mehr Ionen in einer Lösung vorhanden sind, desto höher ist die Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit ist ein Summenparameter, gibt also keine Auskunft über die Art der Ionen in der Lösung.
Die ersten beiden Werte der mit konduktometrischer Titration und Ionenchromatographie bestimmten Chloridkonzentration stimmen gut überein. Der Wert in 0,5 m Distanz vom Sträßchen konnte mit einem relativen Fehler von 18 % reproduziert werden (3 Messungen). Bei der Ionenchromatographie wird im Bereich 0,5 - 5 ppm mit einem relativen Fehler von 1 - 2 % gerechnet. Der Fehler von Probenahme, Lagerung und Handhabung ist wahrscheinlich noch größer.1 Weitere Werte konntenwir mit der konduktometrischen Titration nicht bestimmen, da in den Titrationskurven kein eindeutiger Wendepunkt erkennbar war.
Die Chloridkonzentration ist unmittelbar neben dem Sträßchen am grössten, wo beim Pfaden am meisten Streusalz hinkommt.
Der Bohrkern A wurde unmittelbar neben der mit einer abgeschnittenen PET-Flasche gewonnenen Probe in 0,5 m Distanz vom Sträßchen senkrecht mit einem Plexiglasrohr bis zum Boden aus dem Schnee gestochen.
Die mit konduktometrischer Titration bestimmten Chloridkonzentrationen weichen bis zu 50% von den mit Ionenchromatographie gemessenen Chloridkonzentrationen ab. Dies ist hauptsächlich auf die geringen Konzentrationen, die teilweise unter der Nachweisgrenze der konduktometrischen Titration von ca. 1 ppm liegen, zurückzuführen.
Nicht mit Streusalz vermischter Schnee weist eine Chloridkonzentration von etwa 1 ppm auf (vgl. Grafik Seite 6). Bei den Bohrkernabschnitten aus 20-40cm könnte es sich um Neuschnee handeln, der beim Pfaden mit Schnee überschichtet wurde, der Streusalz enthielt.
Die höhere Konzentration im untersten Abschnitt mit dem ältesten Schnee lässt sich eventuell mit durchgesickertem Streusalz erklären.
Im Schneehaufen vor dem Rektorat, aus dem der Bohrkern B stammt, wurde in den meisten Schichten mehr Chlorid gemessen als im Schnee abseits des Sträßchens und in Bohrkern A. Auf dem asphaltierten Platz vor dem Rektorat wird auch häufiger Salz gestreut.
Im Vergleich zur Chloridbestimmung in Schnee von Anton Böhm2, bei dem Werte von 2412 mg/Liter in 0,2 m Distanz zur untersuchten Hauptstrasse B46 etwas nördlich von Wien aufgetreten sind, können unsere Messwerte als sehr klein eingestuft werden. Der grosse Unterschied ist auf die Art der Strasse und die verwendete Streusalzmenge zurückzuführen. Das Zufahrts
träßchen zur Kantonsschule Trogen ist nicht vom Durchgangsverkehr belastet.
Zukünftig wird auch Schnee bei Sträßchen mit grösseren Steigungen innerhalb des Schulareals und an der Hauptstrasse Trogen - Wald untersucht.
Wirkungen von Chlorid
Toleranzwerte
Der Toleranzwert für Chlorid-Ionen im Trinkwasser liegt bei 200 mg/l. Unsere gemessenen Werte (höchster Wert 6.5 mg/l) sind also weit darunter. Die Chlorid-Ionen machen sich erst ab 200 mg/l im Geschmack von Wasser bemerkbar.
Straßensalzung
Durch die winterliche Salzung der Strassen wird der Salzgehalt des Bodens und der Gewässer stetig erhöht. Die Folgen der zunehmenden Salzkonzentrationen sind bis jetzt noch nicht abzuschätzen. Doch mit Sicherheit werden Korrosionsschäden und bei sehr hohen Konzentrationen auch lebensbedrohliche Bedingungen für Fische vorausgesagt.
Bei der Straßensalzung ist aber zu beachten, daß die Natrium-Ionen weit schädlicher sind als die Chlorid-Ionen. Calciumchlorid wäre dem Natriumchlorid vorzuziehen, da die Calcium-Ionen die Aufnahme von Natrium-Ionen in die Pflanzen verringern.3
Korrosion
Chlorid-Ionen beeinflussen das Korrosionsverhalten von Metallen wie z.B. Kupfer und Zink stark. Chlorid-Ionen im Abwasser können somit beträchtliche Schäden an Installationen (vor allem am Röhrensystem) verursachen. Bei einer Chlorid-Konzentration von 185 mg/l in Wasser treten Korrosionsschäden auf.4
Gewässer und Fische
Bei Untersuchungen wurde festgestellt, daß bis zu 22% der Chlorid-Ionen von der Straßensalzung in Gewässern wiedergefunden werden können. Die Belastung für die Gewässer ist also vor allem im Winter äußerst gross.
Für die Fische besteht zur Zeit noch keine Gefahr, doch bei einer Zunahme der Salzkonzentration in den Gewässern könnte sich die Situation verschlechtern.5
Quellenverzeichnis
1 Mündliche Mitteilung: Herr Reifler, Metrohm AG Herisau, 24.11.99
2 Anton Böhm Potentiometrische Bestimmung von Chloriden" aus Chemie & Schule (Fach- und Publikationsorgan des Verbandes der Chemielehrer Österreichs) Nr. 4/98
3 Mündliche Mitteilung: Herr Mozafar, Institut für Pflanzenwissenschaften, Eidg. Technische Hochschule Zürich, 14.09.99
4 J. Mc Kee und H. Wolf: Water Qualitiy Criteria", The Resources Agency of Calif. State Water Quality
Control Bourd. Publ. 3-A (1963)
5 Dr. J. Hoigné u.a.: Auswirkungen der Straßensalzung auf die Gewässer", EAWAG (1973) Arbeitsanleitung und Software zur Chlorid-Bestimmung: Arbeitskreis Computer im Chemieunterricht, Dr. F. Kappenberg, Internet: http://www.kappenberg.com
Wir danken der Metrohm-Stiftung Herisau für die finanzielle Unterstützung im Rahmen des Projektes Naturwissenschaften und Informationstechnologie (NATWIT), Herrn Reifler und Herrn Waldburger von der Firma Metrohm AG für die Ratschläge zur Analytik und die Durchführung der ionenchromatographischen Analysen.
Trogen, 27.11.1999 Chr. Eggenberger
von Volker Wiskamp, Fachbereich Chemische Technologie, Fachhochschule Darmstadt
In der ersten Hälfte des Schuljahres 1999/2000 stand für die 10. Klasse des Lichtenberg-Gymnasiums in Darmstadt, das Thema "Chemische Bindung" auf dem Lehrplan. Zum Schluss sollten die Schüler (ohne Vorankündigung) innerhalb von 70 Minuten einen Aufsatz zu dem Thema schreiben. Ein Leistungsanreiz war, daß die Schüler mit einem gelungenen Text ihre Zeugnisnote verbessern konnten.
Der Aufsatz des Schülers Simon Krug, der die Edelgasregel in Form eines Märchens erzählt, kann vielleicht von dem einen oder anderen Chemielehrer zur Auflockerung des Unterrichtes genutzt werden, und ist deshalb hier - in leicht redigierter Form - abgedruckt.
Das arme kleine Heliumatom
Es war einmal ein einsames Heliumatom, das so gerne eine Bindung mit einem anderen Atom eingehen wollte, doch dies einfach nicht schaffte.
Darum erkundigte es sich bei anderen Stoffen, wie es denen so ginge.
Als es das Eisenoxid traf, war es ganz begeistert, wie das Eisen und der Sauerstoff als Kation bzw. Anion im Ionengitter elektrostatisch zusammen hielten. Es fragte die beiden, wie sie sich gefunden hätten, und bekam als Antwort, daß dies ganz von selbst geschehen sei: Früher sei der Sauerstoff in der Luft und das Eisen in einem Türschloß gewesen; mit den Jahren seien die beiden fest zu Eisenoxid verwachsen.
Nicht weniger fasziniert war das Heliumatom von einem glitzernden Diamanten. Darin waren schier unendlich viele Kohlenstoffatome aneinander gebunden, in dem jedes von ihnen seine vier Ärmchen in die Ecken eines Tetraeders streckte, um dort jeweils eine Hand von vier anderen Kohlenstoffatome fest zu halten.
Das arme kleine Heliumatom verstand nicht, wie verschiedene oder gleiche Atome so einfach zusammen sein konnten, und wanderte enttäuscht weiter.
Eines Tages traf es den Magister Arturion Z. Keres, einen weisen Alchimisten, und war überzeugt, daß dieser wisse, wie es eine Bindung mit einem anderen Atom schließen könne. Der Magister schmunzelte und wußte nicht recht, wie er es dem Heliumatom beibringen sollte, daß es keine Bindung mit anderen Atomen einzugehen brauche. Aber er war ehrlich und aufrichtig, also sagte er dem Heliumatom die Wahrheit. "Hör' mal, mein Kleines", fing er an, "du bist ein Edelgas, und Edelgase haben die Eigenschaft, daß ihre äußeren s- und p-Orbitale - du hast nur ein s-Orbital - mit jeweils zwei Elektronen voll besetzt sind und daß sie deshalb weder Elektronen abgeben, noch aufnehmen, noch mit anderen Atomen teilen. Deshalb wirst du wohl keine Bindung mit einem anderen Atom erreichen."
Das Heliumatom war sehr schockiert, als es dies hörte, aber es glaubte dem Magister und zog in die weite Welt hinaus mit der Gewißheit, daß es keine Bindung mit einem anderen Atom eingehen würde.
Und wenn es nicht gestorben ist, dann lebt es noch heute.
Im Jahre 1999 habe ich verschiedenen Kollegen der ganzen Schweiz geschrieben, um Unterstützung in meinen Kampf gegen die waadtländischen Behörden zu bekommen. Das Problem war so : Im Kanton Waadt beginnt der Chemieunterricht im ersten Jahr des Gymnasiums, das drei Jahre dauert. Grundlagenfach (branche fondamentale) und Schwerpunktsfach (option spécifique) beginnen simultan im August des ersten Jahres für alle Klassen. So kann eine Klasse Grundlagenfachkurse am Montag mit einem Lehrer haben. Und ein Teil dieser Klasse hat zusätzliche Chemie (+ Biologie) mit einem anderen Lehrer vielleicht am Dienstag.
Ich möchte wissen, ob es auch der Fall in anderen Kantonen ist.
Wenn es einige Beispiele aus verschiedenen Kantonen gäbe, die alle zeigen, daß Waadtland eine Ausnahme ist, so könnte man vielleicht hoffen, daß etwas in Zukunft verbessert werden kann.
Ich muss erkennen, daß Sie mir schnell und effizient geantwortet haben. Alle Kollegen,denen ich geschrieben habe, haben mir detaillierte Erklärungen gesandt, die alle zeigen, daß mein Kanton ein Sonderfall in der Schweiz ist.
So hat die waadtländische Association des maîtres de gymnase en chimie" dieses Ergebnis unserer Erziehungsabteilung gezeigt, daß hoffentlich etwas in Zukunft stattfindet, um die Situation zu verbessern. Ähnliche Briefe wurden auch von anderen Vereinen geschrieben : Willy Bachmann, für unsere VSN, Philippe Boesch, für die Commission Romande de Chimie, und Prof. André Merbach, Uni Lausanne.
Als Folge wurde eine Kommission geschaffen, die nach einigen Sitzungen beschloß, daß die Chemie im Schwerpunktsfach Biologie + Chemie ein Jahr später im ganzen Kanton Waadt unterrichtet werden sollte.
Das ist ein grosser Erfolg. Und ich möchte meinen Kollegen der ganzen Schweiz herzlich danken, die mit Ihren Briefen, Auskünften und Zeugnissen zur Verbesserung des Chemieunterrichts im Waadtland beigetragen haben.
Danke allen !
Maurice Cosandey
Maurice Cosandey
Les éléments 116 et 118 ont été récemment annoncés comme découverts à Berkeley. Pour obtenir l'élément 118, il a fallu bombarder une cible de plomb avec des ions de krypton accélérés par un cyclotron. Mais on se fera une petite idée de la difficulté de la tâche en considérant les chiffres suivants. L'accélérateur envoie 2·1012 ions par seconde sur la cible, mais 1 sur 10'000 heurte le noyau, et de ceux-ci, 1 sur 10'000'000 parvient à fusionner avec le noyau de plomb. Et, de ceux qui fusionnent, seuls 1 sur 1'000'000 parviennent à créer un atome de l'élément 118. Résultat : il a fallu un bombardement ininterrompu de 11 jours, et le sacrifice de 1018 ions de krypton, pour observer les traces de 3 atomes de l'élément 118, dont la durée de vie est d'une milliseconde.
La seule personne qui manifestement n'a pas apprécié cette découverte est la femme de son découvreur. En effet, son mari, Victor Ninov, apporta un soir chez lui les enregistrements des détecteurs de particules pour les analyser en paix : une vraie montagne de papier. Après plusieurs heures de recherches infructueuses, il découvrit au milieu de la nuit des traces d'un atome dont la séquence de désintégrations alpha passait par le 116, le 114 et une cascade d'autres atomes connus. Il avait découvert le plus lourd atome connu, le 118 ! Les hurlées de joie de Ninov réveillèrent sa femme ! Pauvre Madame Ninov !
Les bactéries modifiées génétiquement pourraient bien apparaître comme l'arme ultime de la lutte contre la pollution au mercure.
Selon David Wilson, de Cornell University, NY, on y est parvenu en prenant une souche de E. coli, et en y insérant des gènes qui permettent d'absorber le mercure. Mais pour empêcher que le mercure absorbé ne soit transformé en méthyl-mercure (la forme organique toxique) on ajoute aussi le géne de la métallothionéine, une protéine provenant d'organismes supérieurs, et qui se lie au mercure. Ceci permet à la cellule de fixer de grandes quantités de mercure sans être intoxiquée par lui. Les tests ont montré que de telles bactéries absorbent jusqu'à 2,4% de leur poids sous forme de mercure, et que le tout ne demande que 4 à 5 minutes (New Scientist 4.9.99 p. 21)
Testée en laboratoire, cette technique s'avère plus efficace que l'emploi des échangeurs de ions. De plus elle est très économique. Elle va être utilisée en grand en l'an 2000 sur les eaux du lac Onondaga, N.Y., dont la masse d'eau est la plus polluée du monde par le mercure.
A en croire la Revue Polytechnique no. 1633 de janvier 2000, la ville de Palerme souffre d'un manque chronique d'eau courante : pendant les étés 1998 et 1999, les habitants de la ville n'ont été alimentés en eau courante que pendant 2 à 3 heures tous les deux jours. Cette eau provient de trois réservoirs de 36'000 m3, qui sont eux-mêmes alimentés par des lacs artificiels situés dans les montagnes voisines. Mais hélas, les canalisations sont vétustes et 45% du précieux liquide se perd avant d'atteindre l'agglo-mération de Palerme, qui compte environ un million d'habitants. Heureusement, la ville a débloqué en 1999 des crédits pour rénover son réseau d'alimentation et installer des canalisations étanches en plastique entre les réservoirs et la ville.
L'équipe de John Pickett et de Mike Burnett, de l'Institute of Arable Crops Research, qui a fait cette découverte (J. Agricultural Food Chem. 47, 3411), a synthétisé cette phéromone à partir d'huile de cyprès d'été, et les femelles de moustiques ont été attirées comme par la substance naturelle. Cette phéromone semble même attirer spécifiquement les femelles de l'espèce Culex qinquefasciatus. Il est intéressant de savoir que cette espèce propage une maladie virale qui attaque le cerveau humain, et qui est apparue subitement en août passé à New York. Elle est due à un virus dit virus du Nil occidental" et on ignore comment ce virus africain a atteint les USA.
On ne sait pas encore guérir cette encéphalite, mais on espère s'attaquer à la racine du mal en intoxiquant les femelles en mal de ponte dans des trappes contenant la phéromone de synthèse.
Le cyprès d'été est un arbuste commun qui est aussi connu sous le nom de buisson ardent, car son feuillage prend en automne une teinte rouge vif du plus bel effet.
Or les graines de cet arbuste contiennent une huile particulière : l'acide gras qu'elle contient sous forme d'ester triglycérique est très voisin d'une phéromone qui attire irrésistiblement les moustiques femelles, et qui les incite à pondre dans l'eau recouverte de cette substance. Chimiquement parlant, cette phéromone est le (5R,6S)-6-acetoxy-5-hexadecanolide.
La compagnie BEB a réalisé le forage le plus profond d'Allemagne à Söhlingen, en forant à 4719 m de profondeur. Le gisement de gaz qu'on y a trouvé contient de 2 à 5 milliards de mètres cubes, sous une pression de 265 bars. L'une des particularités de cette recherche est que le trépan a fortement dévié de la verticalité pendant le forage. Le point final du forage est distant horizontalement de 1668 mètres du début du forage.
Une nouvelle sorte de mémoire qui n'a besoin que d'une seule molécule vient d'être annoncée par Mark Reed, professeur d'électronique à Yale University. Cette nouvelle mémoire peut être chargée, lue et rechargée électroniquement, comme ses soeurs magnétiques les mémoires RAM (random access memory).
La molécule utilisée par Reed est le 2'-amino-4-ethynylphenyl-4'-ethynylphenyl-5'-nitro-1-benzenethiol. Cette molécule, synthétisée par James Tour de l'Univerité Rice au Texas, peut se présenter sous deux aspects distincts, l'un chargé, et l'autre déchargé. Et on peut passer de l'un à l'autre en appliquant une simple différence de potentiel, selon New Scientist du 13.11.1999, p.23.
Le problème des antibiotiques est bien connu. Les bactéries apprennent rapidement à devenir résistantes aux antibiotiques. En 1941, toutes les souches de Staphylococcus Aureus étaient tuées par la pénicilline. Aujourd'hui, 95% de ces bactéries lui résistent. Il a fallu donc découvrir des antibiotiques nouveaux. A ce jour on en a ainsi synthétisé 160, qui se sont toutes avérées plus efficaces que les précédentes au moment de leur découverte. Mais les bactéries ont toujours appris à anéantir leur effet.
La maison Upjohn vient d'annoncer avoir découvert un nouvel antibiotique, le Linezolid, qui semble promis à un bel avenir dans la lutte contre les bactéries, car il est basé sur un mécanisme inédit. Il faut d'abord savoir que la pénicilline, et tous les antibiotiques ultérieurs, ont en commun un noyau carré formé de 3 atomes C et d'un N. Or les bactéries ont trouvé le moyen de s'immuniser contre ces antibiotiques en cassant ce cycle à 4 atomes, ce qui rend du coup la molécule d'antibiotique inefficace. Le propre du Linezolid est qu'il contient bien sûr le même cycle carré, mais que, si la bactérie parvient à le casser, la molécule ainsi détruite devient un poison puissant qui tue la bactérie hôte.
Le Linezolid semble donc promis à un bel avenir, mais il n'a doit encore être testé in vivo. Sa commercialisation n'est donc pas pour demain, mais peut-être pour après-demain !
Selon Charles Eckert du Georgia Institute of Technology d'Atlanta, l'eau surchauffée à une température supérieure à 250°C, et sous une pression supérieure à 50 atmosphères, acquiert des propriétés tout-à-fait exceptionnelles :
Si on dépose une simple goutte d'huile au centre d'une feuille circulaire de polymère transparent, la goutte prend une forme de lentille convexe, qui peut très bien servir à des fins optiques. Si de plus on place cette feuille à mi-hauteur d'une boîte cylindrique (genre boîte à cirage), on peut soumettre la goutte à un champ électrique établi entre le fond de la boîte et son couvercle. Et ceci fait varier la courbure de la goutte, donc la distance focale de la lentille. Selon Bruno Berge, de l'Université de Grenoble, ces lentilles liquides à distance focale variable pourraient remplacer avantageusement les mécanismes lents et encombrants qui forment les endoscopes d'aujourd'hui. Il faut tout de même signaler que le principal ennui que possèdent ces dispositifs est leur sensibilité aux vibrations : la goutte a facilement tendance à se déplacer sous l'influence des chocs. New Scientist 2187, p. 6, 22.5.1999
En 1998, les principales firmes chimiques européennes ont totalisé les ventes suivantes, en milliards de dollars :
Mais au niveau du secteur Recherche et Développement, c'est Roche qui investit le plus, avec 2.3 Mrd $, devant Bayer (2.2 Mrd$), Hoechst (2.1 Mrd$) et Rhône-Poulenc (2.4 Mrd$), selon les données publiées par l'American Chemical Society (http://www.acs.org/international)
Quand on comprime le gaz oxygène O2 à la pression monstrueuse de 200'000 atmosphères, il devient un solide qui a alors une couleur rouge. Selon Frederico Gorelli, de l'Université de Florence, on pourrait expliquer cette couleur rouge en supposant que la molécule O2 dimérise en formant une molécule O4 (Physical Review Letters 83, p. 4093). Les calculs que l'on peut effectuer à partir d'une molécule O4 linéaire mais plissée donnent en effet un spectre optique absorbant dans le bleu-vert.