2/97Nouvelles de la Commission Romande de Chimie (CRC)
VSN-Zentralkurs Chemie 1997: Programm
Procès-verbal de la séance du comité SSPSN/VSN du 14 juin 1997
VSN/SSPSN-Programm für die GV/AG vom Freitag, 12. September 1997 in Basel
Das fließende Klassenzimmer
Jahrestagung 1997 der GDCh in Potsdam
Cours EPFL 1997-1998
Tables périodiques murales en français
ETH Informationszentrum Chemie (vormals Chemiebibliothek der ETH-Zürich)
Treffen Mittelschule - Hochschule der ETHZ
Das asoziale Molekül
Preisverleihung der Universität Fribourg
Informations-Highway der Chemie
Die Küvettentechnik p; ein kompaktes Halbmikro-technik-Gerätesystem
Recyclage du PET et vodka-citron
Bestimmung der Struktur von Malein- und Fumarsäurey
Gentechnisch veränderte krankheits- und schädlingsresistente Nutzplanzen
Réunie en séance le 14 avril 1997 à Lausanne, la CRC a envisagé de créer les cours de perfectionnement suivants :
· Chimie et Internet, en automne 1997, sous la responsabilité de Ph. Boesch.
· Chimie et toxicologie, en automne 1998, sous la responsabilité de D. Wessner.
· Chimie et microtechnique, en mars 1999, sous la responsabilité commune de D. Wessner et B. Montfort, dans le cadre du 2ème séminaire franco-suisse sur l'éducation en chimie.
A plus long terme, la CRC collabore avec ses soeurs les Commissions Romandes de Mathématique, de Physique et de Biologie, en vue de la réédition des "Tables et Formulaires", dans les années 1999-2000-2001.
Le secrétaire, M. Cosandey
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Für den Mittwoch-Nachmittag (1.10.97) suchen wir noch präsentierbare Werkstätten und andere neue Lernformen aus dem Kreise unserer Kolleginnen und Kollegen. Wer etwas zeigen oder vorführen möchte, ist gebeten, dies dem OK ebenfalls mitzuteilen.
Reinhard Bentzinger
Wirtschaftsgymnasium / Kantonale Handelsschule KHS
Abteilung Chemie
Andreas Heusler-Straße 41, 4052 Basel
Présents: Willy Bachmann, Walter Caprez, Janine Digout, Bernard Monjon, Urs Müller, Marie-Claire Sauthier.
Excusés: Rocco Ciorciaro, Maurice Cosandey et Karl Kiser.
1 Procès-verbal
Le procès-verbal de la séance du 18 janvier 1997 a été accepté.
2 Communications
2.1 Semaine d'étude
Un atelier d'une dizaine d'heures pour la semaine d'étude a été annoncé par Hansmartin Ryser VSN/DBK. Dans quelle mesure de telles rencontres sont-elles profitables pour les branches scientifiques? Ne pourrait-on pas repenser ces séminaires et les organiser entre chimistes, biologistes, physiciens et mathématiciens?
2.2 Relations CPS/WBZ
Rien de changer dans nos relations avec la CPS/WBZ après la rencontre de Willy Bachmann et Hansruedi Dütsch avec Armand Claude: il n'est toujours pas possible de s'inscrire à la SSPSN/VSN pour un cours central sans payer les taxes d'inscription au CPS/WBZ.
2.3 Maturité fédérale
En ce qui concerne la maturité fédérale, une demande a été faite auprès de la Commission Suisse de Maturité afin que les 13 branches soient notées séparément et que le système de la double compensation soit appliqué. Ceci afin d'éviter qu'un élève bon en langues puisse obtenir son certificat de maturité avec des notes très insuffisantes dans les autres branches.
3 Rapports des présidents
3.1 DCK
Le cours d'introduction à internet organisé le 21 mai à l'ETHZ par Juraj Lipscher a connu un vif succès. Environ 25 maîtres ont pu se familiariser avec cette fabuleuse source d'informations.
3.2 DBK
Rien à signaler.
3.3 CRC
Rien à signaler
3.4 CRB
L'enseignement de la systématique et de la biologie organismique tend à disparaître de l'enseignement universitaire. La CRB écrira à la Conférence universitaire suisse pour la rendre attentive à cette évolution dangereuse. La sauvegarde des espèces implique qu'on les connaisse!
Cet automne, Marie-claire Sauthier se retirera de la présidence de la CRB. La succession est ouverte.
4 Assemblée générale
Vendredi 12 septembre 1997 aura lieu une séance d'information sur le thème "technique génétique" suivi de la visite d'un laboratoire (Schullabor) de Novartis (talon-réponse dans le présent numéro).
5 Statuts
Les dernières corrections sont apportées aux statuts dans leurs versions allemande et française. Ils devront être acceptés par la SSPES/VSG cet été et ratifiés à l'assemblée générale de la SSPSN/VSN du 12 septembre 1997.
6 Divers
Aucun.
zurück zum Inhalt Le secrétaire, Bernard Monjon
Liebe Kolleginnen und Kollegen
Für die Generalversammlung 1997 hat der VSN/SSPSN-Vorstand folgendes Programm vorgesehen:
Freitag, den 12. Sept. 1997:
14.00 - 17.00 Informationen zum Thema Gentechnik Novartis Basel
mit Besuch des Schullabors
(Voranmeldung im c+b 2/97 notwendig)
18.00 - 19.00 VSN-Generalversammlung Rest. Rialto
anschließend (5Min. vom Bhf) Nachtessen für angemeldete
Wir sind Ihnen dankbar, wenn Sie sich mit dem Talon voranmelden. Sie erleichtern uns die Organisation und die Resevationen, danke. Den Angemeldeten wird nach den Sommerferien ein genaueres Programm zugestellt.
Mit freundlichen Grüßen
für den VSN/SSPSN-Vorstand
Willy Bachmann, Präs.
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Fasziniernd: Die Larve der Köcherfliege lebt im Wasser, wo sie Seidenfäden verspinnt und sich aus Steinchen oder Pflanzenresten kunstvolle Häuschen baut.
Verblüffend: Die Groppe ist ein kleiner Fisch, der gar nicht richtig schwimmen kann. Ihr fehlt nämlich die Schwimmblase, das Organ, welches den Fischen das Schweben im Wasser ermöglicht.
Spannend: Die Wasseramsel ist der einzige Singvogel, der unter Wasser tauchend auf Nahrungssuche geht.
Diese und zahlreiche andere Tiere und Pflanzen leben im und am Wasser. Doch
Wasser allein genügt nicht: Sie sind auf natürliche und intakte Fließgewässer angewiesen.
Mit dem &laqno;fließenden Klassenzimmer» möchte Pro Natura Ihre Klasse hinaus an den nächsten Fluß oder Bach locken und sie zum Beobachten anregen. Erkunden Sie mit Ihrer Klasse den faszinierenden Lebensraum der fließenden Gewässer, entdecken Sie die vielen Naturgeheimnisse. Wir garantieren für spannende Erlebnisse.
Die Idee - vom Natur-Entdecken zum Natur-Schützen &laqno;Das fließende Klassenzimmer» findet im Spätsommer statt und führt' nach draußen, in die Natur. Auf verschiedenen Expeditionen wird der Lebensraum Fließgewässer erlebt und erforscht. Am Anfang steht die Naturbeobachtung und das Kennenlernen im Vordergrund. Pflanzen, Tiere und landschaftliche Aspekte/ sollen unter die Lupe genommen werden. In einer zweiten Phase untersuchen die Kinder mit einer einfachen Methode die Qualität des Wassers. Als Abschluß der Expeditionen findet in der zweiten Septemberhälfte 1997 eine einfache open-air Ausstellung statt; die KIassen präsentieren der Bevölkerung ihre Untersuchungen, Erlebnisse und Träume direkt draußen am Fluß oder Bach, sie machen dadurch eine breite Öffentlichkeit auf ihre Naturschutzanliegen aufmerksam. Das Projekt ist eine Weiterführung der erfolgreichen Schulaktion &laqno;Ein Fluß , verbindet» aus dem Jahre 1991. Das Projekt wurde nun speziell für die Unter- und Mittelstufe angepaßt und-mit neuen Aspekten ergänzt.
5 Tage, 5 Themen - Eine Palette zum Auswählen... Die Aktion kann in einer konzentrierten Projektwoche oder aber an mehreren Tagen, über einige Wochen verteilt, statffinden. Die vorgeschlagenen Expeditionen sind als Anregung gedacht. Wir bieten Ihnen eine Unterrichtshilfe als Leitfaden sowie verschiedene ergänzende Materialien zu den einzelnen Themen. Eine Palette also, mit deren Hilfe Sie Ihr Programm je nach Lust, Laune und Zeit selbst zusammenstellen können.
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Ich bin interessiert...
Senden Sie mir gratis das Prospekt inkl. Anmeldeformular zur Schulaktion &laqno;Das fließende Klassenzimmer»
Name, Vorname........................................................................
Straße........................................................................................
PLZ, Ort...................................................................................
Stufe.............................................................
Einsenden an: Pro Natura, Umweltbildung, Postfach, 4020 Basel, 061 317 92 55 (Mo-Do)
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Zum Tagungsthema:
Bereits seit den siebziger Jahren wird darüber diskutiert, mit welcher Zielsetzung, in welcher Weise und in welchem Umfang sich der Chemie- und Physikunterricht für Inhalte der anderen naturwissenschaftlichen Disziplinen und weiterer Fächer öffnen könnte und sollte. Es wurden zahlreiche Curricula erarbeitet und viele von ihnen mit wissenschaftlicher Begleitung erprobt. Die Vorschläge reichen von der begrenzten Übernahme weniger spezifischer Inhalte aus den Nachbardisziplinen bis hin zur völligen Auflösung der Fächergrenzen, wie dies mit dem Schulfach Science beispielsweise in England und Amerika üblich ist.
Die Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) hat für ihre Jahrestagung 1997 an der Universität Potsdam das Schwerpunktthema "Naturwissenschaftlicher Unterricht p; integriert, übergreifend oder disziplinär?" gewählt, um den Stand der fachdidaktischen Forschung und Erfahrungen in der Praxis in diesem Bereich zu präsentieren und zur Diskussion zu stellen. Fünf Plenarvorträge und viele der mehr als 100 Arbeitsgruppensitzungen mit Referenten aus Deutschland und dem Ausland werden sich mit dieser Thematik beschäftigen.
Das diesjährige Tagungsthema hat eine aktuelle bildungspolitische Dimension, denn in einigen Bundesländern ist die Einführung des Schulfaches Naturwissenschaften, welches die Schulfächer Biologie, Chemie und Physik ersetzt, bereits heute möglich. In einer Podiumsdiskussion zum Thema "Schulfach Naturwissenschaften - Gewinn oder Verlust?" soll neben der fachdidaktischen auch diese
Dimension zur Sprache gebracht werden.
Mehr infos auf der Home-Page der GDCh
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Le Département des Matériaux de l'EPFL organise des Colloques en science des matériaux pour les enseignants du secondaire. Ces cours durent 1/2 jour et sont gratuits. Le 1er colloque a lieu le
mercredi 5.11.1997 de 14.00 à 17.30,
avec les 4 exposés suivants :
1. Présentation de la science des matéri aux.
2. L'ordinateur au service des matériaux,
3. Les matériaux à nanostructures.
4. L'air-bag.
Un 2ème colloque est prévu le 29 avril 1998.
Les intéressés peuvent s'inscrire jusqu'à 10 jours avant le colloque auprès de
Philippe Béguelin, Labo des polymères,
MX-D, EPFL, 1015 Lausanne.
Tél. (021) 693 28 54
Fax. 693 58 68
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Die folgenden Informationen sollten einen kleinen Überblick über die Dienstleistungen des ETH Informationszentrum Chemie ermöglichen (die Bezeichnung "Bibliothek" ist angesichts der neuen Möglichkeiten nicht mehr zutreffend). Die Angaben sind den Unterlagen von Dr. Engelbert Zass, dem wissenschaftlichen Mitarbeiter dieser Institution, entnommen. Herr Zass war der Hauptreferent des kürzlich durchgeführten DCK-Kurses "Informationshighway der Chemie"
Adresse:
ETHZürich Chemie-Bibliothek
Universitaetstr. 16 CH-8092 Zürich
Tel. Auskunft/Ausleihe: 01/632 3066
Tel. Leiter 01/632 3067
Fax Leiter 01/632 1072
e-mail:zass@chem.ethz.ch
Öffnungszeiten:
Bibliothek: Montag bis Freitag 8.00 - 18.00
Elektronische Bibliothek: Montag bis Donnerstag 9.00-12.00/ 13.30-17.00, Freitag 9.00-12.00
Präsenzbibliothek (systematische Freihandaufstellung)
Ausleihe für Bücher max. 4 Tage (Zeitschriften nicht ausleihbar)
Bestand: ca. 30000 Monographien, 500 laufende Zeitschriften, 20000 Mikrofilme, CD-ROMs, interne und externe Datenbanken. Erwerbungen ab 1995 im ETHICSplus nachgewiesen.
Verzeichnis der verfügbaren CD-ROMs und Datenbanken:
Autonom (organ. Nomenklatur) Programm
* Beilstein CrossFire plus Reactions
BIOSIS Previews Lernprogramm
* Cambridge Structure Database
CA on CD (nur lfd. Jahr 1996 !)
CAS 12th Collective Index
CASSI (CAS Source Index)
CEABA (Chem. Engineering & Biotechnol. Abstr.)
ChemBank
ChemKey Search (Lit. zu Reaktionen)
Current Contents
Current Protocols (Mol. Biol.)
ECDIN (Environmental Chemicals)
EINECS (Europ. Chem. Inventory)
ERL (ETH-Bibl.) u.a. Current Contents, BIOSIS, Medline, INSPEC
ETHICS
European Chemical Index
Gefahrgut-CD
* Gmelin CrossFire
Index Chemicus
Int. Patent Klassifikation
* ISIS Chemikalien (Available Chemicals Directory)
* ISIS Reaktionen (ChemInform RX, RefLib)
J.Biol.Chem.
Journal Citation Reports
Landolt-Börnstein Index
Log p Programm
Medline
Name (organ. Nomenklatur) Programm
NIST Mass Spectra
NIST Physical Properties
Nucl. Acids Res.
Power Translator Programm
Römpp Chemie-Lexikon
ROTH Giftliste
Sandra (Beilstein) Programm
Science Citation Index
Science Watch "Hot Papers"
Toxline
TRC Index (Thermodyn. Res. Council)
Ullmann Index
* = nur für ETH-Angehörige verfügbar.
Das Informationszentrum bietet verschiedene Benützerkurse an, welche allgemein zugänglich sind und bei einer bestimmten Zahl Anmeldungen durchgeführt werden. Für Kurse, welche als eine richtige Vorlesung der ETH angeboten werden, muss man sich als Fachhörerin oder Fachhörer einschreiben.
J. Lipscher
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Eine Kurzgeschichte von Jon Nuotclà
Da war einmal ein Molekül, das wollte sich nicht unter die anderen mischen. Alles Schütteln und Schubsen der Chemiker half nichts, das Molekül sonderte sich ab und versteckte sich in einer Unebenheit des Erlenmeierkolbens. Sie, die Chemiker, mußten erkennen, daß sein asoziales Verhalten krankhaft war. Sie waren überzeugt, daß es darunter litt, und bemühten sich rührend, ihm zu helfen. Da sie keine anderen Möglichkeiten dazu sahen, als in das Seelenleben des Moleküls einzugreifen, das heißt dessen Charakter zu ändern, fügten sie ihm eine OH-Gruppe ein. Tatsächlich, die Wirkung war überwältigend. Von diesem Augenblick an wurden die Anbändelungsversuche den anderen Molekülen gegenüber beinahe peinlich. Doch das störte die Chemiker nicht, denn für sie war nur das Glück ihrer Moleküle wichtig, sogar wenn deren Lebenswandel gegen jede Sitte und Moral verstieß. Leider konnten sie die unmittelbare Ursache für die seelische Wandlung des Moleküls und die direkte Wirkung der eingefügten Hydroxylgruppe auf dessen tiefste Empfindungen nicht mehr ergründen, denn es verschwand mit einem Wassermolekül in der Ausgußöffnung des Waschtroges und zeigte sich nie wieder in diesem Labor. Die Chemiker waren sehr enttäuscht, denn sie empfanden das Verhalten ihres Moleküls als äußerst undankbar.
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Das Departement Chemie der ETH Zürich lädt ein zu einem Treffen
am Samstag, 20. September 1997, 10.15 Uhr bis ca. 13.00 Uhr,
im Dozentenfoyer der ETH Zürich, J-Geschoss, Rämistr. 101.
Sinn des Treffens ist, sich gegenseitig besser kennenzulernen und Gedanken auszutauschen, um die Zusammenarbeit
zwischen Mittelschullehrern/-innen und Hochschuldozenten/-innen im Bereich Chemie weiter zu verbessern.
Mögliche Diskussionspunkte sind u.a.:
· ETH-Studienpläne im Fach Chemie, Anforderungen
· Probleme im Zusammenhang mit der neuen Maturitätsverordnung
· Öffentliches Image der Chemie
· Geplante Departementswoche Chemie der ETHZ (29.9. - 4.10.97)
Kaffee und ein abschließender Apéro werden von der ETHZ offeriert.
Die Einladung richtet sich vorwiegend an Mittelschullehrer/-innen, welche Chemie unterrichten.
Gerne erwarten wir Ihre schriftliche Anmeldung mittels untenstehendem Talon bis Freitag, 5. September 1997, an:
ETHZ, Departement Chemie, Herrn M. Hauser,
Universitätstrasse 6, 8092 Zürich
(Anmeldung per Fax 01- 632 1058 oder e-mail an
hauser@org.chem.ethz.ch ebenfalls möglich).
-------------------------------------------- T A L O N --------------------------------------------
Anmeldung zum Treffen "Mittelschule - Hochschule" am 20. September 1997:
Name/Vorname:...............................................................................................................
Mittelschule: ................................................................................................................
Telefon (Fax):...............................................................................................................
Bemerkungen: ................................................................................................................ .....................................................................................................................................
(Ort/Datum) (Unterschrift/Stempel)
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Anlässlich ihrer 100-Jahresfeiern veranstaltete die Universität Fribourg einen Wettbewerb für Mittelschülerinnen und Mittelschüler (vgl c+b 2/96). Die Preise wurden nun verliehen. Folgende 6 Schülerinnen und Schüler gehören zu den Preisträgern:
Alle besuchen die Kantonsschule Baden (Typus C, Maturaklasse). Am 12. April 1997, Tag der offenen Tür, konnten sie den mit CHF 2000.p; dotierten Preis entgegennehmen. Die Schülerinnen und Schüler haben sich in einem Projekt mit modernen wissenschaftlichen Methoden der Kriminalistik befaßt.
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Ob sich dieser Kurs auch für Gruftis oder sogar Kompostis eignet, fragt man sich vor der Anmeldung. Es gibt gute Gründe für Mittelschullehrerinnen und -Lehrer, moderne Methoden zur Informationsbeschaffung kennenzulernen und zu benutzen:
· pro Woche werden in der Chemie weltweit 14'000 Publikationen mit 30'000 neuen Verbindungen publiziert.
· für Projektarbeiten sind auch Daten nach 1989 von Nutzen und die findet man nur mit Hilfe von Computer-Suchsystemen.
· viele Mittelschulen haben Internet-Anschlüsse, die nicht nur für Schülerinnen installiert worden sind.
Der Kurs hat sich für die rund zwanzig Wißbegierigen gelohnt. Die wissenschaftlichen Mitarbeiter der Chemie-Bibliothek der ETH Zürich haben uns mit viel Geduld die Struktur von Chemie-Datenbanken wie beispielsweise "Beilstein" Crossfire erklärt. Mit der Übersetzung von gängigen Abkürzungen im Internet und den ersten Schritten im SwissEduc Chemie auf dem Bildschirm ist die Schwellenangst abgebaut worden. Nun wollten wir selber probieren und das war genau das Richtige für Einsteiger. Selber üben, "trial and error", so lernt man am schnellsten. Das ist auch als Wunsch für den nächsten Kurs deponiert worden, nämlich mehr Zeit für praktische Übungen, möglichst mit eigenen Suchproblemen.
Den Organisatoren, vor allem Juraj Lip-scher, ein herzliches Dankeschön für den sehr nützlichen Nachmittag mit guter und kollegialer Stimmung
Marianne Hug-Inderbitzin
Kantonsschule Zürcher Unterland
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Die Umsetzung der Forderung für ein ökonomisch und ökologisch bewußtes Handeln ist eine grundsätzliche Aufgabe der gegenwärtigen menschlichen Zivilisation. Dies hat auch im Chemieunterricht dazu geführt, Umweltfragen neu zu bewerten und nach umweltfreundlicheren und abfallarmen Experimenten sowie nach Low-cost-Experimenten zu suchen.
Spätestens seit der Meraner Konferenz der Naturwissenschaftslehrer im Jahre 1905 wird das Schülerexperiment als eine der entscheidenden Erkenntnisquellen im Chemieunterricht betrachtet. Wird dies durch spezielle Geräte für Schüler unterstützt, so können beim experimentellen Arbeiten geistige und geistig-praktische Operationen ausgelöst und experimentelles Können entwickelt werden. Auf Grundlage dieses didaktischen Ansatzes gab es seit Anfang der sechziger Jahre im Osten Deutschlands Überlegungen, Schülerexperimente effektiver, gefahrloser und handhabbarer zu gestalten. Resultat war u.a. eine in der Arbeitsgruppe um Kuhnert entwickelte Halbmikrotechnik mit folgenden Vorzügen:
Damit wird gesichert, daß die unmittelbare Ausführung von Experimenten und der Erkenntnisprozeß von Schülern weitgehend verbunden sind.
Diese Gerätesysteme werden insbesondere folgenden Anforderungen gerecht:
Anstelle der üblichen Vielfalt nutzen wir den Begriff Halbmikrotechnik-Gerätesysteme. Die Einteilung der Arbeitstechniken entsprechend den eingesetzten Chemikalienmengen geht dabei zurück auf Ackermann. In diesem Sinne verstehen wir mit Ackermann unter Halbmikro-technik-Gerätesystemen einen Oberbegriff für Geräte mit bestimmten Volumina in Abgrenzung zu Makro-, Mikro- und Ultramikrotechnik- Gerätesystemen.
Demzufolge gehören zu den Halbmikrotechnik-Gerätesystemen all jene Geräte, die diesen Anforderungen entsprechen.
In Deutschland existieren gegenwärtig mindestens die folgenden Systeme:
Typische Operationen von Schülern beim experimentellen Arbeiten mit Halbmikrotechnik-Gerätesystemen sind:
Den genannten Vorteilen standen aber auch Nachteile gegenüber:
Ausgehend von dieser Problemstellung entwickelte die Arbeitsgruppe um Legall Anfang der achtziger Jahre eine Küvettentechnik, mit der ein Unterrichtsmedium zur Verfügung steht, welches sowohl für die Projektion von Lehrerexperimenten als auch für Schülerexperimente geeignet ist.
Die gegenwärtig verfügbare Küvettentechnik besteht aus drei Küvettensätzen:
Küvettensatz I
Küvettensatz II
Küvettensatz III
Küvetten sind kompakte Experimentiergeräte aus glasklarem Polystyren, die unmittelbar zum Einsatz gebracht werden können.
Dadurch erfolgt einerseits eine Entlastung der Schülerexperimente im konstruktiven Bereich, denn das zeitintensive Zusammenstellen und Aufbauen aus verschiedenen Einzelteilen entfällt. Somit werden Freiräume geschaffen für die intensivere Beschäftigung mit der erkenntnistheoretischen Seite des Schülerexperimentes. Andererseits müssen das Entwickeln der geistig-praktischen Tätigkeiten, der manuell-technischen Komponenten beim Experimentieren der Schüler und der konstruktiven Fähigkeiten und Fertigkeiten mit der Vorgabe fertiger Apparate nicht vernachlässigt oder vorweggenommen werden, weil:
Mit diesen Küvetten stehen für den Chemieunterricht Geräte zur Verfügung, die sehr gute Möglichkeiten bieten, wesentliche Effekte sichtbar zu machen, wie z. B.:
Weiterhin ist mit diesen Geräten in sehr einfacher Weise der modellartige Nachvollzug technologischer Experimente möglich; schwerverständliche experimentiertechnische Prinzipien können demonstriert und erläutert werden.
Beim Einsatz der Küvetten dürfen insbesondere folgende Chemikalien nicht genutzt werden: Halogene, Ethin, Phenol, Benzen, Hexan, Tetrachlorkohlenstoff und organische Ester.
Aus den genannten Gründen sind die Küvetten nach Abschluß der Experimente sofort mit Wasser gründlich zu spülen. Als Schlauchmaterial empfehlen wir Polyethenschlauch.
Die Küvetten lassen sich sehr gut mit anderen Halbmikrotechnik-Geräten kombinieren. Getestet haben wir u. a.:
X Mikroglasbaukasten:
Mikroheizgerät,
Mikromagnetrührer,
HMT-Präparateglas mit und ohne Seitenrohr / Seitenarm,
Glasrohrstücken;
X Mini-Labor:
Tropftrichter (groß),
Absperrhahn (klein),
Reaktionsgefäße mit und ohne Seitenarm,
Magnet-Heizrührer (Ministir II),
T-Stück (groß);
X Halbmikrotechnik (HMT):
HMT-Reagenzglas,
HMT-Rundkolben, HMT-Erlenmeyerkolben, jeweils mit und ohne Seitenrohr,
HMT-Luftkühler, HMT-Wasserkühler, pneumatische Wanne der HMT,
HMT-Verbrennungsrohr,
HMT-Thermometer,
Glasrohrstücke und
HMT-Stativ.
Um möglichst viele Vorteile der verschiedenen Systeme bei ihrer Kombination beizubehalten, empfehlen wir als zusätzliches Glassortiment Adapter (d = 8 mm und d = 6 mm), die sowohl für die Gummi- und Siliconstopfen der Küvettentechnik, als auch für die Schraublochkappen paßfähig sind:
1. Winkelrohr 3cm x 16cm x 3cm,
2. Winkelrohr 6cm x 16cm,
3. Winkelrohr 3cm x 10cm und
4. Ausgleichsrohr 4cm x 10cm x 4cm.
Neben den Küvetten sind jetzt auch umfangreiche, den Experimentalunterricht unterstützende Medien (Kopiervorlagen, Video, Farbfolien) lieferbar.
Wir sind der Meinung, daß als typische Aneignungstätigkeit im Chemieunterricht das experimentelle Arbeiten - speziell der Vollzug von experimentellen Operationen der Schüler beim experimentellen Arbeiten - zu sehen ist. Das experimentelle Arbeiten schließt folglich auch alle geistigen und geistig-praktischen Tätigkeiten der Schüler ein, die bei der vollständigen Vorbereitung, Durchführung, Beobachtung und Auswertung von Experimenten im Unterricht vollzogen werden. Je nach dem anzustrebenden Unterrichtsziel sollten beim Einsatz der Küvetten mindestens zwei Überlegungen im Mittelpunkt stehen: die erkenntnistheoretische Seite und experimentiertechnische Seite, insbesondere die Herausbildung des konstruktiven Denkens. Folgende Experimenttypen im unterrichtlichen Erkenntnisprozeß sind herauszustellen:
Erkundungsexperimente
Diese Experimente werden eingesetzt, um unmittelbar an Schüler Wissen zu vermitteln. In der Regel besitzen sie hierbei kein entsprechendes Vorwissen, sondern erkunden einen für sie unbekannten Sachverhalt.
Entscheidungsexperimente
Diese Experimente werden eingesetzt, um den Wahrheitswert abgeleiteter oder gegebener Hypothesen zu bestimmen, d.h. Schüler müssen bereits über entsprechendes experimentelles Wissen und Können verfügen. Nachdem eine experimentell überprüfbare Folgeaussage abgeleitet, die Voraussetzungen für das Experiment geschaffen und Beobachtungsaufgaben formuliert sind, wird das Experiment durchgeführt. Anschließend erfolgt der Vergleich von Hypothesen bzw. Folgeaussagen mit dem Ergebnis, je nach Wahrheitswert als Verifizierungsexperiment oder Falsifizierungsexperiment.
Veranschaulichungsexperimente
Diese Experimente werden eingesetzt, um ein Gesetz, eine Gesetzesaussage oder eine bereits als wahr befundene Voraussage zu erläutern bzw. zu veranschaulichen. Wobei insbesondere in den Unterrichtsphasen der Arbeit am neuen Stoff alle drei Experimenttypen je nach Unterrichtsgestaltung und Unterrichtsziel umsetzbar sind.
Das experimentelle Arbeiten mit den Küvetten sollte so erfolgen, daß die Durchführung chemischer Schülerexperimente rationalisiert wird, mehr Zeit für das Erfassen des Beobachteten, für das Auswerten und somit für den kommunikativen Bereich und die Entwicklung der geistigen Tätigkeiten verbleibt.
Unter Berücksichtigung dieser Arbeitstechniken und der Strategie zur Herausbildung des experimentellen Könnens von Lernenden weisen wir nachfolgende Niveaustufen bei der Durchführung chemischer Schülerexperimente in Küvetten und in Kombination mit anderen Halbmikrotechnik-Gerätesystemen aus:
1. Kommunikative Tätigkeiten/beschreibendes Erfassen
Kennenlernen einfacher Geräte und Hilfsmittel: Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Filterpapier, Verbrennungslöffel, Stopfen, Wärmequellen (Brenner/Heizmulde/Mikroheizgerät - Aufbau und Funktion), Verbindungsstücke aus Glas / Schlauch, Trichter, Spatel, Stativ ...
2. Einfache konstruktive Tätigkeiten
Umgang mit einfachen Geräten, Chemikalien und Hilfsmitteln:
3. Kontinuierliche Entwicklung des konstruktiven Denkens
Ausführen und Üben grundlegender Schülertätigkeiten:
4. Herausbildung komplexer Schülertätigkeiten
Vorrangig konstruktive Seite/Planung der Experimentieranordnung:
Als Muster werden drei Kopiervorlagen für Schülerexperimente zur Kombination von Küvetten mit Geräten nach Menzel und Schallies vorgestellt:
1. Experiment (Wasserstoffelektrode)
Aus didaktischen Gründen ist hier die Verwendung von gasförmigem Wasserstoff aus einer Kipp-Küvette (K 3) günstiger als die elektrolytische Erzeugung.
2. Experiment (Kohlenstoffdioxid)
Die Gasentwickler- und die Dreikammer-Küvette (K 1/K 2) können als Varianten wechselseitig eingesetzt werden.
3. Experiment (Stickstoffoxide)
Zur Entsorgung der Stickstoffoxide nutzen wir an der Dreikammer-Küvette (K 2) den Adsorptionsstopfen nach Menzel oder ein gefülltes Trockenrohr.
Geräte / Hilfsmittel:
Kipp - Küvette ( Küvette 3 ) , Glasrohr mit Stopfen, Einweghahn mit Stopfen,
Winkelrohr mit Schlauchverbindung, Stopfen, Trichter,
Vertikalhalbzellenständer mit Elektrodenlochplatte und Wanne,
Vertikalhalbzelle mit Diaphragma, Wasserstoffelektrode / Platinelektrode
Chemikalien:
Zink ( gran. ) P , 4 M Salzsäure (etwa 15 %ig) Xi ,
0,1 M Salzsäure (etwa 0,35 %ig) Xi , 1 M Kaliumnitratlösung O
Versuchsaufbau:
Durchführung:
1. Vorbereitung der Kipp - Küvette ( Darstellung von Wasserstoff ):
Durch die seitliche Öffnung werden 8 bis 10 Zinkgranalien in den Reaktionsraum der Küvette gefüllt. Anschließend wird die Küvette mittels Stopfen mit eingesetztem Einweghahn verschlossen und bei geöffnetem Hahn werden durch die obere Öffnung 30 ml 4 M Salzsäure gegeben. Durch Öffnen und Schließen des Hahns wird auf Funktion geprüft und ein Stopfen mit Glasrohr in die obere Öffnung eingesetzt.
2. Vorbereitung des Vertikalhalbzellenständers: Zunächst wird der Vertikalhalbzellenständer mit Elektrodenlochplatte in die Wanne gestellt und seitlich mit einer Klammer an der Wanne befestigt.
Danach füllt man ca. 0,5 bis 1 cm hoch Kaliumnitratlösung als Stromschlüssel ein.
3. Aufbau der Wasserstoffelektrode: Die Halbzelle mit Diaphragma wird in den Vertikalhalbzellenständer gestellt. Anschließend füllt man ca. 3 cm hoch 0,1 M Salzsäure in die Halbzelle und setzt die Wasserstoffelektrode ein.
Danach erfolgt der gasdichte Zusammenbau der Apparatur mittels Schlauchstück und Ausgleichsrohr. Die Reaktion zur Wasserstoffdarstellung wird in Gang gesetzt.
Anm.: Diese Apparatur wird dann als Bezugselektrode für galvanische Messungen im Schülerexperiment genutzt.
Geräte / Hilfsmittel: Kipp-Küvette (Küvette 3), Einweghahn mit Stopfen, Glasrohr mit Stopfen, Ausgleichsrohr mit Schlauchverbindung, großes T-Stück, 2 Adapterkupplungen, Schraubkappe, Gaseinleitungsrohr mit Stopfen, Gasentwickler-Küvette (Küvette 1), HMT-Reagenzglas, Stopfen
Chemikalien: platinhaltiger Perlkatalysator, Holzkohle, Wasserstoffperoxidlösung (10 %ig) C , Calciumhydroxidlösung (gesättigt), Bromthymolblau.
Versuchsaufbau:
Durchführung:
1. Vorbereitung der Kipp - Küvette: Die Küvette wird mit 0,5 g Katalysator und 30 ml Wasserstoffperoxidlösung gefüllt, mit dem Einweghahn und dem Glasrohr vervollständigt und auf Funktion geprüft.
2. Vorbereitung der Gasentwickler - Küvette: Der Gasentwickler der Küvette ist mit 2 ml gesättigter Calciumhydroxidlösung zu füllen.
3. Zusammenbau der Apparatur: Die vorbereiteten Küvetten sind mittels Ausgleichsrohr und Gasableitungsrohr über Adapterkupplungen an das große T-Stück anzuschließen. Der Einweghahn an der Kipp - Küvette wird nun geöffnet. Sobald ein gleichmäßiger Gasstrom fließt, wird ein glimmendes Stück Holzkohle in die Seitenöffnung des T-Stückes eingebracht und die Öffnung sofort wieder verschlossen. Anschließend wird die pneumatische Wanne der Küvette 1 mit Wasser und 5 Tropfen Bromthymolblau beschickt und ein mit Wasser gefülltes HMT-Reagenzglas eingestellt.
Beobachtungen / Auswertung: (gesondertes Blatt)
Entsorgung: Der Katalysator wird für die Wiederverwendung mit Wasser gewaschen und mit Filterpapier getrocknet, Wasserstoffperoxidreste werden verworfen.
Die Nachweisreagenzien sind in bereitstehende Gefäße zu gießen.
Geräte / Hilfsmittel: Dreikammer-Küvette (Küvette 2), Tropftrichter (groß),
Adsorptionsstopfen (gefüllt mit gekörnter Aktivkohle), 2 Stopfen
Chemikalien: Kupferspäne, konzentrierte Salpetersäure C, O , Universalindikatorlösung, Kaliumpermanganatlösung (0,1 %ig) Xn , Wasser
Versuchsaufbau:
Durchführung:
1. Vorbereitung der Dreikammer - Küvette: In die erste Kammer der Küvette gibt man 0,5 g Kupferspäne. Die zweite Kammer wird mit 5 ml Wasser und 2 Tropfen Universalindikatorlösung, die dritte Kammer mit 5 ml verdünnter Kaliumpermanganatlösung gefüllt. Anschließend wird auf die dritte Kammer der Adsorptionsstopfen aufgesetzt und die zweite Kammer und die seitliche Öffnung werden mit je einem Stopfen verschlossen.
2. Zusammenbau der Apparatur: Ein Tropftrichter (groß), versehen mit durchbohrtem Stopfen, wird mit konzentrierter Salpetersäure gefüllt und damit die erste Kammer verschlossen. Durch Zutropfen der Salpetersäure wird die Reaktion in Gang gesetzt.
Beobachtungen / Auswertung: (gesondertes Blatt)
Entsorgung: Die Reaktionsreste sind in bereitstehende Gefäße zu gießen.
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Francis Mingard, Gymnase de Nyon,
CESSOUEST, 1260 Nyon
Voici un montage très simple et peu onéreux qui permet d'extraire à température ambiante les colorants et autres substances odorantes d'un citron, ou de tout autre agrume (orange, mandarine, pamplemousse). Cette expérience ludique est une occasion rêvée pour introduire des notions telles que
· les techniques d'extraction
· les colorants
· les molécules odorantes
· la pression partielle, etc.
Matériel et méthode:
Prendre 2 bouteilles en PET de 1,5 l. Les couper avec des ciseaux selon le schéma en 3 parties A, B et C. Introduire en A 100 ml d'alcool pur ou de vodka. Poser l'entonnoir B sur A et déposer en B un citron entier (ou un autre agrume). Emboîter la partie C inversée sur B et A. Du ruban adhésif peut être utilisé au point de contact entre A et C afin d'obtenir une meilleure étanchéité. La partie B peut être perforée en différents endroits pour améliorer l'extraction. Notons encore que la plupart des bouteilles en PET peuvent être utilisées, quelle que soit leur contenance.
Abandonner le tout à température ambiante et observer ce qui se passe. Peu à peu l'alcool s'évapore et se condense sur le citron. Au bout d'une heure, les premières gouttelettes sont visibles. On dirait que le citron suinte. Peu à peu l'alcool continue à se condenser et à refluer comme dans un Soxhlet, à raison de quelques gouttes par heure.
Au bout de 2 semaines, le citron ou l'agrume choisi est décoloré et sa pelure ramollie. Par contre l'alcool est coloré et parfois un peu trouble. En filtrant ce liquide, on obtient une "vodka-citron" ou une "vodka-orange", par exemple, au goût tout-à-fait agréable. Coupé avec un peu d'eau, on peut l'utiliser pour faire d'excellentes crêpes flambées...
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Guillermo Salgado M.
Deutsche Schule, Santiago. Chile
In der Literatur wurden viele Handbücher für das Laboratorium beschrieben. Leider ähneln sie Küchenrezepten. Das Laboratorium soll ein Verfahren für die Lösung einer problematischen Situation sein. Auf Grund einer von Frau Dr. Brenda Wojciechowski veröffentlichten Forschung habe ich einen Laboratoriumsbeweis ausgeführt [1].
Die Grundlage für diese Beweisführung ist die säurekatalysierte Isomerisation von Maleinsäure zu Fumarsäure [2]. Den Studenten werden die Ausgangsmaterialen, Reagenzien und eine Laboratoriumsvorschrift geliefert. Als Anfangspunkt wird ihnen gesagt, daß es sich um eine Säure mit der Summenformel; C4H4O4 handelt.
Die Studenten werden, für das Ausgangsmaterial und für das Produkt Schmelzpunkte, Löslichkeiten, Säuregrad und die Struktur der beiden Säuren bestimmen müssen.
Ausführung des Experiments
1. Teil: Umwandlung der Säure A in Säure B.
a ) 6 g der Säure A werden abgewogen und 10 ml destilliertes Wasser zugefügt; die Mischung wird bis zur Auflösung der Säure erhitzt.
b ) Es werden 15 ml 12 M Salzsäure hinzugefügt und das Gefäß mit einem Uhrglas bedeckt. Die Lösung wird im Wasserbad während 3 Minuten oder bis zur Bildung eines festen Rückstandes erhitzt.
c ) Die Lösung wird bis Zimmertemperatur erkalten gelassen.
d ) Die Mischung wird filtriert und der Rückstand mit kleinen Mengen destillierten Wassers gewaschen.
e ) Die Kristalle des festen Rückstands werden auf ein Uhrglas gelegt und es wird gewartet bis sie trocken sind. Man bezeichne das trockene Muster als Säure B.
Anmerkung : Um zu verhindern, daß die Studenten die Formel der Säuren suchen, werden sie wie folgt verschlüsselt :
A = Maleinsäure und B = Fumarsäure.
Zum Schluß wird ihnen eine zusätzliche Information über die Lage der zwei Carboxylgruppen und der Doppelbindung Kohlenstoff - Kohlenstoff zur Verfügung gestellt.
2. Teil : Vergleich der zwei Isomeren
a) Es wird die Löslichkeit der Säuren A und B in destilliertem Wasser verglichen, mit
1 g von jeder Säure.
b) Es werden die Schmelzpunkte der Säuren A und B mittels eines Thiele - Rohrs bestimmt.
c ) Es wird je eine Lösung der Säuren A und B hergestellt (0,1 g in 20 ml destilliertem Wasser) und es werden 3 cm Magnesiumband jeder Lösung zugefügt. Man beobachte was passiert und schreibe es auf.
Ergebnisse
Man schreibe die Ergebnisse systematisch auf, um in klarer Weise die Unterschiede in den Eigenschaften der zwei Säuren anzugeben.
Prüfung der Ergebnisse
1. Auf Grund der Unterschiede in Schmelzpunkt, Löslichkeiten und Säuregrad : Welche Säure wird beständiger sein ?
2. Auf Grund der molekularen Modellen der Isomeren cis und trans sollen die Unterschiede in den vorher bestimmten Eigenschaften erklärt werden.
3. Ausgehen von der Information, daß die Säure A ein Molekül Wasser von jedem Säuremolekül verlieren kann, wenn seine zwei Carboxylgruppen reagieren, um ein Anhydrid zu bilden : Welches Strukturisomer, cis oder trans, wird vermutet? Die Säure B weist diese Umwandlung nicht auf.
Schlußfolgerungen
Die Anwendung dieser Art von Laboratoriumsarbeit liefert ausgezeichnete Ergebnisse, weil die Schüler problemlos feststellen können, daß Maleinsäure in Bezug auf Fumarsäure in seiner Beständigkeit verschieden ist. Diese Beständigkeit steht in direkten Verhältnis zur räumlichen Orientierung der COOH-Gruppen in Bezug auf die Doppelbindung. So stellen die Schüler fest, daß Maleinsäure ( A ) das cis-Isomer und Fumarsäure ( B ) das trans-Isomer ist. Mit dieser Vorschrift für das Laboratorium, soll auch festgehalten werden, daß die Schüler begreifen, daß eine Laboratoriumsvorschrift kein Küchenrezept darstellt ( 3 ).
Bibliographie
[1] B. Wojciechowski, J. Chem. Educ. 1996, 73, 85
[2] J. Meck, J. Chem. Educ. 1975, 52, 541
[3] M. Pickering, J. Chem. Educ. 1988, 65, 143
Dank
Ich bedanke mich bei Herrn Prof. Dr. H. Schmidt-Hebbel für die Hilfe bei dieser Arbeit.
Einleitung
Fächerverbindender Unterricht gewinnt zunehmend an Bedeutung. Querbeziehungen zwischen Chemie und Biologie lassen sich u.a. anhand von chemisch-analytischen Methoden in der klinischen Chemie und medizinischen Diagnostik aufzeigen. Um einen Bezug zur Lebenswelt der Schüler herzustellen, werden im folgenden ausgewählte Harn- und Blutparameter erklärt, die bei ärztlichen Routineuntersuchungen bestimmt werden. Es wird diskutiert, welche Aussagekraft die Ergebnisse haben und welche chemischen Trenn- und Analysenverfahren den Messungen zugrunde liegen. (Für Detailinformationen sei auf Lehr- und Praktikumsbücher der klinischen, pharmazeutischen und Biochemie verwiesen, z.B. [1-5].) Abschließend werden Vorschläge gemacht, um gängige Themen der in der Schule gelehrten analytischen und präparativen Chemie als Modelle zum Verständnis der biochemische Vorgänge und der medizinischen Analytik heranzuziehen.
Aufgaben der klinischen Chemie und Labordiagnostik
Nach einem Gespräch mit dem Patienten über dessen Beschwerden und Krankheitsgeschichte sowie gründlicher körperlicher Untersuchung stellt der behandelnde Arzt eine Verdachtsdiagnose auf, die er häufig schon anhand einfach und schnell durchführbarer Harn- und Blutuntersuchungen bestätigen bzw. ausschließen kann. Im anschließenden Stadium einer Behandlung des Patienten dienen Laborwerte der Therapiekontrolle.
Den Normwertbeurteilungen von Laborparametern liegen Untersuchungen einer grossen Auswahl gesunder Harn- und Blutspender zugrunde. Aus den arithmetischen Mitteln und deren doppelten Standardabweichungen (s) ermittelt man sog. Normalwerte (Gauß-Verteilung der Meßwerte vorausgesetzt). Werte zwischen 2s und 3s heißen Grenzwerte, solche außerhalb des 3s-Bereiches gelten als pathologisch [6].
1. Harnuntersuchungen
Mit Hilfe der Harnanalytik können insbesonders Erkrankungen der Nieren und ableitenden Harnwege, der Leber, der Gallenwege und des Verdauungstraktes sowie für das Auge nicht sichtbare Blutbeimengungen und Stoffwechselerkrankungen, z.B. Diabetes mellitus erkannt werden. Weiterhin ermöglicht ein gezielter Hormonnachweis (Progesteron) einen Schwangerschaftstest.
Die Harnanalytik erfolgt heute überwiegend mit Teststreifen mit qualitativ-visueller oder quantitativ-reflektometrischer Auswertung [7].
1.1. Glucose
Die mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate werden in den Leber- und Muskelzellen als Glucose mit Hilfe des Hormons Insulin in Glycogen (menschliche Stärke) umgewandelt, das in Leber und Muskeln gespeichert wird.
Bei zu geringer oder keiner Insulinproduktion von der Bauchspeicheldrüse (Pancreas) oder bei Aufnahme zu vieler Kohlenhydrate mit der Nahrung wird der Zuckerstoffwechsel gestört und der Blutzuckerspiegel (s.u.) steigt an. Der unverwertete Zucker wird mit dem Urin ausgeschieden, so daß Glucose im Urin das oft zuerst festgestellte Anzeichen für das Vorliegen von Diabetes mellitus ist.
Der Glucosenachweis S-Glucotest (Boeh-ringer) beruht auf einer Reaktionssequenz, bei der Glucose zunächst von Luftsauerstoff enzymatisch in Gluconsäurelacton umgewandelt wird. Das dabei entstehende Wasserstoffperoxid oxydiert in Gegenwart von Peroxidase einen Farbindikator, was einen Farbwechsel von gelb über hellgrün nach dunkelgrün in gut differenzierbaren Abstufungen zur Folge hat.
Schüler können den fachgerechten Umgang mit Teststreifen üben, indem sie z.B. die Gehalte von frisch bereiteten wässrigen Glucoselösungen mit Zuckergehalten zwischen 0-1 g/100 mL untersuchen.
Um Glucose fehlerfrei zu bestimmen, muß vorab auf Ascorbinsäure geprüft werden (Nachweis mit Dichlorphenolindophenol, [8]). Denn im überreichlichen Masse aufgenommenes Vitamin C wird über die Niere unverändert ausgeschieden und stört im Harn den Glucosenachweis, da es wegen seiner reduzierenden Wirkung die im Teststreifen enthaltene Glucoseoxidase und Peroxidase inaktiviert.
Im Modellversuch kann ein Teststreifen in eine Lösung getaucht werden, die neben Glucose (1 g/100 mL) überschüssige Ascorbinsäure (1 g) enthält. Der Test fällt negativ aus und ist daher falsch. In einem weiteren Modellexperiment läßt man auf eine Kartoffelscheibe - Kartoffeln enthalten Katalase! - mindestens 5 Minuten eine konzentrierte Ascorbinsäurelösung einwirken, bevor man 30%ige Wasserstoffperoxidlösung auftropft. Die Sauerstoffbildung ist deutlich geringer als beim Aufbringen von H2O2 auf eine unbehandelte Kartoffelscheibe.
1.2. Eiweiß
Normalerweise durchdringen Eiweißstoffe des Blutes die Nierenmembranen nicht. Falls deren Maschen aber durch Entzündungen, Tumoren oder Verletzungen aufgeweitet sind, können sie von den recht großen Eiweißmolekülen durchquert und diese schließlich mit dem Urin ausgeschieden werden (Proteinurie).
Die Analyse erfolgt im sauer-gepufferten Medium, wobei sich eine protonisierte Aminogruppen eines Proteins an das Anion eines Farbindikators bindet, so daß eine konzentrationsabhängige Farbänderung auftritt.
Im Modellversuch können 10 mL pH-3-Pufferlösung nacheinander mit 2 Tropfen 0.1%iger ethanolischer Bromphenolblau- und wenigen Tropfen Eiklarlösung versetzt werden, um einen Farbumschlag von gelb nach blaugrün zu beobachten.
1.3. Nitrit
Im Harn ist als Abbauprodukt stickstoffhaltiger Nahrung immer Nitrat enthalten. Bakterien wie Escherichia coli können Nitrat zu Nitrit reduzieren. Deshalb deutet Nitrit im Harn eine bakterielle Infektion der Harnwege an.
Die Analyse basiert auf der Griess-Reaktion: Ein aromatisches Amin reagiert mit Nitrit unter Bildung einer Diazoniumverbindung, die anschließend mit einer weiteren aromatischen Verbindung zu einem Azofarbstoff kuppelt. Die Reaktionsfolge ist den Schülern aus Kursen über Farbstoffe bekannt. (Vgl. den für Schülerversuche geeigneten und in [9] beschriebenen Nitrit-Nachweis, der die chemischen Abläufe in handelsüblichen Teststreifen recht genau widerspiegelt.) Die mikrobiologische Reduktion von Nitrat zu Nitrit läßt sich zeigen, indem naturfeuchter Waldboden mit KNO3-Lösung versetzt und nach einigen Tagen mit einem Teststäbchen Nitrit nachgewiesen wird [10].
1.4. Ketonkörper
Werden Acetessigsäure und Aceton im Harn gefunden, kann dies ein Hinweis auf Diabetes mellitus sein. Insulinmangel führt nämlich zu verstärktem Fettsäureabbau und damit verbunden zu vermehrtem Anfall von Acetessigsäure, die teilweise in (-Hydroxybuttersäure und Aceton umgewandelt wird (Acidose).H2O
Beim Analyseverfahren nach Legal reagieren Aceton und Acetessigsäure mit Dinatriumpentacyanonitrosylferrat (Na2[Fe(CN)5NO](2H2O) unter Bildung von violett gefärbtem Isonitrosoaceton (CH3 COCH=NOH). Um diese Nachweisreaktion kennenzulernen, werden nacheinander 2 Tropfen Wasser und 2 Tropfen Aceton auf eine Spatelspitze einer Mischung aus wasserfreiem Na2CO3 (50 g), Na-Nitroprussid (250 mg) und getrocknetem (NH4)2SO4(50 g) gegeben.
1.5. Blut
Normalerweise befindet sich kein Blut im Urin. Wenn dies doch der Fall ist (Hämaturie), sind Nierenerkrankungen oder solche der ableitenden Harnwege, Nieren- und Blasensteine sowie Tumore möglich. Man spricht von Hämoglobinurie, wenn die Erythrocyten (rote Blutkörperchen) bereits zerfallen sind und deshalb freies Hämoglobin vorliegt (klarer, fleischwasserfarbener Urin), bzw. von Hämaturie, wenn die Erythrocyten noch erhalten sind (trüber Urin).
Der Test beruht auf der hämoglobinkatalysierten Zersetzung eines organischen Hydroperoxids und anschließender Oxidation eines Indikator, womit ein Farbwechsel verbunden ist. Im Schülerexperiment läßt sich die zersetzende Wirkung von (mit Ethanol benetztem) Häminchlorid (Modell für Hämoglobin) oder einer einfachen Eisenverbindung wie FeCl3 auf H2O2 studieren.
1.6. pH-Wert
Üblicherweise liegt der pH-Wert des Urins zwischen 5-7. Leichte Verschiebungen ins Saure sind bei proteinreicher, Verschiebungen ins Alkalische bei vegetarischer Ernährung normal, zeigen aber auch Harnweginfekte und Alkalosen (zu viel Basen und/oder zu wenig Säuren im Blut) an. Anhand von pH-Wert-Messung läßt sich insbesondere die Therapie bei einer Harnsteinauflösung gut kontrollieren.
Das pH-Testpapier enthält eine Kombination der Indikatoren Methylrot und Bromthymolblau. Im pH-Intervall 5-9 ergeben sich deutliche Farbabstufungen von orange über grün nach blau.
Die Schüler können eine entsprechende Mischindikatorlösung herstellen (28 mg Methylrot und 100 mg Bromthymolblau in 100 mL Ethanol) , wenige Tropfen davon in Wasser geben und die Farben beim Zudosieren von 0.1 molarer Natronlauge bzw. Salzsäure notieren. Gleichzeitig sollten sie den jeweiligen pH-Wert messen. Eine Harnsteinauflösung läßt sich folgendermaßen modellieren: Zu einer gerührten Harnsäuresuspension mit eingetauchter pH-Einstabmeßkette wird eine Lösung von überschüssigem Natriumcitrat gegeben. Der pH-Wert steigt kontinuierlich an, bis die Säure unter Salzbildung vollständig in Lösung gegangen ist.
1.7. Gallenfarbstoffe
Das Vorliegen der Gallenfarbstoffe Bilirubin und Urobilinogen im Harn kann auf eine Vielzahl von Leber- und Gallenwegserkrankungen hindeuten, vor allem auf Gelbsucht: Die Leber baut u.a. das Hämoglobin des Blutes unter Freisetzung von Eisen zu Globin und Bilirubin ab. Es entsteht Gallenflüssigkeit, die über die Gallenblase in den Darm gelangt. Dort wird gelbgrünes Bilirubin (C33H33O6N4) zu blauem sog. Urobilinogen, einem Stoffgemisch von Mesobilirubinogen (C33H44O6N4) und Sterkobilinogen (C33H48O6N4), reduziert, das normalerweise über die Pfortader der Leber in die Galle zurückgelangt. Bei gestörter Ausscheidungsfunktion der Leber wird es allerdings über die Niere mit dem Harn ausgeschieden. Ist die Leber nicht in der Lage, das Blut abzubauen, reichert sich das Bilirubin in der Haut an und färbt diese gelb.
Die Nachweise erfolgen durch Azokupplungen mit stabilen Diazoniumsalzen.
1.8. Harnsediment
Im Harn können feste Bestandteile ausfallen, die durch Zentrifugieren isoliert und dann mikroskopiert werden. Man unterscheidet das organisierte (Erythrocyten, Leucocyten, Epithelzellen, Ausgüsse der Tubuli, Bakterien) und das kristalline Sediment (Calciumoxalat, -phoshat, -sulfat, Ammoniummagnesiumphosphat, Harnsäure).
Nicht jeder Sedimentnachweis muß Krankheitssymptome anzeigen. So ist es z.B. natürlich, daß auch bei einem gesunden Menschen nach dem Verzehr einer größeren Menge Rhabarber, der viel Oxalsäure enthält, im Harn auskristallisiertes Calciumoxalat zu finden ist. Wenn man eine konzentrierte Calciumacetatlösung mit frisch gepreßtem Rhabarbersaft versetzt, beobachtet man auch die Bildung von weißem Calciumoxalat.
Folgende Versuche spiegel das Isolieren anderer Bestandteile des Harnsediments wider: In Zentrifugengläsern mit Wasser werden durch Zugabe von wenigen Tropfen CaClC2 und H3 PO4 sowie MgCl2 , NH4 Cl, NH3 und Na2 HPO4 sehr geringe Mengen Ca3 (PO4 )2 bzw. MgNH4 PO4 gefällt, dann wird zentrifugiert und der Rückstand mikroskopiert.
2. Blutuntersuchungen
Als Untersuchungsmaterialien verwendet man Vollblut, Serum oder Plasma, je nach anstehender Analysenmethode. Mit Vollblut werden vor allem visuelle und reflektometrische Test durchgeführt. Ein bekanntes Beispiel ist der Blutzuckertest, bei dem der Teststreifen mit einem Taschenreflektometer ausgewertet wird und der vom Patienten einfach und zuverlässig gehandhabt werden kann. Benötigt man für einen Test weniger als 0.5 mL Vollblut, so kann man dieses als Kapillarblut durch Stich ins Ohrläppchen oder in eine Fingerkuppe gewinnen. Größere Mengen Blut müssen der Vene entnommen werden.
Blut gerinnt bereits nach kurzer Zeit, wofür Calciumionen verantwortlich sind. Durch Zentrifugieren lassen sich dann feste Bestandteile (Erythrocyten und Fibrinogen; sog. Blutkuchen) von flüssigen (Serum) trennen. Werden dem entnommenen Blut hingegen sofort calciumbindende Stoffe wie Natriumcitrat oder EDTA zusetzt, bleibt die Gerinnung aus, so daß sich bei anschließender Zentrifugation lediglich die Erythrocyten, Leucocyten und Blutplättchen isolieren lassen. Die verbleibende flüssige Phase bezeichnet man als Plasma. Auch daraus läßt sich Serum gewinnen, und zwar durch Zusatz von Calciumchlorid zum Ausfällen des Fibrinogens und nachfolgendem Zentrifugieren.
Viele Blutanalysen werden fotometrisch durchgeführt. Dazu müssen klare Lösungen verwendet und störende Eiweiße vorher ausgefällt werden. Dies läßt sich im Unterricht nachvollziehen, indem Eiklar (in 0.9%iger NaCl-Lösung) Fällungsreagenzien wie Salzsäure, Essigsäure oder Ethanol zugesetzt werden. Eine Serumgewinnung läßt sich z.B. modellieren, indem Casein durch Versetzen von Milch mit einigen Tropfen Essigsäure ausgefällt und abzentrifugiert wird. (In der neutralisierten Molke können dann z.B. Calciumionen durch Fällung mit Oxalat nachgewiesen werden. Ergänzend eignet sich ein Versuch, in dem Calciumionen (CaCl2 -Lösung) mit Soda gefällt und das CaCO3 anschließend mit überschüssigem EDTA unter Bildung des Komplexes CaEDTA2 p; in Lösung gebracht wird.)
2.1. Eisen
Der größte Teil des Eisens ist im roten Blutfarbstoff fixiert. Im Plasma findet man nur 0.2 % des Eisengehaltes, wobei das Eisen in dreiwertiger Form an das Transportprotein Transferrin gebunden ist. Geringere Eisenkonzentrationen deuten z.B. auf fieberhafte Infekte, erhöhten Alkoholkonsum, Eisenaufnahmestörungen (z.B. nach Magen- und Darmoperationen) oder Mangel bei verminderter Zufuhr und Menstruation hin. Erhöhte Eisenwerte können bei verschiedenen Lebererkrankungen vorkommen.
Vor der Bestimmung muß das Eisen von seinem Transportprotein entfernt werden. Dazu eignet sich die Denaturierung des Eiweißes mit Salzsäure. Das im Zentrifugat vorliegende dreiwertige Eisen wird mit Ascorbinsäure zum zweiwertigen reduziert und dann fotometrisch (als Komplex mit Bathophenanthrolin) bestimmt.
Die Eisenreduktion kann man vorführen, indem man eine rote Eisen(III)-thiocyanatlösung durch Zugabe von Vitamin C entfärbt. Am Beispiel der fotometrischen Bestimmung von dreiwertigem Eisen als gelber Komplex mit 5-Sulfosalicylsäure [11] lassen sich Grundlagen der Photometrie im Unterricht erarbeiten.
2.2. Elektrolyte und pH-Wert
Zur Aufrechterhaltung aller Transportvorgänge im lebenden Organismus muß es ein Konzentrationsgefälle von Elektrolyten im Extra- und Intrazellularraum geben (Natrium-Kalium-Pumpe). Volumen und Osmolarität des Extrazellularraumes sind zwei vom Organismus konstant gehaltene Größen. Ihre Regelung erfolgt über die Ausscheidung von Natriumionen (und von Chloridionen, deren Konzentration mit der der Natriumionen korreliert) bzw. von Wasser. Abweichungen vom Normalwert sind Zeichen für gestörte Transportvorgänge bei Durchfall, Erbrechen oder vermehrtem Schwitzen.
Der Calcium- und Phosphathaushalt wird durch die Nebenschilddrüsen (z.B. Bildung des Parathormons zwecks Mobilisierung des Calciums der Knochensubstanz), die Nieren und durch Vitamin D (z.B. Förderung der Calciumaufnahme in den Knochen) gesteuert und spielt sich überwiegend durch Aufnahme im Margen-Darm-Trakt sowie im Skelett (Auflösen bzw. Bilden von Calciumphosphat) ab. Er ist u.a. mit dem Säure-Basen-Haushalt des Körpers und den Konzentrationen an Kalium- (Erhöhung der Nervenerregbarkeit) und Magnesiumionen (Erniedrigung der Nervenerregbarkeit) gekoppelt.
Die Bestimmung von Natrium und Kalium erfolgte früher flammenfotometrisch, heute mit ionensensitiven Elektroden. Chlorid wird potentiometrisch, Calcium, Magnesium und Phosphat werden fotometrisch bestimmt. Den Schülern ist der Nachweis von Natrium- und Kalium durch charakteristische Flammenfärbung, der von Chlorid durch Fällung mit Silberionen bekannt. Ergänzend kann hier die Fällungstitration von Chlorid mit einer AgNO3 -Maßlösung und potentiometrischer Auswertung eingeführt werden [11].
Der pH-Normalwert des Blutes wird mit Hilfe von Puffersystemen im engen Bereich von 7.36-7.42 konstant gehalten. Da als Stoffwechselendprodukte neben Milchsäure und anderen organischen Säuren vor allem das Säureanhydrid CO2 anfällt, das über das Blut zur Lunge transportiert und dort ausgeatmet wird, kommen Protonenfängern im Blut eine besondere Bedeutung zu. Dies sind in ersten Linie Hydrogencarbonat sowie Imidazolgruppen der Histidinreste im Hämoglobin bzw. Oxihämoglobin und Aminogruppen endständiger Valinreste.
Die Messung des pH-Wertes von arteriellem Blut mit eine Mikro-Glaselektrode, gekoppelt mit einer CO2 -Bestimmung und Messung der Pufferkapazität, ist wichtig, um die Funktion des Säure/Base-Haushaltes beurteilen und z.B. Acidosen bzw. Alkalosen (s.o.) erkennen zu können [12].
An dieser Stelle eignet sich im Unterricht eine ausführliche Diskussion von Puffern, Experimentieren mit den Systemen Acetat/Essigsäure, Ammoniak/Ammonium, Hydrogenphosphat/Dihydrogenphosphat oder Borax/Borsäure [13] und Ableiten der Hasselbalch-Henderson-Gleichung.
2.3. Harnstoff
Harnstoff ist das Endprodukt des Eiweißstoffwechsels. Ein geringer Teil wird ins Blut resorbiert, der größte Teil mit dem Harn abgeführt. Die Harnstoffkonzentration im Blutserum ist einerseits von der eiweißhaltigen Nahrung und andererseits von der Ausscheidung über die Nieren abhängig. Eine ungenügende Nierenfunktion zeigt sich deshalb durch einen erhöhten Harnstoffgehalt im Blut an.
Das Bestimmungsverfahren beruht auf der enzymatischen Hydrolyse des Harnstoffs und Umsetzung des gebildeten Ammoniaks mit Hypochlorit und Salicylat zu einem blaugrünen Indophenolfarbstoff. Im Schülerversuch kann eine 1%ige Harnstofflösung mit einer Spatelspitze Urease versetzt und bereits nach etwa 30 Sekunden entweichendes Ammoniakgas mit feuchten pH-Indikatorpapier nachgewiesen werden.
2.4. Harnsäure
Harnsäure (2,6,8-Trihydroxipurin) ist das Endprodukt des Purinstoffwechsels, über welchen die Eiweisse des Zellkerns abgebaut werden. Bei Überschuß kristallisiert der Stoff bevorzugt in den Gelenken aus. Gichtanfälle und starke Schmerzen können die Folge sein, zumal die Knochenhaut sehr nervenreich ist. Außerdem lagert sich Harnsäure unter der Haut ab. Häufig beobachtet man dann an den Ohren sog. Gichtknötchen. Der Harnsäurespiegel ist durch die Ernährung beeinflußbar. Purinreiche Nahrungsmittel, vor allem Leber, Niere, Herz, Hirn, sollten gemieden werden.
Um ein Gefühl für das Lösungs- und Kristallisierverhalten von Harnsäure zu bekommen, können Schüler ausprobieren, daß sich die Verbindung in Wasser praktisch nicht löst, mit Lauge aber unter Salzbildung (ggf. nach Erwärmen) in Lösung gebracht und anschließend durch Ansäuern wieder ausgefällt werden kann. Die Kristalle sollten unter dem Mikroskop betrachtet werden.
2.5. Glucose
Blut enthält üblicherweise 60-90 mg/100 mL Glucose, die unter Einwirkung von Insulin zu Glycogen polykondensiert wird. Erhöhte Werte zeigen eine Unterfunktion der Bauchspeicheldrüse an (s. o.).
Durch einen Glucosetoleranztest kann die Funktion der Bauchspeicheldrüse festgestellt werden: Innerhalb von 5 Minuten trinkt der Patient eine definierte Glucoselösung. Dadurch sollen die insulinproduzierenden (-Zellen der Langhansschen Inseln des Pancreas stimuliert werden. Vor sowie 60 und 120 Minuten nach der Zuckergabe wird die Konzentration im Blut bestimmt. Die Abbaurate ist ein Maß für die Funktionstüchtigkeit der Bauchspeicheldrüse.
2.6. Proteine
Proteine werden in der Leber gebildet. Im Blutserum befinden sich Albumine und Globuline. Die Albumine zeichnen sich gegenüber den Globulinen durch kleinere Molmassen aus. Sie tragen die Hauptverantwortung für die Aufrechterhaltung des osmotischen Druckes und dienen dem Transport vor allem schwer wasserlöslicher Stoffe. Die Globuline sind spezifische Transportmittel, Abwehrstoffe und Gerinnungsfaktoren.
Zur Bestimmung der Gesamteiweißkonzentration im Serum eignet sich die Biuret-Reaktion mit fotometrischer Auswertung, die den Schülern als Eiweißnachweis bekannt ist.
Bei Überschreitung des Normalwertes von 65-85 g/L können verschiedene Blutkrankheiten (Plasmocytome), Austrocknung der Blutes, chronische Infekte, Entzündungen oder Störungen der Proteinsynthese vorliegen. Erniedrigte Proteinwerte deuten z.B. auf Eiweißverluste durch Nierenerkrankungen, Verbrennungen, Tumoren oder verstärkten Stoffwechselabbau hin.
Eine Trennung und damit verbundene Einzelbestimmungen der Proteine erfolgt elektrophoretisch. Dazu wird eine Serumprobe auf eine Celluloseacetatfolie getüpfelt, die zuvor mit einer Pufferlösung (pH 9.0) getränkt wurde. Im dann angelegten elektrischen Feld wandern die negativ aufgeladenen Proteine - im schwach alkalischen Medium sind die Aminosäuren deprotoniert - zur Anode (Pluspol). Ihre Wanderungsgeschwindigkeit hängt von Ladungszustand, Molekülgröße und -Struktur ab. Die kleinen Albumine wandern erwartungsgemäß am schnellsten. Im normalen Pherogramm treten 5 Hauptfraktionen (Albumine, alpha1 -, alpha2-, beta- und gamma-Globuline) mit Untergruppen auf, die angefärbt (z.B. mit Amidoschwarz 10 B, Merck) und densitometrisch (Auflichtphotometrie) ausgewertet werden. Verschiedenen Erkrankungen der Leber oder bösartigen Prozessen lassen sich im Pherogramm
anhand des Fehlens bestimmter Fraktionen und Anteilsverschiebungen erkennen.
Neben der Bestimmung der Albumine und Globuline kommt auch der Enzymanalytik ein hoher Stellenwert zu. Enzyme, von der Struktur her Proteine, katalysieren biochemische Vorgänge. Sie sind in jeder Zelle enthalten, die Ausstattung der einzelnen Zellen mit Enzymen ist unterschiedlich. Beispielsweise enthält eine Herzmuskelzelle im Vergleich zu einer Leberzelle ganz andere Enzyme. Im Blutplasma lassen sich normalerweise geringe Enzymaktivitäten nachweisen. Die Enzyme gelangen durch Zellmauserung p; jede Zelle hat nur eine begrenzte Lebensdauer! p; ins Plasma. Bei Zellzerstörungen (Nekrosen) werden erhöhte Enzymkonzentrationen gefunden. Da Enzyme in der gesunden Zelle unterschiedlich verteilt sind, einige befinden sich im Zellplasma, andere in den Mitochondrien, hat das Ausmaß einer Zellschädigung Einfluß darauf, welche Enzyme ins Blut gelangen: Bei leichter Schädigung sind dies nur die Enzyme des Zellplasmas, bei schwerer Schädigung auch die der Mitochondrien. In der Praxis werden mehrere Enzyme bestimmt. Durch die Betrachtung des Enzymmusters über eine gewisse Zeit - die Enzyme weisen unterschiedliche Halbwertszeiten auf - kann man die Schwere einer Erkrankung abschätzen.
Ausgewählte wichtige Enzyme sind:
Transaminasen: übertragen Aminogruppen von einer Aminosäure auf eine (alpha-Ketonsäure; Indikation: Leber- und Gallenerkrankungen, Skelett- und Muskelerkrankungen, Herzinfarkt
(alpha-Amylase: spaltet 1,4-(alpha-glycosidische Bindungen der Stärke; Indikation: Bauchspeicheldrüsenentzündung
alkalische Phosphatase: spaltet im alkalischen Milieu Phosphatester; Indikation: Leber-, Gallen-, Knochenerkrankungen
Cholinesterase: spaltet Cholinester niedriger Fettsäuren, wird vor allem durch Thiophosphatverbindungen gehemmt; Indikation: chronische Lebererkrankung, Insektizid- oder Knollenblätterpilzvergiftung
Creatinkinase: katalysiert die Übertragung von ATP auf Creatin, insbesondere in Muskelzellen; Indikation: Skelettmuskelerkrankungen, Muskelkrämpfe, Herzinfarkt
(alpha-Glutamyltransferase: überträgt den (alpha-Glutamylrest auf Aminosäuren und Peptide; Indikation: Leber- und Gallenerkrankungen, u.a. durch Ethanol verursachte Schäden.
Lipasen: spalten hydrolytisch Ester langkettiger Fettsäuren (Verdauung von Fetten, die zuvor durch Gallenflüssigkeit emulgiert wurden); Indikation: Entzündung der Bauchspeicheldrüse.
Ein Schulexperiment zur Trennung der Albumine und Globuline einer Eiklarlösung durch fraktionierte Fällung (Aussalzen mit Ammoniumsulfat) ist in [14] beschrieben. Als Beispiel für eine elektrochemische Stofftrennung eignet sich die von Kupfer- und Chromationen auf einem elektrolytgetränkten Filterpapierstreifen [15].
Daß Stärke durch die im Speichel enthaltene Amylase in Glucose zerlegt wird, läßt sich demonstrieren, indem man in eine Stärkelösung spuckt und bereits nach kurzer Zeit (im Thermostat bei 35-40 °C) mit Iod keine Stärke mehr nachweisen kann, während eine Fehling-Probe positiv ausfällt. In einem zweiten Versuch kann man die Wirkung von Lipase studieren. Man gibt in eine ganz leicht alkalische und mit Phenolphthalein angefärbte Speiseölemulsion (1 mL Öl, 1 mL Wasser) etwas Pancreatin (im Chemikalienhandel erhältlich). Nach kurzer Zeit (im Thermostat bei 35-40 °C, gelegentlich umschütteln, Vergleichsversuch ohne das Enzym durchführen) ist durch Fettspaltung ausreichend -säure entstanden, so daß die rote Farbe des Indikators verschwindet. In einem Leistungskurs können auch zeitaufwendigere Versuche zum Vergleich der Aktivität verschiedener Pancreatinproben, die sowohl Amylase als auch Lipase enthalten und z.B. von verschiedenen Herstellern stammen oder unterschiedlich alt sind, durchgeführt werden [16, 17].
2.7. Lipide
Lipide sind Fette oder fettähnliche Substanzen, die wasserunlöslich sind. Dazu gehören die Triglyceride, das Cholesterol und die Phosphatide. Durch Bindung an Apolipoproteine resultieren Lipoproteine, die besser wasserlöslich und reaktiver sind. Gemäß ihres Verhaltens in der Ultrazentrifuge werden Sie als VLDL (very low density lipid), LDL (low density lipid, Chylomikronen) und HDL (high density lipid) klassifiziert. Erhöhte Triglyceridwerte treten oft bei fettreicher Ernährung auf und sind Risikofaktoren für Diabetes mellitus oder Atherosklerose (Arterienverengung bzw. -verstopfung). Zu niedrige Wert sprechen für eine Überfunktion der Schilddrüse. Cholesterol wird sowohl in der Leber gebildet als auch über die Nahrung aufgenommen und dient als Ausgangsstoff körpereigener Steroidhormone. Erhöhte Cholesterolwerte weisen auf Fettsucht, chronische Leber- und Gallenerkrankungen - Gallensteine bestehen oft aus auskristallisiertem Cholesterol - sowie Diabetes mellitus hin. Eine detailliertere Beurteilung von Cholesterolwerten ist nur in Zusammenhang mit den Lipoproteinwerten möglich: VLDL und LDL transportieren Cholesterol (sog. "böses Cholesterol") an die Peripherie von Arterien, wo eine Ablagerung und damit verbundene zunehmende Verengung der Blutgefäße erfolgt. Hohe VLDL- und LDL-Werte erhöhen also das Risiko einer Atherosklerose. Hohe HDL-Werte sind hingegen positiv. HDL transportieren Cholesterol nämlich zur Leber, von wo aus das Steroid schließlich über die Galle ausgeschieden und damit unschädlich wird. Wenn das Verhältnis (arterischer Index) kleiner 2 ist, ist dies in Hinblick auf den Gesundheitszustand des Patienten günstig.
Als Experimente mit Cholesterol eignen sich im Unterricht besonders dessen Gewinnung aus Eigelb [18] sowie die Veresterung zu Cholesterylacetat [19].
Wir danken dem Internisten Dr. Andreas Lochner für die fachliche Beratung bei medizinischen Fragestellungen und den Studierenden Nancy Nkrumah und Thilo Diesterweg für die Erprobung der hier vorgeschlagenen Modellexperimente.
Literatur
[1] F. Jauk, S. Spitzauer: Klinische Chemie, U & S, München 1989.
[2] W. Rick: Klinische Chemie und Mikroskopie, 6. Aufl., Springer, Berlin 1990.
[3] S. M. Rapoport, H.-J. Raderecht: Physiologisch-chemisches Praktikum, 8. Aufl., VEB Verlag Volk und Gesundheit, Berlin 1989.
[4] H. Auterhoff: Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie, 9. Aufl., Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1978.
[5] A. L. Lehninger: Prinzipien der Biochemie, de Gruyter, Berlin 1987.
[6] wie [1], S. 54.
[7] Umfassende Harnanalytik mit Schnelltests; Diagnostica Arbeitsanleitungen Manuelle Arbeitstechnik, Boehringer, Mannheim 1994.
[8] R. Stübs: Die "7 Säulen" der Ernährung im Chemieunterricht, Chem. Sch. 43 (1996) 301.
[9] V. Wiskamp, W. Proske: Umweltbewußtes Experimentieren im Chemieunterricht, VCH, Weinheim 1996, S. 4-9.
[10] R. Bochter: Boden und Bodenuntersuchungen (Praxis Schriftreihe Chemie, Bd. 53), Aulis, Köln 1995, S. 210.
[11] Lehrbücher der Quantitativen Analyse, z.B.: G. Jander, E. Blasius: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum, 12. Aufl., Hirzel, Stuttgart 1987; F. Kober: Quantitative Analyse, Leuchtturm, Alsbach 1993.
[12] S. Silbernagl, A. Despopoulos: Säure-Basen-Haushalt, dtv-Atlas der Physiologie, Stuttgart 1983, S. 110-119; H. H. Jörgensen: Säure-Basen-Haushalt - Ein praxisnahes Meßverfahren zur Bestimmung der Pufferkapazität, Acta medica empirica (1985) 372.
[13] wie [9], S. 29.
[14] F. Röhmer: Lebensmittelchemie, Teil 1: Fette - Kohlenhydrate - Eiweißstoffe, Leybold Didactic, Hürth 1989, S. 71.
[15] M. Tausch, M. von Wachtendonk: Chemie (Sek.I), Buchner, Bamberg 1996, S. 136.
[16] W. Teichmann:Untersuchung von Harn und Exkrementen, Berlin (Ost) 1975, S. 137-138.
[17] A. W. Pöge, C. F. Schwokowski: Eine spezifische, quantitative Lipaseschnellmethode, Das Klinische Laboratorium (1976) 1135-1138.
[18] wie [14], S. 30-33.
[19] Organikum.-17. Aufl., Berlin: VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften 1988, S. 405-406.
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Aus dem Vorwort
"Die Fachstelle BATS initiierte Ende 1994 ein interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Folgenabschätzung eines Anbaus transgener krankheits- und schädlingsresistenter Kulturpflanzen für die Schweiz. Ziel war es, wissenschaftliche Entscheidungsunterlagen für die Beurteilung eines zukünftigen Einsatzes gentechnisch veränderter Nutzpflanzen in der Landwirtschaft zur Verfügung zu stellen. Es galt, die gentechnologischen Strategien sowohl auf ihre Gefährdungen als auch auf ihren Beitrag für eine umweltverträglichere Landwirtschaft zu überprüfen. Wichtige methodische Anforderungen waren die Vernetzung verschiedener Fachgebiete, die Beteiligung von Interessens-gruppen und eine Aufarbeitung des gegenwärtigen Wissensstandes.
Beteiligt waren ungefähr 30 Personen aus Hochschulen, landwirtschaftlichen For-schungsanstalten, Bundesämtern und verschiedenen Interessensgruppen. Das Forschungsprojekt begann mit dem gemeinsamen Erarbeiten eines Fragenkataloges. Anfang 1995 konnten auf dieser Basis 10 Fachstudien in Auftrag gegeben werden, die Mitte 1996 abgeschlossen und veröffentlicht wurden. In mehreren internen und öffentlichen Workshops wurden die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert. Die vorliegende Veröffentlichung stellt die Synthese aus den Erkenntnissen der Fachstudien dar und wird von den beteiligten wissenschaftlichen Gruppen getragen.
Der Bericht geht in grundsätzlicher Art und Weise auf mögliche positive wie negative Auswirkungen ein. Alle Beteiligten sind sich einig, daß es weiterer Untersuchungen bedarf, wie ein Einsatz der Gentechnologie in der Schweizerischen Landwirtschaft sinnvoll zu gestalten ist.
Wir danken allen Beteiligten für ihre kooperative Zusammenarbeit. Frau Dr. Mechthild Regenass danken wir für ihre fachliche Unterstützung bei der Auswertung der Fachstudien."
Basel, im März 1997 Elisabeth Schulte
Othmar Käppeli
Mehr Informationen erhalten Sie bei der
Fachstelle für Biosicherheitsforschung und Abschätzung von Technikfolgen
Clarastr. 13
CH-4058 Basel
Tel. ++41 61 690 93 10
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Maurice Cosandey
Benzocarbazole
Le benzocarbazole est une molécule à 4 cycles aromatiques qui existe à l'état de traces (quelques ppm) dans le pétrole brut. Or il se produit sous deux isomères à la fois, l'un sous forme de bâtonnets et l'autre sous forme sphérique. Or l'expérience montre que quand le pétrole migre sous terre d'une couche géologique à l'autre, les bâytonnets migrent mieux et plus vite que les sphères, selon Steve Larter, de Newcastle (Nature vol. 383, p 593). On pense pouvoir utiliser cette molécule comme traceur pour connaître l'histoire géologique des grands bassins pétroliers.
