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Der VSN-Vorstand hat ein Nachwuchsproblem !
Liebe Kolleginnen und Kollegen
Im letzten c+b haben wir angekündigt, daß die VSN/SSPSN-Generalversammlung 1998 erst im November stattfinden wird und nicht wie bisher üblich, anlässlich der Studienwoche. Sie haben inzwischen sicher erfahren, daß die Studienwoche 1998 in Neuchâtel mangels genügender Anmeldungen nur in einer reduzierten Form durchgeführt werden kann.
In diesem c+b können Sie im Protokoll der letzten Vorstandssitzung vom 29.08.98 lesen , daß sich praktisch alle Vorstandsmitglieder bereiterklärt haben, sich für eine weitere Amtsperiode zur Verfügung zu stellen. Ich möchte allen herzlich für die gute Zusammenarbeit und das Durchhaltevermögen danken.
Ich bedaure es sehr und kann es, ehrlich gesagt, auch nicht verstehen, daß es nach wie vor nicht gelingt, Kolleginnen und Kollegen zur Mitarbeit in Kommissionen gewinnen zu können. Die Organisation und Durchführung von Fort- und Weiterbildungsveranstaltungen sind in einigen Kommissionen gefährdet.
Wollen Sie, daß es so weit kommt?
Es würde mich freuen, wenn Sie sich aufraffen könnten, an der GV/AG 1998 in Bern teilzunehmen, um den Gedankenaustausch und die Kameradschaft zu pflegen.
Willy Bachmann, Präs. VSN/SSPSN
VSN/SSPSN-Programm für die GV/AG vom Freitag, 27. Nov. 1998 um 18.00 in Bern
Für die Generalversammlung 1998 hat der VSN/SSPSN-Vorstand folgendes Programm vorgesehen:
Palmen vor dem Bundeshaus?
Gedanken und praktische Beispiele zur Erforschung des Klimawandels
Auch in diesem Jahr wurden verschiedene Klimakatastrophen auf den El Niño und auf Unregelmäßigkeiten im Verhalten der Monsune zurückgeführt. Dabei wurde oft vergessen, daß für unseren Raum auch die Nordatlantische Oszillation (NAO) eine wichtige Rolle spielt. In Form von Vorträgen werden nicht nur diese Begriffe und die dahinter verborgenen Prozesse vorgestellt.
Dabei wird ein Hauptaugenmerk auf die Frage nach den natürlichen und anthropogenen Faktoren des Klimawandels gerichtet. Im zweiten Teil der Referate wird zudem gezeigt, wie die Resultate globaler Modellrechnungen auf regionale Fragestellungen (in unserem Fall die klimabedingte
Veränderung von Waldökosystemen) umgelegt werden können.
Im Demonstrationsteil werden wichtige Methoden der Berner Klimaforschung (Physikalisches Institut, Geographisches Institut) vorgestellt. Dabei wird der Schwerpunkt bei den luftchemischen Analysen von Eisbohrkernen und bei der Messung und Analyse von Boden - Biosphäre - Atmosphäre -Austauschvorgängen liegen.
1400 - 1440 Einführung, Übersicht (Prof. Heinz Wanner, Geographie) Geographisches Institut, Klimatologie und Meteorologie, Hallerstrasse 12, CH-3012 Bern
1450 - 1520 Klimainformationen aus Eisbohrkernen (Physiker aus Klima- und Umweltphysik)
1530 - 1600 Impaktforschung: Waldmodellierung (Gyalistras, Geographie)
1600 - 1700 Demonstrationen, Kaffee im Physikalischen und Geographischen Institut
1800 - 1900 VSN-Generalversammlung
Traktanden
anschließend gemeinsames Nachtessen für angemeldete Teilnehmerinnen und Teilnehmer
Wir sind Ihnen dankbar, wenn Sie sich mit dem Talon voranmelden, Sie erleichtern uns die Organisation und die Reservationen, danke.
Den Angemeldeten wird anfangs November ein genaueres Programm zugestellt.
Mit freundlichen Grüßen
für den VSN/SSPSN-Vorstand
Willy Bachmann, Präs.
Présents: Willy Bachmann, Walter Caprez, Maurice Cosandey, Janine Digout, Eva Fasnacht, Karl Kiser, Bernard Monjon, Urs Müller. Excusés: Rocco Ciorciaro et Marie-Claire Sauthier.
1 Procès-verbal
Le procès-verbal de la séance du 4 avril 1998 a été accepté.
2 Communications
2.1 DBK
La DBK et la DBKK (Kurs-Kommission) fusionnent pour former la nouvelle DBK (AG/GV du 27 novembre 1998). Cette nouvelle commission devrait avoir suffisamment de membres.
2.2 CRB
Un classeur d'expériences commence a être constitué. La CRB souffre d'une faible participation. C'est pourquoi, toute personne intéressée est cordialement invitée à la prochaine séance qui aura lieu le 26 novembre à 18h30 à l'Hôtel de la Navigation à Ouchy.
2.3 DCK
Le programme de chimie, déjà publié dans c+b, sera légèrement corrigé, sans toutefois être raccourci (la traduction française est prévue pour cet automne). Aucun programme ne sera écrit pour l'option complémentaire ou pour l'option spécifique.
Willy Bachmann et Walter Caprez ont été chargés au nom de la SSPSN/VSN d'écrire une lettre à la Commission suisse de maturité pour dénoncer le fait que les trois branches scientifiques soient sanctionnées par un seul examen.
2.4 CRC
La commission a organisé un cours "voir les atomes" le 4 novembre 1998 à l'EPFL à 14h00. (Inscription: Philippe Béguelin, EPFL tél. 021 693 28 54).
En collaboration avec les collègues de Besançon, un cours "chimie et microtechnique" est prévu les 17 et 18 mars 1999 à Neuchâtel (WBZ no 98.06.02).
Trois participants ont obtenu une médaille de bronze aux Olympiades de chimie (merci Maurice).
2.5 Comité
Willy Bachmann, Walter Caprez, Maurice Cosandey, Eva Fasnacht, Bernard Monjon et Urs Müller acceptent de prolonger leur mandat pour trois nouvelles années.
3 Assemblée générale
L'assemblée générale aura lieu le 27 novembre 1998 à Berne. La partie scientifique sera consacrée aux problèmes atmosphériques (Institut de géographie). L'assemblée générale comencera à 18h00.
Le secrétaire, Bernard Monjon
Experimentieren in der Schule mit der "Gen-Spirale" von Novartis
Die Gentechnik ist schon seit Jahren Gegenstand vielfältiger Diskussionen. Während sie anfangs hauptsächlich im medizinischen Bereich Anwendung fand, gewinnt sie heute ebenso bei der Herstellung von Nahrungsmitteln an Bedeutung. Die Gentechnik hält somit immer mehr Einzug in unser tägliches Leben. Die einen sehen darin vor allem Fortschritt und Verbesserungen, die anderen hingegen eher Risiken und wenig Nutzen.
Für die Diskussion über Chancen und Risiken in den verschiedenen Anwendungsbereichen ist es von großem Vorteil, Kenntnisse über die Grundlagen der Gentechnik zu besitzen. Das Unterrichtspaket "Gen-Spirale" leistet einen Beitrag zur Behandlung dieses komplexen Themas in der Schule. Es setzt sich aus einem Experimentalteil und einem gen-ethischen Teil zusammen. Der Experimentalteil bietet dem Lehrer die Möglichkeit, gentechnische Experimente mit den Schülern (ab 17 Jahren) in der Schule durchzuführen. Das Erlernen von Methoden in der Gentechnik sowie das naturwissenschaftliche Arbeiten und Denken steht dabei im Mittelpunkt.
Im gen-ethischen Teil werden Vorschläge zur Bearbeitung der gesellschaftspolitisch-ethischen Aspekte vorgestellt. Das Unterrichtspaket will zur fächerübergreifenden Behandlung dieser modernen Technologie anregen.
Im Experimentalteil sind Protokolle zur Durchführung folgender Experimente beschrieben:
Die für diese Experimente benötigten Spezialgeräte werden den Schulen leihweise und kostenlos zur Verfügung gestellt. Das Verbrauchsmaterial wird ebenfalls mitgeliefert.
Voraussetzung für das Experimentieren mit der "Gen-Spirale": 2 tägiger Workshop
Im gen-ethischen Teil finden Sie: "Sammlung von Texten verschiedener Autoren", "Arbeitsvorschläge"
Interessenten für das Unterrichtspaket "Gen-Spirale" können sich wenden an:
Dr. Anja Messerschmitt
Novartis Services AG, WKL 25.1.25
Postfach, 4002 Basel
Tel.: 061 696 13 72
Fax: 061 696 36 28
anja.messerschmitt@sn.novartis. com
Nächster Termin für den Workshop "Gen-Spirale" in Basel: 12./13. November 1998
(Anmeldung unter obiger Adresse)
Les 17 et 18 mars 1999 aura lieu à Neu-châtel le prochain cours central de chimie, intitulé "Chimie et microtechnique". Au programme :
Ce cours tiendra lieu de 2ème séminaire transjurassien sur l'éducation en chimie. Il est organisé par
Denis Wessner, Cure 17, 2035 Corcelles
Les inscriptions sont à envoyer au
Centre de Perfectionnement
Case postale
6000 Lucerne 7
Tél.: 041 249 99 11
Le cours porte le numéro 98.06.02. Les frais d'inscription, de Fr. 140.-, sont remboursés par les cantons romands. Le délai d'inscription est fixé au 15.10.1998.
Les célèbres FORMULAIRES ET TABLES que chaque gymnasien de Suisse romande se doit de possèder vont être entièrement refondues. Les anciennes matrices sont usées et ne pourront plus être réutilisées pour une nouvelle réédition. Or le stock de la dernière édition sera épuisé à l'aube de l'an 2000. Mais le succès de ces tables est tel qu'il n'est pas question d'en arrêter la parution. Les auteurs, qui sont les commissions romandes de mathématique, de physique et de chimie, planchent à l'heure actuelle sur la mise au point d'une nouvelle édition de cet ouvrage. Certaines tables disparaîtront, d'autres apparaîtront. Que tous ceux qui ont une idée personnelle, une proposition à ce sujet, veuillent bien le faire savoir, en avisant le président de la Commission romande de chimie, qui est
Philippe Boesch
Ch. Faiencerie 13, 1227 Carouge.$
Tél. 022 823 11 91;
E-mail:pboesch@iprolink.ch
Le futur ouvrage sera entièrement réalisé sur ordinateur : si donc vous êtes à l'aise avec Word, Excel ou Filemaker, faites-vous aussi connaître. La CRC a besoin de toutes les bonnes volontés.
Im Zentrum dieses Kurses steht INES, ein leicht handhabbares Computerprogramm für Energieprojekte im eigenen Schulhaus. INES (Interaktive Energieszenarien) bilanziert den Energieverbrauch z. B. einer Schule und gewichtet alle energieverbrauchenden Aktivitäten (Beleuchtung, Schulreisen etc.). Es ermutigt, spielerisch verschiedene Sparszenarien zu entwickeln. Erfolge werden sofort sichtbar. INES ist auf Excel (Tabellenkalkulationsprogramm) aufgebaut und kann leicht an verschiedene Schulen angepasst werden.
Kursziele:
Aufbau:
Zwei Blöcke zu je 1/2 Tag im Abstand von drei Wochen. In der Zwischenzeit beschaffen die Teilnehmenden stichprobenweise Daten an der eigenen Schule.
Adressaten
Mittelschullehrkräfte, die den Informatik, Wirtschafts-, Naturwissenschafts- und/oder Umweltunterricht mit einem praxisnahen Projekt im eigenen Schulhaus verbinden möchten.
Referenten
Robert Kummert, KS Büelrain, Winterthur und Markus Ulrich, Zürich
Organisation
WBZ (Weiterbildungszentrale)
Verantwortlich: Markus Ulrich
UCS Ulrich Creative Simulations
Blaufahnenstr. 14, 8001 Zürich
Tel. 01 25313 35
Datum: Do 8. und 22. April 1999, je 14-18 Uhr
Ort: Kantonsschule Büelrain, Winterthur
Teilnahmegebühr: CHF 200.- Die INES-Software kann am Kurs zu vergünstigten Bedingungen bezogen werden.
Erster Anmeldeschluss: 15. Oktober 1998
Definitiver Anmeldeschluß: 31.Januar 1999 direkt bei der WBZ.
mit Referaten, Berichten und Ateliers
am Donnerstag, 11. März 1999, 9.15 bis 17.00 Uhr in Bern
Ziel:
Austausch von Ideen und Erfahrungen über Lehrpläne und deren Umsetzung, Inhalte, Projekte, interdisziplinäre Themen, Lehrmittel, Internetadressen, etc.
Zielpublikum:
Biologie- und Chemielehrkräfte an Maturitätsschulen der Deutschschweiz, Studierende und Dozierende von Lehrämtern sowie weitere interessierte Kreise
Organisation:
web (Weiterbildung-Entwicklung-Beratung) der Abteilung für das Höhere Lehramt der Universität Bern
Planungsgruppe:
Prof. Peter Labudde, Dr. Günter Baars, Dr. Anni Heitzmann, Dr. Christoph Rupp, Monique Walter
Kosten: Fr. 90.-
Programm: Das genaue Programm erscheint Ende 1998.
Mitarbeit: Ideen und Anregungen für die Gestaltung des Tages und für die Ateliers werden gerne entgegengenommen.
Kontaktpersonen:
Prof. Peter Labudde, AHL, Postfach, 3000 Bern 9, Tel. 031/ 631 46 09, labudde@sis.unibe.ch
oder Monique Walter, AHL, Postfach, 3000 Bern 9, Tel.031/ 631 37 02, waltermo@sis.unibe.ch
Le Conseil de l'Europe, dont la Suisse fait partie, organise des cours tous frais payés (voyage, hébergement compris) dans différents pays d'Europe. Il y a des cours dans tous les domaines de l'enseignement. Voici les cours organisés à fin 1998 dans les domaines les plus proches des sciences naturelles.
D'autres cours seront organisés en 1999 et au-delà. Pour de plus amples informations, s'adresser à l'agent de liaison national :
M. Peter Ehrhard, CPS
Bruchstrasse 9a, Postfach,
6000 Luzern 7
Tél.: 041 249 99 11
Immer weniger Menschen stören sich an umgestürzten Bäumen, stehenden Baumleichen und am Boden liegenden Ästen. Sie betrachten diese &laqno;Unordnung» als wichtige Bestandteile eines naturnahen, reich strukturierten Waldes. Dies zeigt eine von Pro Natura - Schweizerischer Bund für Naturschutz in Auftrag gegebene Studie. Zu diesem Stimmungswandel hat wohl auch die &laqno;Aktion Spechtbaum» vor fünf Jahren beigetragen. Zu dieser damals grössten Umwelterziehungsaktion hatten Pro Natura, damals noch SBN, und der Schweizer Vogelschutz SVS aufgerufen. Damals waren rund 10'000 Jugendliche mit Lehrkräften und Förstern durch die Wälder gestreift und hatten Bäume mit Specht- und Faulhöhlen gesucht und markiert. Seither dürfen 8000 Höhlenbäume in Würde älter werden und vor sich hinmodern. So dienen sie Baummardern, Fledermäusen, Hohltauben, Dohlen, Meisen, Kleibern, Wildbienen und anderen Höhlenbewohnern noch lange als Tageseinstand, Bruthöhle oder Winterquartier.
Jetzt rufen Pro Natura und Schweizer Vogelschutz SVS, in enger Zusammenarbeit mit dem Verband Schweizer Förster VSF dazu auf, die erfolgreiche &laqno;Aktion Spechtbaum» wiederaufleben zu lassen. Schulklassen und Jugendgruppen werden eingeladen, von Januar bis März 1999 zusammen mit Förstern Höhlenbäume zu suchen und sich für deren Verbleib im Wald einzusetzen. Verlangen Sie kostenlos und unverbindlich die detaillierte Anleitung mit Anmeldeblatt bei:
"Aktion Spechtbaum II"
Pro Natura/Schweizer Vogelschutz SVS
Postfach
4020 Basel
von Volker Wiskamp und Wolfgang Proske
Es werden Schülerversuche zur Stickstoffchemie vorgeschlagen, die im Sinne eines Repetitoriums durchgeführt werden können, nachdem das Themengebiet im Unterricht behandelt wurde. Die Schüler sollen experimentieren, ihre Beobachtungen notieren und interpretieren.
Geräte/Chemikalien
Brenner, Feuerzeug, Dreifuß, Keramiknetz, Zentrifuge und Zentrifugengläser, Spatel, Mikrospatel, Glasstab, großes Reagenzglas, normale Reagenzgläser, Reagenzglasständer und -klammer, Porzellanschale mit passendem Uhrglas, 30- und 150-ml-Becherglas, Tüpfelplatte, Pasteurpipetten mit Gummihütchen, Tuberkulinspritze mit 0,01-ml-Teilung und sehr dünner Kanüle (erhältlich in der Apotheke), 1- und 10-ml-Fortunapipetten, 10-ml-Meßzylinder mit Glasfuß, pH-Papier, Filterpapier, schwarzer Filzschreiber, Holzspan, Watte, Aktivkohle-Stopfen, Tischtennisball aus Celluloid, Sammelgefäße für CuSO4 bzw. AgCl-Reste, N2-Druckflasche mit angeschlossenem Gaseinleitungsschlauch, NH4Cl, Na NO2, Na NO3, FeSO4.7H2O (oder (NH4)2Fe (SO4)2 .6H2O), Al-Pulver, Fe-Pulver, Cu-Blech, Mg-Band, Nitrit-Nachweisreagenz (Mischung aus 100 g NaCl, 1,5 g Sulfanilsäure und 0,3 g Naphthylethylendiammoniumdichlorid), p-Aminobenzoesäure, Milch, Magerquark, dest. Wasser, in Tropffläschchen: konz. und 5%ige NH3-Lösung, 30%ige und 1-molare NaOH, konz. und 1-molare HCl, konz. HNO3, 10%ige H2SO4, 24%ige Essigsäure, 1%ige CuSO4-Lösung, 5%ige NaCl-Lösung, 1%ige AgNO3-Lösung, 3%ige FeCl3-Lösung, 3%ige NH4SCN-Lösung, 0,1%ige ethanolische Methylorangelösung, 0,1%ige ethanolische Phenolphthaleinlösung, Acetat-Pufferlösungen (pH = 4,0: 1,80 ml 0,2-molare Natriumacetatlösung und 8,20 ml 0,2-molare Essigsäure mischen, pH = 4,4: 3,70 ml 0,2-molare Natriumacetatlösung und 6,30 ml 0,2-molare Essigsäure mischen, pH = 4,8: 5,90 ml 0,2-molare Natriumacetatlösung und 4,10 ml 0,2-molare Essigsäure mischen, pH = 5,2: 7,90 ml 0,2-molare Natriumacetatlösung und 2,10 ml 0,2-molare Essigsäure mischen, pH = 5,6: 9,10 ml 0,2-molare Natriumacetatlösung und 0,90 ml 0,2-molare Essigsäure mischen)
Duchführung
1) Ein großes Reagenzglas (Öffnung nach oben) wird mit N2 gefüllt. Dann wird ein brennender Holzspan in das Gefäß eingeführt.
2) Eine offenen Flasche mit konz. NH3 wird direkt neben eine Flasche mit konz. HCl gestellt (Abzug!).
3) In einem Reagenzglas werden 2 ml CuSO4-Lösung (etwa 1 cm Füllhöhe im Reagenzglas) vorgelegt und mit 1 ml 5%iger NH3-Lösung versetzt. Recycling: Der Versuchsrest wird tropfenweise mit Schwefelsäure versetzt bis die tiefblaue Farbe gerade verschwunden ist und gesammelt.). Versuchsvariante: Ein gereinigtes Kupferblech wird mit einem mit NH3 -Lösung befeuchteten Wattestäbchen abgerieben.
4) In einem Reagenzglas werden 2 ml NaCl-Lösung vorgelegt und mit 2 Tropfen AgNO3-Lösung versetzt. Dann wird konz. NH3 zugetropft. Recycling: Die Lösung wird durch Zutropfen von Schwefelsäure angesäuert (pH-Wert testen!). Die saure Reaktionsmischung wird gesammelt und kann zu Ag NO3 aufbereitet werden.
5) Feuchtes pH-Papier wird über eine offene Flasche mit konz. NH3 gehalten (Abzug!).
6) Eine Spatelspitze NH4 Cl wird in 4 ml Wasser gelöst. Der pH-Wert der Lösung wird mit pH-Papier gemessen.
7) Ein Spatel NH4 Cl wird in eine Porzellanschale gegeben und mit 2 ml 30%iger NaOH versetzt. Die Schale wird sofort mit einem Uhrglas abgedeckt, an dessen Unterseite ein feuchter pH-Papierstreifen klebt.
8) Ein Spatel NH4 Cl wird in einem Reagenzglas mit dem Brenner erhitzt (Abzug!).
9) Ein Spatel Na NO3 wird in eine Porzellanschale gegeben und mit 2 ml 30%iger NaOH versetzt. Die Schale wird mit einem Uhrglas abgedeckt, an dessen Unterseite ein feuchter pH-Papierstreifen klebt (vgl. V 7). Jetzt wird der NaOH/NaNO3-Mischung noch ein Mikrospatel Al-Pulver zugesetzt.
10) In einem Reagenzglas wird eine Spatelspitze Fe-Pulver vorgelegt und nacheinander mit 1 ml Wasser und 1 ml H NO3 versetzt. Unmittelbar nach der Säurezugabe wird ein Aktivkohle-Stopfen auf das Reagenzglas gesteckt. (Es kann etwas erwärmt werden.)
11) Ein Tischtennisball wird auf das Keramiknetz gelegt. Dann wird der Brenner untergeschoben (Abzug!).
12) 6 ml Milch werden mit 10 Tropfen H NO3 versetzt.
13) In einem Reagenzglas wird eine Mikrospatelspitze NaNO2 vorgelegt und mit 1 Tropfen konz. HCl versetzt. Unmittelbar nach der Säurezugabe wird ein Aktivkohle-Adsorptionsstopfen auf das Reagenzglas gesteckt.
14) Mit einem Mikrospatel werden einige Kristalle Na NO2 auf die Tüpfelplatte und eine Mikrospatelspitze Nitrit-Nachweisreagenz dazu gegeben und mit 3 Tropfen Essigsäure versetzt.
15) Mit einem Mikrospatel werden einige Kristalle Na NO3 auf die Tüpfelplatte und eine Mikrospatelspitze Nitrit-Nachweisreagenz dazu gegeben und mit 3 Tropfen Essigsäure versetzt (vgl. V 14) Dann wird zusätzlich ein kleines Stück Mg-Band in die Mischung gelegt und 1-2 Minuten gewartet.
16) Eine Spatelspitze Fe SO4 wird in 6 ml Wasser, dem 1 Tropfen H2SO4 zugesetzt ist, gelöst. Dann werden nacheinander 2-3 Tropfen NH4 SCN-Lösung und wenige Kristalle Na NO2 zugegeben. Vergleichsversuch: 2 ml FeCl3-Lösung werden mit 2-3 Tropfen NH4 SCN-Lösung versetzt.
17) Je eine Mikrospatelspitze p-Aminobenzoesäure wird in etwa 1 ml 1-molarer HCl bzw. 1-molarer NaOH gelöst. Die Lösungen werden mit 1-2 Tropfen Methylorangelösung und dann tropfenweise (Tuberkulinspritze) mit 1-molarer NaOH bzw. HCl versetzt, bis der Indikator von Rot nach Gelb bzw. Gelb nach Rot umschlägt. Im Umschlagsbereich, der zwischen pH = 3-4 liegt, fällt die p-Aminobenzoesäure in ihrer zwitterionischen Form aus (isoelektrischer Punkt). Es wird ausprobiert, was bei weiterem Zudosieren von Lauge bzw. Säure passiert.
18) Eine Caseinlösung wird hergestellt, indem 5 g Quark in 10 ml 1-molarer NaOH 5-10 Minuten gerührt werden. Nach Zugabe von 3-4 Tropfen Phenolphthaleinlösung wird 1-molare Salzsäure zugetropft, bis die Mischung nur noch ganz leicht rosa gefärbt ist. Evtl. noch ungelöste Anteile werden abzentrifugiert, das Zentrifugat wird auf 100 ml mit Wasser verdünnt. Um den isoelektrischen Punkt von Casein zu bestimmen, werden in 5 Reagenzgläsern je 10 ml Pufferlösung pH = 4,0, pH= 4,4, pH = 4,8, pH = 5,2 und pH = 5,6 vorgelegt und mit 1 ml Caseinlösung versetzt. Nach dem Umschütteln wird abgeschätzt, in welchem Gefäß, d.h. bei welchem pH-Wert, die Trübung durch ausgefallenes Zwitterion maximal ist (isoelektrischer Punkt). Dies kann folgendermaßen recht genau geschehen: Auf weißes Papier wird mit Filzschreiber ein kleines Kreuz gezeichnet. Darauf wird ein 10-ml-Meßzylinder mit Glasfuß gestellt und solange eine Reaktionsmischung eingefüllt, bis das Kreuz durch diese hindurch nicht mehr sichtbar ist. Die Füllhöhe des Meßzylinders ist umgekehrt proportional zur Trübung der Mischung.
Interpretation
Distickstoff, N2, ist wegen der starken Dreifachbindung zwischen den beiden N-Atomen reaktionsträge. Er fördert Verbrennungsprozesse nicht (V1) und wird deshalb gerne als Schutzgas verwendet. Ist jedoch erst einmal die Aktivierungsenergie zur Spaltung der N-N-Bindung aufgebracht, eröffnet sich eine vielseitige Chemie. In der Tat existiert Stickstoff in allen Oxidationsstufen zwischen -III und +V.
Die Formalladung -III und damit ein stabiles Elektronenoktett besitzt der Stickstoff z.B. im Ammoniak, NH3. Dieser Stoff ist wegen des freien Elektronenpaares am Stickstoff eine Lewis-Base, die mit der Säure HCl erwartungsgemäß ein Salz, NH4 Cl (V2), und mit Metallkationen Komplexe bildet, beispielsweise quadratisch planares [Cu(NH3)4]2+ (V3) oder lineares [Ag(NH3)2]+ (V 4). Ammoniak löst sich gut in Wasser, aus dem es beim Stehen an der Luft und erst recht beim Erwärmen jedoch wieder heraus diffundiert. Die Lösung ist alkalisch (V5):
NH3 + H2O -----> NH4 + + OH-
Das Gleichgewicht dieser Reaktion liegt allerdings weit auf der linken Seite. Folglich ist Ammoniak nur eine schwache Base. Eine wässerige Lösung von NH4 Cl, dem Salz von Ammoniak mit der starken Salzsäure, reagiert deshalb sauer (V6). Von der starken Natronlauge läßt sich Ammoniak aus Ammoniumsalzen austreiben (V7):
NH4 Cl + NaOH -----> NaCl + H2O + NH3
Ammoniumchlorid zersetzt sich beim Erhitzen zu Ammoniak und Chlorwasserstoff. Führt man den Versuch im Reagenzglas durch (V8), beobachtet man im oberen, kalten Teil des Gefäßes die Rückbildung von weißem NH4 Cl. Der Stoff ist also von der "Heiß-" zur "Kaltstelle" bewegt worden. Dieses Phänomen bezeichnet man als chemischen Transport (nicht zu verwechseln mit Sublimation!).
Die Oxidationsstufe +V besitzt Stickstoff u.a. in der Salpetersäure, H NO3, und den Nitraten. Diese zeigen oxydierende Eigenschaften. Dabei hängt es von den Reaktionspartnern und -bedingungen ab, wie weit der Stickstoff reduziert wird. Nascierender Wasserstoff (aus der Umsetzung von Aluminium mit Natronlauge) reduziert Nitrat bis zum Ammoniak (V9):
3 Na NO3 + 8 Al + 5 NaOH + 18 H2O -----> 3 NH3 + 8 Na[Al(OH)4]
Metalle wie Eisen reduzieren den Stickstoff der konzentrierten Salpetersäure hingegen nur bis zu farblosem Stickstoff(II)-oxid, NO, das mit Luftsauerstoff zu braunem Stickstoff(IV)-oxid, NO2, weiterreagiert (V10):
Fe + 4 H NO3 (konz.) -----> Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O
2 NO + O2 -----> 2 NO2
Mit Alkoholen bildet Salpetersäure Ester:
ROH + H NO3 -----> RONO2 + H2O
Eine bekannte Verbindung dieses Typs ist Nitrocellulose, bei der alle Hydroxylgruppen der Cellulose gegen Nitratgruppen ausgetauscht sind. Da in dieser Verbindung leicht oxidierbares Kohlenhydrat und oxidierend wirkendes Nitrat chemisch verknüpft sind, verwundert es nicht, daß sich Cellulosetrinitrat - nach Initialzündung - im Sinne einer intramolekularen Redoxreaktion exotherm zersetzt. Es wurde deshalb früher als Schießbaumwolle verwendet. Auf die Synthese dieses Stoffes wird hier aus Sicherheitsgründen verzichtet. Die Zersetzung kann dennoch erlebt werden, wenn ein Tischtennisball aus Celluloid, das chemisch betrachtet Nitrocellulose ist, in die Flamme gehalten wird (V11).
In der organischen Chemie wird Salpetersäure häufig (zusammen mit Schwefelsäure) zur Aromatennitrierung benötigt, z.B.:
C6H6 + H NO3 -----> C6H5 NO2 + H2O
Da auch Milchproteine aromatische Gruppen enthalten, kann die elektrophile Aromatensubstitution im Schülerpraktikum mit ökologisch unbedenklicher Milch studiert werden (Xanthoprotein-Reaktion): Die Orange-Braun-Färbung derselben bei HNO3-Zugabe ist auf die Bildung von nitroaromatischen Chromophoren zurückzuführen (V 12). Bei Hautkontakt mit Salpetersäure, bedingt durch unvorsichtiges Arbeiten, läuft eine analoge Reaktion mit den aromatischen Gruppen der Hautproteine ab, die - spätestens am nächsten Tag - an braunen Hautflecken zu beobachten ist.
Die Oxidationstufe +III ist beim Stickstoff nur mäßig stabil. Deshalb ist Nitrit, NO2-, auch recht reaktiv. Beispielsweise setzt sich Na NO2 mit Salzsäure primär zur salpetrigen Säure um, die auch beim Ostwald-Verfahren zur Salpetersäureherstellung als Intermediat formuliert werden kann und zu H NO3 und NO (bzw. in Gegenwart von Sauerstoff zu braunem NO2 ) disproportioniert (V13):
3 Na NO2 + 3 HCl -----> 3 NaCl + H NO3 + 2 NO + H2O
Aromatische Amine - hier Sulfanilsäure - reagieren mit salpetriger Säure zu Diazoniumsalzen, die ihrerseits aromatische Verbindungen - hier ein Naphthalinderivat - im Sinne einer elektrophilen Aromatensubstitution angreifen können (V14). Es resultieren Azoverbindungen, die aufgrund ihrer delokalisierten p-Elektronensysteme sichtbares Licht absorbieren und deshalb farbig erscheinen und aus der Farbstoffindustrie nicht mehr wegzudenken sind:
R-NH2 + NO2- + 2 H+ -----> R-N2+ + 2 H2O
R-N2+ + H-R' -----> R-N=N-R' + H+ R, R' ... aromatische Reste
Die hier beschriebene experimentelle Vorgehensweise eignet sich besonders für den qualitativen und halbquantitativen (je intensiver die rote Farbe, desto höher ist die Konzentration) Nitrit-Nachweis. Handelsübliche Nitrit-Teststreifen funktionieren übrigens auch nach dem Reaktionsprinzip, und Nitrat läßt sich ebenso bestimmen, wenn es vorab zu Nitrit reduziert wird, z.B. durch Magnesium in essigsaurem Medium (V15).
Nitrit ist für den Menschen giftig. Es kann u.a. das zweiwertige Eisen im Hämoglobin zum dreiwertigen oxydieren. Das resultierende Methämoglobin bindet keinen Sauerstoff, womit die Atmungskette unterbrochen ist. Dieser Sachverhalt läßt sich einfach modellieren (V16): Wird eine fast farblose thiocyanathaltige Eisen(II)-salzlösung mit Nitrit versetzt, so beweist die sofortige Rotfärbung, die auf das Entstehen von Fe(SCN)3 zurückzuführen ist, die Oxidation des Eisens.
Aminosäuren, H2N-R-CO2H, werden als Bausteine des Lebens bezeichnet. Die gleichzeitige Anwesenheit einer basischen und einer sauren Funktion innerhalb eines Moleküls macht die Aminosäuren zu idealen Edukten für Polykondensationsreaktionen, bei denen Polyamide - der Biochemiker nennt diese Polypeptide oder Proteine - entstehen, z.B. das Milchprotein Casein (V 18), und zu besonders interessanten Ampholyten. In einem sauren Medium wird nämlich die Aminfunktion protoniert, im alkalischen Medium die Carbonsäuregruppe deprotoniert. Bei einem mittleren pH-Wert, der von der Basenstärke der Amin- und der Säurestärke der Carbonsäurefunktion abhängt und isoelektrischer Punkt genannt wird, kommt es bei einer Aminosäure zu einer intramolekularen Säure-Base-Wechselwirkungen, bei der die Amin- von der Säuregruppe protoniert wird und ein Zwitterion resultiert:
H2N-R-CO2- <----- +H3N-R- CO2- -----> +H3N-R-CO2H
R = C6H4 (V17)
Das elektrisch neutrale Zwitterion ist im wässerigen Medium nur mäßig löslich, während das im Alkalischen (NaOH) vorliegende "Natriumcarboxylat" sowie das im Sauren (HCl) vorliegende "Ammoniumchlorid" gut löslich sind. Eine Aminosäurelösung weist deshalb am isoelektrischen Punkt eine maximale Trübung auf. Diese tritt beispielsweise bei p-Aminobenzoesäure zwischen pH = 3-4 und bei Casein bei pH = 4,8 auf, was anhand eines Indikator-Umschlages (V17) bzw. mit Hilfe von Pufferlösungen mit bekanntem pH-Wert abgeschätzt werden kann (V18).
Le Viagra vient d'être introduit comme un agent de la thérapie orale de la dysfonction érectile. Chimiquement, c'est du citrate de sildenafil, ou
1-[[3-(6,7-dihydro-1-méthyl-7ox-3-propyl-1H-pyrazolo[4,3-d]pyrimidin-5 -yl)-4-ethoxyphényl]sulfonyl]-4-méthylpiperazine citrate.
Les pilules de Viagra contiennent 25 mg, 50 mg ou 100 mg de sildenafil sous forme de citrate, avec les ingrédients inactifs suivants: cellulose, phosphate de calcium bibasique, croscarmellose, stéarate de magnésium, hydroxypropyl-méthylcellulose, oxyde de titane, lactose, triacétine et bleu FD&C no.2 sous forme de laque d' aluminium.
L'érection du pénis implique la libétration d'oxyde d'azote NO dans le pénis durant la stimulation sexuelle. NO à son tour active l'enzyme guanilate cyclase, qui catalyse la formation monophosphate de guanosine cyclique (cGMP). Ce dernier produit cause une relaxation musculaire qui permet l'afflux de sang dans le pénis. La concentration de cGMP dépend de sa vitesse de formation bien sûr, mais aussi de sa vitesse de destruction par hydrolyse, laquelle est catalysée par une enzyme, la phosphodiesterase-5 (PDE5). Le sildenafil inhibe l'effet du PDE5, ce qui freine la destruction du cGMP.
Pour plus d'informations, consulter le site du Viagra, qui est http://www.viagra.com. Ou lire Chemical and Engineering News du 29 juin 1998, pages 29-33.
Das Periodensystem ist wohl das wichtigste Hilfsmittel im Chemieunterricht überhaupt. Praktisch jedes Chemiebuch enthält eine solche Tabelle, aber meistens sind darin nur einige wenige Daten zu finden. Aus diesem Grund lassen die meisten Chemielehrer von den Schülerinnen und Schülern ein seperates, ausführlicheres Periodensystem anschaffen.
Nun ist es aber so, daß jedes käufliche Periodensystem Vor- und Nachteile aufweist, und selten enthält es genau jene Daten, die man sich wünscht. Deshalb haben wir uns die Mühe genommen, mit Hilfe der Tabellenkalkulations-Software EXCEL (Version 7.0 und höher) ein Periodensystem zu schaffen, welches die Lehrkräfte nach ihren individuellen Wünschen bearbeiten und anschließend in beliebig guter Qualität ausdrucken können. Nötig dazu sind lediglich einige Grundkenntnisse in EXCEL.
Im Falle hoher Qualitätsansprüche kann man den Ausdruck auch durch eine spezialisierte Firma besorgen lassen. Die Kosten für einen perfekten Farbdruck in kommerzieller Qualität betragen dabei etwa vier Franken/Exemplar.
Wir stellen Ihnen unsere Arbeit gerne zur Verfügung. Falls Sie daran interessiert, können Sie die entsprechenden Files via Internet beziehen. Unsere Adresse lautet:
Sie gelangen damit auf die Homepage der Kantonsschule Reussbühl, wo Sie unter "Fächer /Chemie" die entsprechenden Dateien herunterladen können. Eine README-Datei liefert Ihnen die nötigen Instruktionen zum Ausdruck.
Für Rückmeldungen jeder Art sind wir sehr dankbar. Benutzen Sie dazu bitte die folgende E-mail-Adresse:
Ich danke Herrn Schilliger für seine Mitarbeit bei der Erfassung der Daten und der graphischen Gestaltung.
Georg Graf
Kantonsschule Reussbühl
Ruopigenstr. 40
6015 Reussbühl
WARNING !
Lu dans New Scientist, p. 100, du 14 juin 1997 : Il ne paraît pas tout-à-fiat exclu qu'un jour on affiche le commentaire suivant sur l'emballage d'un peu n'importe quel produit commercial.
Attention !
Ce produit attire tous les objets usuels, y compris ceux de la concurrence, avec une force proportionnelle au produit de leurs masses, et inversément proportionnelle au carré de la distance entre elles.
Attention ! Un seul gramme de ce produit renferme une énergie équivalente à 3 millions de tonnes de TNT!
Manipuler avec prudence. Ce produit contient de minuscules particules chargées d'électricité, qui se déplacent à des vitesses supérieures à 100 millions de kilomètres à l'heure.
Ce produit est fait à 100% de matière. Au cas très improbable où il entrerait en contact avec de l'antimatière, une explosion catastrophique en résulterait, dont l'effet destructif pourrait être plus important que celui d'une bombe atomique.
Information à l'intention du public : Tout usage de ce produit, intempestif ou non, augmente le degré de désordre de l'Univers.
Avis au consommateur : Ce produit est soumis à un "principe d'incertitude", qui fait que le consommateur est dans l'incapacité de connaître avec précision sa vitesse exacte et sa position précise.
Question au lecteur : De quel produit s'agit-il ?
Dès 1998, les Postes allemandes vont peu à peu installer des batteries air-zinc sur tous leurs véhicules de service, des Mercedes MB 410, roulant d'ordinaire à l'essence. Les tests effectués ont montré que les véhicules peuvent atteindre 120 km/h, et rouler de Brême à Hambourg (425 km) avec une charge normale, sans recharge. En ville et sur terrain valonné, ces batteries assurent une autonomie de 350 km, soit l'équivalent d'une semaine de service. Développées par Electric Fuel en Israel, elles ont une capacité de 180 watt-heures/kg, soit 6 fois mieux que les 30 watt-heures/kg des batteries au plomb. Leur température optimale de fonctionnement est de 70 °C, mais elles fonctionnent à toute température, même à -20 °C. Le plein s'effectue par l'échange standard de container-blocs contenant 22 cassettes zinc-céramique. Le combustible usé, formé d'oxyde de zinc ZnO peut être aisément recyclé, et reconverti en métal zinc. (Bill Holdsworth, New Scientist 2086, p.22, 14.6.1997).
Les vitraux des cathédrales du 12ème siècle sont faits de nombreuses plaquettes de verre coloré, qui sont toutes plus épaisses en bas qu'en haut. Pendant longtemps on a expliqué ce fait en disant que le verre se comporte comme un fluide visqueux, qui donc coule lentement vers le bas.
C'est une hypothèse intéressante, mais elle est fausse ! Edgar Zanotto de d'Université de Sao Carlos au Brésil a calculé que, pour que l'épaississement observé soit dû à la viscosité du verre, il aurait fallu qu'il soit maintenu à la termpérature de 414 °C pendant les 8 siècles qu'ont duré nos cathédrales. A température ordinaire, la vciscosité du verre est si faible qu'il faudrait plusieurs milliards d'années pour y parvenir (Am. J. Physics 66, p.392, 1998). Si donc les plauqettes des vitraux médiévaux sont plus épais à leur base, c'est qu'ils ont été fabriqués ainsi. Encore un mythe qui s'écroule !
Gerald Halpert, du NASA Jet Propulsion Lab, Pasadena, a mis au point une cellule à combustible dont les performances semblent prometteuses. La partie principale de cette cellule est une très fine membrane poreuse faite de Nafion® de Dupont. Cette membrane est recouverte d'une couche poreuse Pt/Ru sur ses deux côtés. L'un des côtés de cette membrane est au contact d'une solution aqueuse de méthanol 3%. L'autre est au contact de l'air. Les électrons sont créés à l'anode par le méthanol selon la réaction :
CH3OH + H2O -----> 6 H+ + CO2 + 6 e-
Sur la cathode, au contact de l'air, il se produit la réaction suivante :
O2 + 4 H+ + 4 e- - -----> 2 H2O
Globalement parlant, on effectue donc la combustion du méthanol.
En fonctionnement optimum, une telle cellule peut fournir 5 A/dm2 sous 2 V, ce qui constitue une performance remarquable. Seul ennui, son coût relativement élevé : $10 par dm2. Voir new Scientist 12.4.1997, p.23.
Il y a du méthane sur Titan, et il ne devrait pas y en avoir ! Eh oui ! Titan ? C'est l'un des satellites de Saturne, et même le plus gros des 18 satellites de Saturne. Les mesures faites faites par Voyager I en 1980 montrent que son atmosphère est faite de 1.5 bar de N2 et de 0,01 bar de CH4, à une température de 94 K. 1,5 bar, c'est beaucoup, et c'est même un record parmi les satellites du système solaire. Mais c'est l'impureté de méthane qui perturbe le plus les astronomes. Avec les connaissances que l'on a du rayonnement UV solaire, on peut aisément calculer que ce méthane aurait déjà dû être transformé depuis longtemps en éthane par photolyse s'il avait été créé en même temps que Titan, il y a envrion 4 milliards d'années. Ce méthane est donc d'origine récente. Laquelle ? On sait en tout cas que Titan n'est pas recouvert d'un mer de méthane, avec ou sans éthane. D'où vient ce méthane ? Le mystère subsiste.
Chacun sait que le fullerène est une molécule C60 formée de pentagones entourés de 5 hexagones, et d'hexagones entourés de trois hexagones et tois pentagones. Depuis la découverte de cette molécule, on a créé d'autres fullerènes, dont la proportion de pentagones et d'hexagones varie. Mais on n'avait encore pas synthétisé de fullerène formé uniquement de pentagones. On a même cru la chose impossible ! Eh bien, c'est aujourd'hui chose faite. Alex Zettle, de l'Université de Berkeley, a réussi à fabriquer cette molécule C36, formée uniquement de pentagones, par décharge dans une atmosphère d'hélium comprimé, et entre deux électrodes de charbon. Voir Nature 393, p.771.
Des chercheurs de Cornell University ont réussi à mettre au point un processus qui enlève l'amertume du jus de pamplemousse. En effet l'amertume de ce jus de fruit est dû à la présence de narginine. Or ces jus se vendent très souvent dans des berlingots en carton revêtus d'un feuille plastique. Si on imprègne cette feuille de plastique de nargininase, cette enzyme détruit plus tard la narginine du jus de fruits qui entrera en contact avec elle. Ce processus est sans danger, et va être commercialisé prochainement, selon New Scientist 159, no. 2141, p. 15, du 4.7.1998.
Les diodes, senseurs, puces, transistors et autres composants électroniques sont d'habitude construits sur une base de silicium. Or ces semi-conducteurs à Si deviennent conducteurs aux températures supérieures à 125 °C. On ne peut donc pas les employer à haute température.
Cette limitation d'emploi risque d'être bientôt rendue caduque par l'arrivée sur le marché de semi-conducteurs au carbure de silicium SiC, utilisé jusqu'ici comme abrasif industriel sous le nom de carborundum. Il y a longtemps que les chercheurs essayent de remplacer Si par SiC dans la technologie des semi-conducteurs, mais sans succès. La difficulté réside dans la nécessité de fabriquer du SiC suffisamment exempt d'irrégularités cristallines, et en particulier de microtubes, qui empêchent la production de bonnes jonctions. Or, en 1985, les chercheurs de l'Univeristé de Caroline du Nord à Raleigh ont mis au point une technique de fabrication de monocristaux de SiC par sublimation de Si et de C à 2500 °C. Les plaquettes de SiC ainsi obtenues (wafers) sont vertes, semi-transparentes, ont des surfaces supérieures à 1 cm2, avec moins de 1 défaut par cm2. Les diodes et transistors construits avec ce SiC résistent à 600 °C, et supportent des tensions dix fois plus élevées que Si. Plus récemment (Roger Allan, New Scientist 2086, p.34, 14. 6. 1997), on a réussi à construire avec SiC des senseurs permettant de doser CO et NO dans la flamme d'un moteur à explosion. Ces essais sont encore au stade expérimental. Avant de songer à les commercialiser, il restera à résoudre un gros problème, la mauvaise reproductibilité du dosage des impuretés p ou n dans la base SiC.
Peter Simpson, qui enseigne la chimie à l'Université de Perth, Australie, a gagné un prix pour la qualité de son enseignement. Dans sa homepage, il décrit sa méthode d'enseignement, qui peut se résumer ainsi.
Le premier jour du semestre, il demande à chaque étudiant combien de fois il voudra être interrogé oralement pendant tout le semestre. Chaque élève donne une réponse différente, variant de 2 à 10, et Peter Simpson prend note. Ceci dit, il commence son cours. Au bout d'une demi-heure, il demande à la cantonnade :
Peter Simpson appelle ceci du terrorisme académique. Il prétend que cela marche bien, que les élèves s'y font, et même qu'ils apprécient cette méthode active. Qu'en pensez-vous ?
Selon Andy Coughton, la leucine polymérisée, contenant entre 15 et 30 unités de monomères est un excellent catalyseur d'epoxydation. Elle permet donc d'insérer un atome O sur 2 atomes C liés par une double liaison, de façon à former un triangle à 2 C et 1 O. (New Scientist 2077, 12.4.97, p.18)