Redox, Ryzen und Rembrandt

Einfache & fotochemische Oberflächenbehandlung von Metallen

Das Ätzen von Metalloberflächen findet sich in vielen Bereichen des täglichen Lebens, sei es bei der Herstellung von Computerplatinen z.B. für Prozessoren, in der Werkzeugindustrie oder in der Kunst. In dieser Veranstaltung werden drei dieser Verfahren praktisch erlernt. Die Redoxreaktionen, die hinter diesen Verfahren stecken, werden entschlüsselt und jede Schülerin und jeder Schüler geht am Ende mit eigenhändig bearbeiteten Werkstücken nach Hause.

Die Schüler:innen bekommen in einem Input aufgezeigt, in welchen Bereichen des täglichen Lebens das Ätzen von Metalloberflächen Anwendung findet. Bei weitgehend selbstständiger experimenteller Arbeit lernen sie die Methoden und Werkzeuge des Ätzens kennen und veranschaulichen in der Auswertung die Elektronenübergänge in diesen chemischen Prozessen. Dabei kennzeichnen sie diese Donator-Akzeptor-Reaktionen als Redox-Reaktionen.

Sie führen folgende Tätigkeiten durch:

• Erstellen einer Kupferradierung (wie Rembrandt)
• Fotochemische​s Ätzen (Übertragen einer Vorlage auf ein Werkstück)
• Elektrolytisc​hes Ätzen von Edelstahl (Signieren)
• Auswertung und Präsentation der chemischen Vorgänge

Die Teilnehmenden erweitern ihre Kompetenzen bezüglich ihres Fachwissens und grundlegender Arbeitstechniken der Metallverarbeitung, sie erhalten einen praxisnahen Einblick in die künstlerische und technische Bearbeitung von Metalloberflächen.

Waschgel und Wechselwirkungen - Herstellung und Optimierung der Viskosität von Cleansing-Produkten

Ihre Schüler:innen erstellen ein Cleansing mit verträglichem pH-Wert und erforschen, welche Mengen an Natriumchlorid einem herkömmlichen und einem naturkosmetischen Cleansing-Ansatz beim Einstellen der Viskosität hinzugefügt werden müssen. Sie erlernen den Umgang mit einem pH-Sensor, Magnetrührer, Rotationsviskosimeter, dokumentieren Messdaten und klären die auftretenden Wechselwirkungen. Abschließend untersuchen und bewerten sie die hergestellten Waschgele.

Shampoos, Waschgels und ähnliche Cleansing-Produkte müssen eine optimale Viskosität und den richtigen pH-Wert haben. Manche Tenside können durch die Zugabe von Natriumchlorid verdickt werden. Diese Eigenschaft erspart den Einsatz zusätzlicher Verdickungsmittel. Ihre Schüler:innen erstellen ein Cleansing mit verträglichem pH-Wert und erforschen, welche Mengen an Natriumchlorid einem herkömmlichen und einem natur­kosmetischen Cleansing-Ansatz hinzugefügt werden müssen, damit es nicht zu leicht aus der Flasche läuft und ein angenehmes Hautgefühl besitzt. In selbstständiger experimenteller Arbeit lernen die Schüler:innen den Umgang mit einem pH-Sensor, dem Magnetrührer und einem Rotationsviskosimeter. Sie dokumentieren ihre Messdaten und erarbeiten, welche Wechselwirkungen für die Viskositätszunahme verantwortlich sind. Abschließend untersuchen und bewerten sie ihre erstellten Produkte.

Die SuS führen folgende Tätigkeiten durch:

• pH-Wert Einstellung der Cleansing-Produkte
• Einstellung, Prüfung und Optimierung der Viskosität eines herkömmlichen und naturkosmetischen Cleansing-Produktes
• Testung der Schaumbildung beider Cleansing-Produkte
• Klärung der Funktion der Inhaltstoffe von Körperpflegeprodukten und deren Bewertung.

Die Teilnehmenden erweitern ihre Kompetenzen im Bereich experimentelle Erkenntnisgewinnung (grundlegende Arbeitstechniken in der Kosmetikindustrie), Fachwissen (intermolekulare Wechselwirkungen) und Bewertungen (Inhaltsstoffe in Körperpflegeprodukten).

Schlagwörter:
Wechselwirkungen, Ion-Dipol-Wechselwirkungen, pH-Wert, pH-Wert-Erfassung, Tenside, Seifen, Viskosität, Schülerpraktikum, digitale Messwerterfassung, Nachhaltigkeit

Schwerpunkte/Rubrik: Chemie, MINT