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Farbstoffe und Färben
Einordnung in den Unterricht
Nur weniges fasziniert Schüler im Chemieunterricht mehr als der Aspekt,
dass man Farben herstellen und mit ihnen färben kann. Es gibt viele Experimente
in der methodischen Schulbuchliteratur, die diese Freude wecken können. Hinzu kommt, dass die
Farbindustrie heute und in der Vergangenheit wirtschaftlich eine bedeutende Rolle spielen. Deshalb
ist es erstaunlich, welchen geringen Stellenwert dieses Thema in den Lehrplänen für den Unterricht
der Sekundarstufe I hat.
Der hier vorgestellte Kompaktkurs wurde von uns an der Universität Bielefeld im Rahmen der
Angewandten Chemie als Einführung in die Farbenchemie für
Weiterbildungsstudiengänge und für Lehramtsstudiengänge
konzipiert und mehrfach erfolgreich durchgeführt. In diesem Kurzlehrgang, für
den man maximal 4 Zeitstunden benötigt, sollte nur das Prinzipielle, Grundlegende vermittelt
werden. Die Experimente sind so ausgewählt worden, dass die Lernenden den Lehrstoff
selbst erarbeiten können. Dafür reicht nach unserer Erfahrung eine begrenzte Auswahl von
vorwiegend organischen Farbstoffen aus.
Einzelne Versuche lassen sich im Rahmen anderer Unterrichtsinhalte einsetzen. So kann man
die Synthese von Phenolphthalein einerseits zur Erklärung heranziehen, wie Farbstoffe aus
nichtfarbigen Vorstufen entstehen und was der farbbildende Unterschied zwischen Edukten und
Produkt ist. Man kann darüber aber auch den Einstieg in die Theorie der
Indikatoren finden. Die
Entfärbung von Farbstoffen durch Alkalien (wie z. B. beim Kristallviolett) kann als
Einstiegsversuch in die Reaktionskinetik genutzt werden.
Der vorgestellte Kurs sollte als fächerübergreifendes Projekt in beiden
Sekundarstufen durchgeführt werden. Neben den chemischen Inhalten
kann man in der Biologie auf biologische Farbstoffe und deren Bedeutung für
die Fotosynthese eingehen. Zu behandeln ist auch die Signalwirkung der Farbigkeit für
biologische Systeme.
Geschichte und Sozialwissenschaften bieten ebenfalls
ausreichend Stoff zum Thema. Hier sollte aber nicht nur die soziale Rolle der
farbigen Kleider eingebracht werden. Wichtig ist auch der wissenschaftshistorische
Aspekt, dass künstlich hergestellte Farbstoffe und Medikamente gemeinsame
Wurzeln haben.
Auch mit dem Fach Kunsterziehung ist eine Kooperation möglich. Hier
kann man zusätzlich die Chromatographie von Filzschreibern unter dem Aspekt der subtraktiven Farben
Gelb, Cyan und Purpur einbringen. Das ergibt wieder Kontakte mit der Biologie (Farbensehen).
Eine Kooperation mit den Fächern Physik oder Musik
sollte erwogen werden, um das akustische Modell zur Farbentstehung verständlich zu machen.
Last but not least eignen sich viele der Versuche auch zur Demonstration chemischer
Phänomene im Rahmen von Wissenschafts-Shows oder Wunderversuchen. Dann können sie
bereits in der Grundschule eingebracht werden.
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