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F: Ich arbeite zurzeit an meinem ersten Unterrichtsbesuch im Fach Sachunterricht. Ich arbeite mit einer ersten Klasse zum Thema Luft. Bei der Ausarbeitung ist allerdings ein Problem aufgetaucht. In einigen Fachbüchern wurden die Begriffe Experiment und Versuch synonym gebraucht, in anderen wurde eine Unterscheidung vorgenommen (Experiment als Bestätigung/Falsifizierung von Hypothesen, Versuch komplett offen).
Ich bin unsicher, welche Definition in der (Chemie-)Didaktik eher Verwendung findet.

Könnten Sie mir weiterhelfen?

A: Die von Ihnen angesprochene Unterscheidung ist zwar richtig, ist aber im normalen Leben nicht notwendig und überflüssig. Der Begriff „Experiment“ klingt vielleicht etwas vornehmer…
In der Grundschule sollte das überhaupt keine Rolle spielen.

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F: Im Zuge eines Förderprogramms der Stiftung der Deutschen Wirtschaft führen drei meiner Mitschüler und ich eine "Ministudie" durch. Ziel dieses Projekts ist es, dass wir selbstständiges, wissenschaftliches Arbeiten kennenlernen.

Als Thema für unser Projekt haben wir "Toxische Bestandteile in Kunststoffen" gewählt. Wir möchten gerne einige Kunststoffprodukte, besonders solche, die mit menschlichen Schleimhäuten oder Nahrungsmitteln in Berührung kommen, auf toxische Stoffe hin untersuchen. Dafür arbeiten wir mit der Christian-Albrechts-Universität in Kiel zusammen, die uns ihre Laboratorien zur Verfügung stellt.

Der Titel unseres Projekts ist sehr weit gefasst, was durchaus in unserem Sinne liegt. Wir können immerhin "nur" mit dem Wissen von Schülern des 13. Jahrgangs mit Chemie als Leistungskurs aufwarten. Deswegen möchte ich Sie fragen, ob Sie Wege zum Nachweis toxischer Bestandteile in Kunststoffprodukten kennen, bzw. ob Sie uns eine gute Quelle für solche Nachweisverfahren nennen können.
Mit "toxischen Bestandteilen" meinen wir hier die oft in den Medien erwähnten Stoffe Bisphenol A und alle Vertreter der als Weichmacher eingesetzten Phthalate. Wenn wir Wege zum Nachweis von zwei oder drei, vielleicht auch einigen dieser Stoffe gefunden haben, konzentrieren wir uns auf diese und vernachlässigen die anderen.

Ich weiß nicht, ob unsere Vorstellungen eher utopischer Natur sind. Denn es ist wohl etwas anderes, ob wir, wie im Chemieunterricht praktiziert, Glucose oder Halogenidionen nachweisen und dafür Reaktionen formulieren oder ob wir in einem festen Kunststoff bestimmte Stoffe nachweisen möchten.

Wir freuen uns sehr darüber, wenn sie uns bei unserem Projekt informativ zur Seite stehen.

A: Das besprechen Sie am Besten mit Ihren Betreuern an der Uni Kiel. Was soll ich Ihnen Ratschläge erteilen, wenn ich nicht weiß, welche apparativen Möglichkeiten die Leute dort haben?

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F: Eine Freundin gab mir den Tipp, mich an Sie zu wenden. In meiner Facharbeit setze ich mich mit Doping und speziell mit Coffein auseinander.

Den Wirkungsmechanismus des Coffeins (vor allem seine anregende Wirkung), wollte ich anhand einer Animation verdeutlichen, bei der die Tätigkeit des Adenosins im Gehirn dem Coffein gegenübergestellt werden soll.

Nun bin ich auf folgenden Satz gestoßen „Adenosin blockiert die Ausschüttung des Transmitters“.

Dazu gingen mir ein paar Gedanken durch den Kopf:

1. Adenosin bindet die Calcium Ionen extrazellulär, so dass diese nicht einströmen können und folglich die synaptischen Bläschen mit ihrem Transmitterstoff nicht zur präsynaptischen Membran wandern.

2. Oder, Adenosin dockt an den Rezeptoren auf der postsynaptischen Seite an und verhindert dadurch das Andocken des Transmitterstoffes (dann würde aber obige Aussage nicht korrekt sein, da es um die Blockierung der Ausschüttung geht)

3. Vielleicht gibt es aber auch Rezeptoren an der präsynaptischen Seite, die, wenn Adenosin andockt, verhindern, dass der synaptische Spalt sich nicht öffnet oder nur eine gewisse Menge an Transmitterstoffen durchgelassen werden.

Nun fand ich noch raus, dass es verschiedenartige Rezeptoren gibt A1 bzw. A2, die sich mit G-Proteinen öffnen lassen. Und dann wäre da noch GABA.

Es sammeln sich bei mir mittlerweile immer mehr Informationen, jedoch kann ich mir immer weniger den tatsächlichen Zusammenhang vorstellen bzw. leider versagt mein logisches Denkvermögen. Ich wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie mir helfen könnten.

A: Sie haben sich da ja viel vorgenommen…

Coffein wirkt letztlich, indem es die sedierende Wirkung von Adenosin stört.

Zuvor muss man also wissen, welche Rolle Adenosin (abgekürzt A) als Botenstoff spielt. Neben vielen anderen hat Adenosin im Wesentlichen drei Aufgaben:

Erstens blockiert es über den A₁-Rezeptor die Ausschüttung exzitatorischer Transmitter im Gehirn. Dadurch wirkt Adenosin gegen den Sympathicus, wirkt also zentral sedierend.

Zweitens wirkt es durch Bindung an Rezeptoren vom Typ A_2a hemmend auf die Adenylatcyclase, die zur Anregung der dopaminergen Übertragungskette im Gehirn sowie zur Erweiterung der Blutgefässe in der Peripherie dient.

Drittens aktiviert es entzündungshemmende Prozesse, was zur Bildung von Magen- und Darmgeschwüren führen kann.

Coffein wirkt letztlich über die G-Proteine, indem es die Wirkung von Adenosin stört. Den G-Proteinen ist gemeinsam, dass sie unter Mitwirkung von GDP/GTP eine Adenylatcyclase stimulieren. Adenosin spricht vor allem die G₀- und G₁-Familien an. Coffein wirkt auch auf die durch Adrenalin stimulierte G_s-Familie. Purin- bzw. genauer die Methylxanthin-Alkaloide blockieren hier vor allem die Rezeptoren A₁ und A_2a des Adenosins.

Dabei blockiert Coffein vor allem den A₁-Rezeptor und hemmt die Phosphodiesterase, wodurch es zur Stabilisierung des cAMP-Spiegels kommt. Das wirkt sich letztlich in Summe aus, als wenn es die Adenylatcyclase-Wirkung verstärken würde. Somit wirkt es zentral stimulierend.

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F: Hallo,
Ich gehe in die 11. Klasse eines Gymnasiums und möchte eine Facharbeit zu dem Thema Korrosionsschutz des VW Golfs schreiben (im Rahmen des Chemieleistungskurses).
Haben sie vielleicht einen Tipp für mich auf was ich bei diesem Thema besonders achten muss und welche Versuche ich dazu durchführen könnte?

A: Wir haben in unseren Unterrichtsmaterialien eine Webseitengruppe „Technische Chemie im und ums Auto“ und darin einen Block zum Thema „Korrosion“ mit Experimenten. Da sollte das Wichtigste enthalten sein.

Zum Thema „Golf“ empfehle ich Kontaktaufnahme mit dem lokalen VW-Händler.

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F: Ich habe mich schon mehrmals auf ihrer Homepage umgeschaut und nach Experimenten gesucht.
Doch leider finde ich keine Experimente , die zu meiner Facharbeit passen.
Quantitative Analyse verschiedener Parameter verschiedener Bodenarten lautet diese.
Hier muss ich Nitratgehalt, Kalkgehalt und Ph-Wert von Sand- und Kalkboden bestimmt.
Dies ist mir nur mit dem Ph-Wert gelungen, da ich mich im Internet informieren konnte.
Über den Nitratgehalt oder Kalkgehalt der durch Titration bestimmt werden soll, habe ich noch keine Experimente gefunden.
Über Versuchsvorschläge von ihrer Seite würde ich mich sehr freuen.
Ich hoffe auf eine baldige positive Antwort.

Mfg (…)

A: Sie sind mit dieser Arbeit meines Erachtens total überfordert. Ich will Ihnen zum Beispiel mal das Prinzip beschreiben, wie man nasschemisch Boden-Nitrat nachweist:

Im Boden liegen als anorganische N-Verbindungen Ammonium- und Nitrat-Ionen vor. Man geht von sorgfältig zerkleinertem Boden aus. Zunächst extrahiert man die naturfeuchte Probe mit 2-molarer KCl-Lösung und filtriert. Dann entfernt man Ammonium, indem man die Lösung mit Boraxpuffer pH 9,6 schwach alkalisch macht, und entfernt das entstehende Ammoniak mit Hilfe einer Wasserdampfdestillation. Dann reduziert man mit schwefelsaurer Titan(III)-chlorid-Lösung Nitrat zu Ammonium, stellt wieder alkalisch ein, destilliert erneut und titriert die Vorlage mit verdünnter Schwefelsäure.

Die zweiseitige Vorschrift finden Sie zum Beispiel hier:
I. L. Marr (et al.): Umweltanalytik. Thiemeverlag, Stuttgart 1988.

Nun verstehen Sie wohl auch, warum ich auf die Behandlung dieses Themas in meinen Webseiten verzichte.

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