Chemieunterricht interessant gestalten: Für das Leben lernen : neues Konzept vermittelt Wissen, das im Alltag weiterhilft

Seit der TIMSS- und PISA-Studie sind sie wieder einmal Thema der bildungspolitischen Diskussion: die naturwissenschaftlichen Fächer in unseren Schulen. Deutschen Schülerinnen und Schülern wird bescheinigt: Sie haben nur mangelnde Kenntnisse, verstehen zu wenig, sind nicht recht in der Lage, Fragestellungen methodisch anzugehen, und denken zu wenig darüber nach, wie sie naturwissenschaftliche Probleme lösen könnten. Aber auch viele Erwachsene geben offen zu, besonders von den »harten« Naturwissenschaften wie Chemie wenig zu verstehen und sich nie besonders dafür interessiert zu haben. Wie kommt es, dass eine Wissenschaft, die wesentlich zum Verständnis unserer stofflichen Umwelt beiträgt und deren praktische Anwendung unser tägliches Leben in hohem Maße beeinflusst, auf ein so geringes Interesse stößt

Das Raviolidosenprojekt : oder: Die Chemie der Dosenravioli

CITIES (Chemistry and Industry for Teachers in European Schools) ist ein COMENIUS- Projekt, in dessen Rahmen Materialien für den Chemieunterricht erstellt und erprobt werden. Diese Materialien sollen Lehrkräften helfen, ihren Unterricht attraktiver zu gestalten, indem der Bezug sowohl zum Alltag und der Lebenswelt als auch zur chemischen Industrie aufgezeigt wird. Die Diskussion um eine gute Ernährung sowie empfehlenswerte und weniger empfehlenswerte Lebensmittel ist für Schülerinnen und Schüler ein weiteres interessantes Thema, das deshalb oft im Chemieunterricht im Zusammenhang mit den Themen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße behandelt wird. In dem für CITIES ausgewählten Beispiel wird eine ungewöhnliche Sichtweise eingenomen: Ausgangspunkt ist eine Dose mit Ravioli. Es wird nun der Frage nachgegangen, welche Funktion die Konservendose für die Konservierung der Lebensmittel hat und es werden Inhaltsstoffe der Ravioli und der Soße nachgewiesen. Insgesamt eignen sich die Thematik und die Herangehensweise für die Erarbeitung einer großen Spanne von Themenbereichen, die von der Korrosion als bis zu unterschiedlichen Nachweisen für Zucker bzw. Kohlenhydraten reichen. Aber die Chemie rund um die Raviolidose kann auch zur Wiederholung und Vertiefung von vorab erarbeiteten Inhalten etwa am Ende eines Schuljahres eingesetzt werden. Für diesen Themenbereich wurden unterschiedliche Materialien entwickelt: 1. Eine kurze Einführung gibt eine Übersicht über die gesamte Thematik. Hier werden auch historische Aspekte der Lebensmittelkonservierung angesprochen. 2. Experimente zum Thema finden sich in einer separaten Versuchssammlung. Überwiegend handelt es sich dabei um Schülerversuche, die einfach durchgeführt werden können. Die Theorie zu den einzelnen Experimenten wird jeweils kurz aufgeführt. 3. Die Möglichkeit der Umsetzung im Unterricht wird in einem drittel Teil exemplarisch dargestellt. s.a. URN: urn:nbn:de:hebis:30-86517 ; URL: http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2010/8651

Forensische Chemie - mit Chemie auf Verbrecherjagd : eine Einführung für den Chemieunterricht

CITIES (Chemistry and Industry for Teachers in European Schools) ist ein COMENIUS-Projekt, in dessen Rahmen Materialien für den Chemieunterricht erstellt und erprobt werden. Diese Materialien sollen Lehrkräften helfen, ihren Unterricht attraktiver zu gestalten, indem der Bezug sowohl zum Alltag und der Lebenswelt als auch zur chemischen Industrie aufgezeigt wird. Forensische Chemie Aber was kann Schülerinnen und Schüler faszinieren? Nicht nur Erwachsene, auch Heranwachsende lösen gerne Rätsel, besonders wenn es sich um die Aufklärung von Kriminalfällen handelt. Nicht umsonst spielen Kriminalromane sowie Filme und Fernsehsendungen, die sich mit solchen Themen beschäftigen, eine große Rolle in der Unterhaltungsindustrie. Das angesprochene Interesse kann genutzt werden: Bei der Sicherung und dem Nachweis von Spuren werden häufig chemische Verfahren eingesetzt, von denen eine ganze Reihe einfach auch im Schulexperiment nachvollzogen werden kann. Es war deshalb naheliegend, die Forensische Chemie als einen Themenschwerpunkt des Moduls zu wählen. Folgende Materialien wurden zusammengestellt: 1. Eine Einführung in die Forensische Chemie dient zur Vorbereitung des Unterrichts und führt in eine Auswahl von Methoden der Spurensicherung und des Spurennachweises ein. 2. Eine Sammlung von einfachen Versuchen zur Forensischen Chemie vermittelt einen praktischen Zugang zu diesem Thema mit einfachen Mitteln. 3. Die Darstellung eines Kriminalfalles, zu dessen Lösung chemisches Wissen eine große Rolle spielt, eröffnet die Möglichkeit, auf spannende Weise Inhalte zu wiederholen und zu vertiefen. s.a. URN: urn:nbn:de:hebis:30-86529 ; URL: http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2010/8652/ 4. In einem weiteren Beispiele wird die Methode des Gruppenpuzzles eingesetzt. Auch hier müssen die Schülerinnen und Schüler einen Kriminalfall lösen, wobei unterschiedliche Methoden, Fingerabdrücke sichtbar zu machen, sowie Gipsabdrücke, ein Blutnachweis und - theoretisch - die Elektrophorese zum Einsatz kommen. s.a. URN: urn:nbn:de:hebis:30-86539 ; URL: http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2010/8653/ 5. Eine kurze Einführung in die Forensische Chemie wird zusätzlich in Form eines Lernprogramms angeboten. Das Lernprogramm „Forensische Chemie - Mit Chemie auf Verbrecherjagd" fasst die wichtigsten Inhalte des Unterrichtmaterials zu 1. - 4. kurz und seitenorientiert zusammen. Das Programm bietet Ihnen neben einer individuellen und nutzerzentrierten Navigation über das angezeigte Pfeilkreuz die Möglichkeit, zwischendurch immer wieder Ihr Wissen zu überprüfen. Die Inhalte werden in jedem gängigen WebBrowser angezeigt. http://cities.eu.org/lernbar/index.htm Die unter den Punkten 1 und 2 aufgeführten Materialien können die Grundlage für einen längeren Kurs sein, oder es können einzelne Aspekte im Zusammenhang mit anderen Themen des Chemieunterrichts erarbeitet werden. Ein Beispiel ist die Verwendung von Cyanacrylat zum Nachweis von Fingerabdrücken. Dieser Inhalt lässt sich sowohl im größeren Zusammenhang der Forensischen Chemie behandeln als auch im Rahmen der Chemie der Kunststoffe

Modeling the contribution of pig farming to pollution of the Thachin River

Rapid growth of the livestock production sector in South-East Asia during recent decades has led to a widespread degradation of ground and surface waters. The Thachin River Basin in Central Thailand serves as a case study for investigating the origins and pathways of nutrient loads produced by intensive pig farming. A mathematical material flow analysis is used to identify key nitrogen flows and the main parameters determining them. Scenarios of the potential for reducing these flows and achieving compliance with current discharge regulations are investigated. The results show that liquid waste discharged from large pig farms and directly discharged waste from small farms are the key nitrogen flows to the river system. The key driving forces are not only the treatment coverage and efficiencies but also the rate of reuse and recycling of the treated produc

Global renewable energies: a dynamic study of implementation time, greenhouse gas emissions and financial needs

The current worldwide energy consumption is largely dominated by non-renewable energies such as coal, oil and gas. For well-known reasons, this concept should be changed to a more sustainable one based on renewables. As learned from history, a transition from one energy system to another has always taken about 100years. A dynamic material flow model is developed to simulate some key elements for the implementation of renewable energy systems on a large scale. These key elements are the required industrial capacity, the energy and financial requirements and the impact on greenhouse gas mitigation. Results are presented for wind, photovoltaic, hydro, solar thermal, geothermal and biomass electrical energy systems. The comparison of two different implementation strategies, moderate ≈60years and fast ≈30years, shows that the implementation time is the only limitation, resulting in large production overcapacities. The energy and financial needs are not as critical. The implementation of renewables on a large scale would considerably reduce CO2 emissions by 2tons per person per year for a world population of 7billion peopl

Catalysis at Ciba-Geigy

After an introduction describing the significance and a short history of catalysis at Ciba-Geigy, the present role of the Catalysis Section within the Central Research Services is outlined. Its main activities are preparative services for the synthetic chemists in the fields of hydrogenation and high-pressure reactions, the development of catalytic processes and a research program in the fields of enantioselective catalysis, the modification of heterogeneous catalytic systems, acid-base catalysis and catalytic C–C-bond forming reactions. Because catalysis is considered by Ciba-Geigy to be a key technology, the main goal of its R+D program in catalysis is to create and maintain a reliable scientific and technical foundation for the optimal application of catalytic reactions throughout the company. Some results are presented that illustrate the work described above and an outlook on the opportunities of catalytic technologies in the fine chemicals industry is given

Material flow and economic analysis as a suitable tool for system analysis under the constraints of poor data availability and quality in emerging economies

Waste from electrical and electronic equipment or e-waste is increasingly processed in transitional or developing countries. The waste originates from both national consumption and waste imports. In these countries the e-waste processing and recycling is managed almost entirely by informal recycling businesses. Due to the application of inappropriate techniques, this sector bares high risks of environmental and occupational hazards and also looses valuable materials. Formal recycling industries have to compete with the informal businesses and simultaneously comply with environmental and occupational regulations. The presented model applies a dynamic stock-driven material flow model and an economic evaluation of gold and copper flows to the Indian personal computer (PC) recycling sector. The metal concentration per PC and value of these metals mainly determine the profits for recyclers. The study introduced threshold values for formal and informal gold and copper recycling according to their recycling cost per PC. At present level of metal concentration per PC and metal prices the formal sector will not become active. Two scenarios, one with double metal prices and a second with reduced threshold values for formal recycling, have been calculated. Also under theses scenarios the formal recycling sector will not overtake a majority of the recycling. The model proves that a stock-driven dynamic material flow model can be combined with an economic evaluation of material flows. The analysis included a calculation of error propagation and a sensitivity analysi

Synergistic influence of phosphorylation and metal ions on tau oligomer formation and coaggregation with alpha-synuclein at the single molecule level

Background: Fibrillar amyloid-like deposits and co-deposits of tau and alpha-synuclein are found in several common neurodegenerative diseases. Recent evidence indicates that small oligomers are the most relevant toxic aggregate species. While tau fibril formation is well-characterized, factors influencing tau oligomerization and molecular interactions of tau and alpha-synuclein are not well understood. Results: We used a novel approach applying confocal single-particle fluorescence to investigate the influence of tau phosphorylation and metal ions on tau oligomer formation and its coaggregation with alpha-synuclein at the level of individual oligomers. We show that Al3+ at physiologically relevant concentrations and tau phosphorylation by GSK-3 beta exert synergistic effects on the formation of a distinct SDS-resistant tau oligomer species even at nanomolar protein concentration. Moreover, tau phosphorylation and Al3+ as well as Fe3+ enhanced both formation of mixed oligomers and recruitment of alpha-synuclein in pre-formed tau oligomers. Conclusions: Our findings provide a new perspective on interactions of tau phosphorylation, metal ions, and the formation of potentially toxic oligomer species, and elucidate molecular crosstalks between different aggregation pathways involved in neurodegeneration