Besuch unseres NaWi-Profils im X-Lab

Vom 14. bis 16.Januar hat die Q1n das XLAB, ein Experimentallabor, in Göttingen besucht. Hier der Bericht über die einzelnen Tage.

Montag

Nach einer Anreise mit U-Bahn und ICE kamen wir gegen Mittag endlich im XLAB in Göttingen an. Empfangen wurden wir von Frau Ritter, die uns eine Einführung in das Thema des Tages gab: Wasseranalyse.

Wir hatten unterschiedliche Wasserproben, darunter Leitungswasser, Mineralwasser aus Göttingen und Norderstedt sowie Wasser aus einem überfüllten Aquarium.

In mehreren Versuchen sollten wir die Proben auf die Gesamthärte sowie auf die Carbonathärte prüfen. Dazu titrierten wir mit einem Reagenz, EDTA, die verschiedenen Wasserproben. Es gab auch kurze Versuche, bei denen wir beispielsweise den Nitrat- oder Nitritgehalt im Wasser nachweisen konnten. Auch haben wir die Proben auf organische Stoffe überprüft. Hierbei hat vor allem das Wasser aus dem Aquarium angeschlagen.

Dienstag

Nach dem Frühstück, bei welchem es u.a. auch Waffeln gab, machten wir uns auf den Weg zum XLAB. Der Tag startete mit einer Einführung zum Thema Aspirin und dessen Entstehungsgeschichte: Der bei Bayer angestellte Chemiker Felix Hoffmann,suchte nach einer Medikamentalternative für seinen Vater, welcher  aufgrund von Beschwerden täglich übel schmeckende Weidenrinde zu sich nehmen musste, was ihm Brechreiz verursachte. Weidenrinde enthält Salicylsäure und wurde somit als Schmerzmittel 1897 gelang Hoffmann die Herstellung eines besser verträglichen Schmerzmittels für seinen Vater, und zwar der Acetylsalicylsäure, dem späteren Wirkstoff von Aspirin. Nach dem Vortrag ging es an die Arbeit, unser eigenes Aspirin herzustellen. Nach dem Vermischen mehrerer Ausgangsstoffe entstand ein weißes Pulver, bei dem es sich um sehr unreines Aspirin handelte. Dieses reinigten wir und während des Trocknens unseres Aspirins konnten wir uns in der Mensa Mittag essen.

Im zweiten Teil befassten wir uns mit der Qualitätskontrolle unseres Aspirins, welches wir bereits vor dem Mittagessen synthetisiert hatten. Dafür führten wir eine Nachweisreaktion von Salicylsäure durch. Bei diesem Versuch wurde untersucht, welche funktionelle Gruppe für das unterschiedliche chemische Verhalten verantwortlich ist. Außerdem erhielten wir so Aufschluss darüber, ob es sich bei unserem hergestellten weißen Pulver wirklich vollständig um Acetylsalicylsäure (Aspirin) handelte. Fiel die Nachweisreaktion positiv aus und wurde lila, wussten wir, dass immer noch ein erheblicher Teil an Salicylsäure im Pulver vorhanden war. Dadurch wäre es als Medikament unbrauchbar. Von Frau Dr. Ritter erfuhren wir, dass ein Medikament in Deutschland eine Reinheit von mindestens 99 Prozent haben muss, um an den Menschen verkauft werden zu dürfen. Nach dieser kurzen Versuchsreihe kamen wir zur photometrischen Bestimmung der Salicylsäure. Dazu stellten wir 5 Proben her, bei denen jeweils Salicylsäurelösung, Eisennitratlösung und Wasser die Bestandteile bildeten. Jede Probe wies eine unterschiedliche Konzentration auf. Diese fünf, von uns hergestellten Proben, untersuchten wir auf ihre Fähigkeit der Lichtabsorption. Mit Hilfe eines Spektralphotometers konnten wir dies nun machen. Ein Spektralphotometer ist vereinfacht gesagt ein Gerät, welches durch ausgesandte Lichtwellen das Absorptionsspektrum der jeweiligen Probe mit einem Messwert versieht. Für den Testvorgang hatten wir schon vorab festgehalten, dass dies in einem Farbbereich von 500-600 nm passieren soll. Dadurch erhielten wir das Absorptionsmaximum. Die erarbeiteten Werte wurden dann in ein Koordinatensystem eingetragen. Man konnte erkennen, dass sich eine Gerade bildete. Im Anschluss an den praktischen Teil kamen wir dann zur theoretischen Auswertung und Berechnung der Reinheit unseres Aspirins. Die Reinheit des Medikamentes war bei allen Gruppen unterschiedlich. Wir hatten Schwankungen zwischen rund 80 Prozent Reinheit und sogar 97 Prozent.

Gegen 16:30 Uhr ging es dann wieder in Richtung Jugendherberge. Die Freizeit bis zum Abendessen nutzen wir auf unterschiedlichste Art und Weise. Einige von uns gingen noch einkaufen, andere wiederum gingen direkt zurück und machten es sich gemütlich. Um 18:00 Uhr war Abendbrot. Ausgehungert vom zehrenden Tag, stürzten wir uns alle auf das Büffet. Gesättigt und zufrieden ließen wir den Tag dann ausklinken. Eine kleine Gruppe ging noch ins örtliche Spaßbad, andere hingegen wieder spielten eine spannende Partie Billiarde und einige schauten sich einfach das spannende Handballspiel Deutschland gegen Frankreich an. So endete auch der zweite Tag in Göttingen

Mittwoch

Am dritten und letzten Tag unserer Reise mussten wir die Jugendherberge sehr zeitig verlassen. So haben wir nach dem Frühstück unsere Koffer gepackt und diese der Jugendherberge anvertraut. Dann haben wir uns noch einmal auf den Weg zum XLAB gemacht.

Dort angekommen erwartete uns unser drittes großes Thema, die Abgasanalyse. Zunächst bekamen wir wieder durch einen Vortrag von Frau Dr. Ritter eine theoretische Einführung in die Thematik. In dieser haben wir uns mit der Zusammensetzung von Abgasen auseinandergesetzt. Der Vortrag war in sieben Unterthemen gegliedert. Diese waren:

• Brennstoffe
• Hauptprodukt CO₂
• Rauchgas CO
• Stickoxide
• Schwefeloxide
• Aromaten
• Zigarettenrauch

In dieser thematischen Unterteilung wurden uns unter anderem die chemischen Reaktionen nähergebracht, welche Abgase erzeugen, aber auch, welche Auswirkungen diese auf den menschlichen Körper haben. Zusätzlich haben wir viel über die Funktion und Funktionsweise eines Katalysators gelernt.

Im praktischen Teil der Themenerschließung wurde die Klasse in Zweier- und Dreiergruppen aufgeteilt. Da wir aufgrund unserer Abreise nur drei Stunden Zeit im XLAB verbringen konnten, war es den einzelnen Gruppen immer nur möglich, einen der beiden Versuche durchzuführen.

Im ersten Versuch haben wir uns mit Autoabgasen und deren Zusammensetzung beschäftigt. Nach dem Auffangen der Abgase aus einem Auto haben wir den Behälter mit den Abgasen an eine bereits aufgebaute Gerätezusammenstellung angeschlossen. In dieser haben wir mithilfe eines Kolbenprobers die Abgase durch eine Salzmann-Lösung, eine ammoniakalische Silbernitratlösung und durch Kalkwasser gesaugt. So war es uns möglich, Stickoxide, Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid in den Autoabgasen nachzuweisen.

Am meisten in den Abgasen vorhanden war das für den Menschen relativ ungiftige CO₂. Danach konnten die Stickoxide nachgewiesen werden. Kaum nachweisbar, aber dennoch in sehr geringer Menge vorhanden, war das für den Menschen schädliche Kohlenmonoxid CO.

Der zweite Versuch hatte einen ähnlichen Aufbau wie der erste, mit dem Unterschied, dass hier keine Autoabgase, sondern Zigarettenrauch analysiert wurde.  Auch diese wurden auf Stickoxide sowie Kohlenmonoxid und Kohlendioxid untersucht.

Erschreckend war das Ergebnis, dass die Schadstoffbelastung durch Zigaretten um ein Vielfaches höher ist als die von Autos.

Ein Satz ist mir am Ende des Tages besonders im Gedächtnis geblieben: „Viele würden denken, es sei unglaublich schlimm, ein paar Minuten an einer viel befahrenen Kreuzung zu stehen, aber noch viel schädlicher ist es, in einen Raum zu treten, in dem nur eine Person geraucht hat.“

Nach den Versuchen und einer kurzen Stärkung in der Unimensa sind wir gemeinschaftlich zum Hauptbahnhof gefahren, wo uns unsere Koffer von einem örtlichen Taxiunternehmen geliefert wurden. Von dort aus haben wir mit dem Regionalverkehr die Heimreise angetreten. Trotz des einmaligen Umsteigens war die Rückfahrt für alle Beteiligten sehr erholsam. Insgesamt war der Ausflug nach Göttingen für alle ein lohnendes und lehrreiches Erlebnis, das wir den zukünftigen NaWi-Profilen sehr empfehlen können.