Horst Klemeyer

Die Bildungsstandards Chemie der Kultusministerkonferenz (KMK) legen fest, dass der Chemieunterricht grundsätzlich als Experimentalunterricht zu erteilen ist, da bei der Erkenntnisgewinnung die Experimente von zentraler Bedeutung sind. Dabei sind Sicherheitsregeln zu beachten. Eine Datenbank hilft bei der Gefährdungsbeurteilung.

Am Beispiel der Ester aus primären n‐Alkanolen mit unverzweigten gesättigten Carbonsäuren wird aufgezeigt, wie unter Anwendung des GHS‐Spaltenmodells zur Ersatzstoffprüfung sicherheitsoptimierte Synthesen für den Unterricht mit Schülerfreihandversuchen ausgewählt werden können. Es gelingt dabei, Situationen zu vermeiden, bei denen Stoffe mit einem hohen Freisetzungsverhalten, leichter Entzündbarkeit und chronischen Gesundheitsgefahren verwendet werden. Der Unterricht mit den Estern, die als natürliche Aromen bedeutsam sind, kann bei Schülerinnen und Schüler schon aufgrund der olfaktorischen und affektiven Wirkung sehr motivierend sein. Hier wird aufgezeigt, wie dies noch durch haptische und praktische Arbeiten unterstützt werden kann. Zudem wird für den Unterricht das Netzdiagramm als Hilfsmittel zur Beschreibung von Gerüchen vorgestellt.

Mit einer Inverter‐Mikrowelle ist es möglich, eine geringe Leistung (400 W) kontinuierlich und präzise auf wässrige Lösungen in Bechergläsern einwirken zu lassen, ohne dass es dabei zu einem Siedeverzug kommt. Auf diese Weise lässt sich Lactose in Milchprodukten in 60 Sekunden durch eine Rotfärbung nachweisen, die durch eine Reaktion mit Methylamin oder 1,6‐Diaminohexan (Hexamethylendiamin) in alkalischer Lösung zu Stande kommt. Letzteres ist in vielen Schulsammlungen schon vorhanden, da es für den bekannten „Nylon‐Seil‐Trick“ beschafft wurde.

Wässrige Lösungen gelten in der Regel als kostengünstiger, umweltverträglicher, weniger gefährlich und einfacher zu handhaben als Reinstoffe oder Lösungen in anderen Solventien. Reaktionen in wässrigen Lösungen haben demzufolge bei Labor‐ und Schulexperimenten eine besondere Bedeutung. Anhand des Gesetzes von Henry wurde bei diversen schulüblichen wässrigen Lösungen von Gefahrstoffe untersucht in welchem Umfang die gelösten Stoff durch Ausgasen freigesetzt werden können. Dabei wurde deutlich, dass die wässrigen Lösungen unpolarer Stoffe wie Schwefelwasserstoff, Brom, Chlor, Chlordioxid, Blausäure, Schwefeldioxid, Propanal, t‐Butanol und Butanon in viel stärkerem Umfang aus dem Wasser ausgasen können, als dies nach der GHS‐Einstufung der Lösung suggeriert wird. Auch bei konzentrierten wässrigen Lösungen mäßig polarer Gase wie Ammoniak und Salzsäure können relevante Mengen der beim Einatmen giftigen Stoffe freigesetzt werden. Bei wässrigen Lösungen polarer Stoffe wie Methanol, Methanal und Methansäure ist das Freisetzungsverhalten viel geringer als dies durch die Kennzeichnung suggeriert wird. Da die GHS‐Kennzeichnung bei wässrigen Lösungen in Bezug auf die besonders schulrelevanten inhalativen Gefahren keine belastbaren Grundlagen für die Ersatzstoffprüfung und die Auswahl des verwendeten Verfahrens bietet, wurden für diese Arbeit von 37 Stoffe die hierfür notwendigen Informationen ermittelt.