Teens

  • Willkommen im OPEN LAB der JKU LINZ

Themenprogramme im JKU Open Lab (5. bis 8. Schulstufe)

Fotografie – Vom Blitzlicht bis zum Foto (ab 6. Schulstufe)

Eine Reise durch die Welt der Fotografie
Noch nie war Fotografieren so einfach wie heute. Aber wie wurden in einer Zeit vor Handy- und Digitalkameras Fotos aufgenommen und entwickelt? Von Eisenblaudruck über Blitzlichtpulver bis hin zum lichtempfindlichen Salzen – das JKU Open Lab wird zum Fotolabor. In spannenden Experimenten erlebst du wie aus einem Objekt ein Negativ entsteht, wie Fotografen in früheren Zeiten genügend Licht zum Fotografieren erzeugten und wie faszinierend es ist, ein Foto selbst zu entwickeln.

Experimente

  • Blitzlichtpulver
    • ➢ Brandgemälde mit Kalisalpeter
    • ➢ Woraus besteht eine Lunte?
    • ➢ Testen der Lichterscheinungen von unterschiedlichen Metallpulvern in der Flamme
    • ➢ Blitzlichtpulver selbst mischen und zünden
  • Vom Objekt zum Negativ
    • ➢ Lichtsensibles Silbersalz herstellen
    • ➢ Parameter der Reaktion des Salzes mit Licht ermitteln
  • Vom Negativ zum Fotoabzug
    • ➢ Cyanotypie – Eisenblaudruck
      • Herstellen von UV-empfindlichem Cyanotypiepapier
      • Ermitteln der optimalen Belichtungszeit
      • Entwickeln eines eigenen Negativs zum Positiv
      • Fixieren des Belichtungsergebnisses

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Können auch rote Blätter Fotosynthese betreiben? (ab 7. Schulstufe)

Extraktion und Identifikation von Blattfarbstoffen
Die wohl genialste Erfindung der Natur ist die Fotosynthese. Ohne sie wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich. Pflanzen fangen bei der Fotosynthese mit dem Chlorophyll, dem grünen Blattfarbstoff, das Sonnenlicht ein. Mit der daraus gewonnenen Energie stellt sie aus Wasser und Kohlenstoffdioxid die energiereiche organische Verbindung Traubenzucker her. Als Nebenprodukt wird Sauerstoff freigesetzt. Ohne Licht und insbesondere ohne Blattgrün kann also keine Fotosynthese stattfinden. Wie sieht es aber nun mit roten Blättern von Pflanzen aus? Können auch diese Fotosynthese betreiben?

Inhalt

Für die Beantwortung der Frage, ob auch rote Blätter Fotosynthese betreiben können, oder auch warum Blätter im Herbst bunt werden, untersuchen die SchülerInnen die Farbstoffzusammensetzung von roten und grünen Blättern. Dabei erlernen sie verschiedene Arbeitstechniken zur Stofftrennung: Extraktion und Dünnschichtchromatographie sowie je nach Alter und Wissensstand auch spektroskopische Methoden zur Verifizierung der Ergebnisse.
Außerdem interessieren uns in diesem Zusammenhang auch die Reaktionsprodukte der Fotosynthese: der Traubenzucker (der in Stärke umgewandelt wird) und Sauerstoff. In einfachen und eindrucksvollen Experimenten lassen sich diese nachweisen.

Experimente

Welche Farbstoffe sind in grünen und roten Blättern enthalten?

  • – Gewinnung der Farbstoffe in roten und grünen Blättern mit Hilfe verschiedener Lösemittel
  • – Ist Blattgrün ein einzelner grüner Farbstoff?
    • Auftrennung mittels Dünnschichtchromatographie
    • Spektroskopische Untersuchung der unbekannten Farbbestandteile

Nachweis der Reaktionsprodukte der Fotosynthese

  • – Nachweis der Bildung von Sauerstoff mittels Indigocarmin
  • – Extraktion und Nachweis von Stärke aus Blättern

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Alkohol – Geheimnisse gefährlicher Universalgenies (ab 8. Schulstufe)

Alkohol – Geheimnisse eines gefährlichen Universalgenies

Inhalt
Alkohole – sie befinden sich in unseren Lebensmitteln, als Genussmittel sind sie berauschend, wir benutzen sie in Kosmetika, und sie sind nützlich im Haushalt beim Entfernen von Schmutz. Wir verbrennen sie in Autos, sie spenden Wärme in Öfen und sie schützen Tiere vor dem Erfrieren. Es gibt Tausende von ihnen und sie begegnen uns, oft auch versteckt, in unzähligen Bereichen unseres Alltags. Kaum eine andere Verbindungsklasse ist so vielfältig wie die der Alkohole. Dieses Modul eröffnet in spannenden Experimenten einen Blick auf die vielseitigen Verbindungen aus der Welt der Alkohole.

Experimente

  • Herstellung von Alkohol durch Vergärung
      • Alkohol aus Kaugummi – geht das?
      • Nachweis der entstehenden Produkte (Ethanol und Kohlenstoffdioxid)
      • Bestimmung des Alkoholgehaltes
  • Erhöhen des Alkoholgehaltes
      • Destillation von Wein
      • Test auf Brennbarkeit des Weins und des Destillates
  • Untersuchen von ausgewählten Eigenschaften der Alkohole
    • ➢ Siedetemperatur von Ethanol
    • ➢ Brennbarkeit von Ethanol
      • Wie hoch muss der Alkoholgehalt mindestens sein, damit ein Ethanol-Wasser-Gemisch brennbar ist?
      • Kann man mit dem Destillat des Weins ein selbst gebautes Flaschenauto betreiben?
    • ➢ Löslichkeitsversuche mit Alkohol
      • Extrahieren von ätherischen Ölen mit Alkohol

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Feuer und Flamme (ab 5. Schulstufe)

Feuer und Flamme

Verbrennungsreaktionen anhand der Kerze untersucht
Es brennt: Fast jeder hat schon einmal mit dem heißen Wachs einer Kerze gespielt und festgestellt, dass es zwar schmilzt, aber niemals brennt. Warum eigentlich? In diesem Projekt untersuchen die Schüler die Bestandteile einer Kerze, lernen ihre Funktionen kennen und analysieren die Vorgänge beim Brennen einer Kerze. Darüber hinaus können die Schüler Verbrennungsprodukte untersuchen und nach Bedarf eine eigene Kerze herstellen.

Experimente

  • Untersuchen der Vorgänge in der Kerzenflamme
    • ➢ Was brennt in der Kerzenflamme – Docht oder Wachs?
    • ➢ Welche Aufgabe hat der Docht?
  • Untersuchen der Stoffumwandlung in der Kerzenflamme
    • ➢ Woher kommt das Leuchten in der Flamme?
    • ➢ Was entsteht beim Verbrennen? – Nachweis der Reaktionsprodukte
  • Untersuchungen zur Energieumwandlung
  • Untersuchung der Massenänderung bei der Verbrennung der Kerze
  • Bedingungen für die Verbrennung von Kerzenwachs
    • ➢ Wie viel Luft braucht ein Teelicht? (Vergleich Luft und reiner Sauerstoff, Luft und Atemluft)
  • Löschen der Kerze einmal anders (verschiedene Methoden prüfen)
  • Kerzen Knoff-Hoff

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Mit der Wissenschaft auf Verbrecherjagd (ab 5. Schulstufe)

Mit der Wissenschaft auf Verbrecherjagd

War es ein Unfall oder Mord ?
Ein Einbruch im JKU Open Lab und eine Erpressung mit einer höchst gefährlichen Chemikalie!
Ihr stellt Euer erlerntes kriminalistisches Wissen unter Beweis und helft dem Labor-Team den “Verdächtigen Täter” für den kürzlich geschehenen Einbruch im JKU Open Lab zu überführen. Dazu müsst Ihr die Tatortspuren sichern und analysieren. Welchem Täter können die Finger- und Fußabdrücke zugeordnet werden und war der Verdächtige tatsächlich am Tatort? Was ergeben die Analysen der Boden- und Faserproben? Ist etwa von einer Bluttat auszugehen? Und was hat das mit dem Erpresserbrief auf sich? Eure Hilfe ist gefragt.

Experimente

Spurensicherung am Tatort

  • Fingerabdrücke aufnehmen und Muster bestimmen
  • Fingerabdrücke sichern auf
    • ➢ glatten Oberflächen: Nachweis von Hautfett mit Graphitpulver
    • ➢ rauhen Oberflächen, Papier – Nachweis von Eiweiß mit Ninhydrin
  • Fußabdrücke sichern mit Gips sowie auswerten
  • Nachweis von latenten Blutspuren
    • ➢ Reaktion mit Luminol und / oder Leucokristallviolett

Identifikation von Beweismaterial am Fundort

  • Erpresserschreiben
    • ➢ Filzstiftanalyse mittels Papierchromatographie
  • oder Analyse von Bodenproben
    • ➢ Bestimmung der Bodenenart
    • ➢ Nachweis von Carbonat-, Eisen- und Chlorid-Ionen
  • Kleidungsstücke
    • ➢ Faseranalytik durch Mikroskopie
  • Prüfung von Geldscheinen auf Echtheit
    • ➢ UV-Bestrahlung, Nachweis von Stärke in Papier


Zusätzliches Experiment: Extraktion der eigenen DNA aus der Mundschleimhaut

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Chemie in Haus und Küche (ab 5. Schulstufe)

Chemie in Haus und Küche

Säuren und Basen – das richtige Mittel zum richtigen Zweck
Zitronensaft schmeckt sauer und Essiggurkerl verdanken ihre lange Haltbarkeit dem Haushaltsessig. Mit Zitronen- oder Essig(säure) kann außerdem der Kalk im Wasserkocher oder Waschbecken gelöst werden. Laugen kennt man vom Waschen, aber was hat die Lauge mit der Laugenstangerl zu tun?

Inhalt
In diesem Projekt werden Stoffe des Haushalts auf ihre sauren und basischen Eigenschaften mit Blaukrautsaft im Vergleich zu standardisierten Indikatoren untersucht. Wann spricht man von Blaukraut, wann von Rotkraut? Und wie kann man die ätzende Wirkung der Säuren und Basen aufheben? Was bedeutet Neutralisieren? Die Schülerinnen und Schüler erlernen die Wirkungsweise eines Indikators, verschiedene Arten der pH-Wert-Bestimmung sowie den sicheren Umgang mit Putzmitteln und für welchen Zweck sie verwendet werden. Sie nutzen ihr Wissen, um den Säuregehalt in Haushaltsprodukten zu überprüfen.

Experimente

  • Alltagsstoffe im Test
  • ➢ Welcher Alltagsstoff ist sauer, welcher basisch?
  • ➢ pH-Wert-Bestimmung.
  • Wirkung von Säuren auf Kalk und unedle Metalle
    • ➢ Warum ist nicht jedes Mittel für die Reinigung von Marmorböden geeignet?
    • ➢ Was passiert, wenn man ein Fahrrad im Regen stehen lässt?
    • ➢ Nachweis der Reaktionsprodukte CO2 und H2
    • Wie kann man die ätzende Wirkung von Säuren und Basen aufheben?
      • ➢ Neutralisieren von Säuren und Basen durch Verdünnen oder Säure-Base-Reaktion?
      • ➢ Auspusten von Basen, geht das?
    • ➢ Brausepulver im Einsatz – Neutralisation mit Kohlenstoffdioxid – geht das?
    • ➢ Säuregehalt in Haushaltsprodukten genau bestimmt durch Titration (optional)
    • Xxx-Säure – Challenge
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    Kunststoffe unter der Lupe (ab 7. Schulstufe)
    Kunststoffe unter der Lupe

    Inhalt
    Kein Lebensbereich an dem man sie nicht antrifft, die Kunststoffe. Sie haben vielfältige Eigenschaften und Erscheinungsformen und sind daher so erfolgreich. Eine Plastiktüte muss flexibel und reißfest sein, damit wir unsere Einkäufe sicher nach Hause tragen können. Müsliverpackungen sollen hingegen knistern, um die Knusprigkeit des Inhalts zu signalisieren. Diese Folie ist zwar steifer, reißt aber leicht ein. Ein Fahrradschlauch oder Gummibänder sollen nachgeben und elastisch sein. Nur so können sie ihre Funktion erfüllen. Die Ursache für diese vielfältigen Eigenschaften liegt in der chemischen Struktur und dem chemischen Aufbau der Kunststoffe begründet. Diesen wollen wir in diesem Workshop experimentell auf den Grund gehen.


    Inhalt des Experimentiermoduls

    Zum Thema Kunststoffe bieten wir verschiedene Schwerpunkte an, die Sie nach eigenen Wünschen kombinieren können. Je nachdem wie viel Zeit Ihnen zur Verfügung steht, können die Grundmodule 1 und 2 mit Experimenten aus Baustein 3 ergänzt werden.

    Baustein 1: Chemisch-physikalische Charakterisierung von Kunststoffen
    Scheinbar gleich und doch so verschieden sind die Alltagsgegenstände aus Kunststoff, die die Schüler mit Experimenten zur Charakterisierung der chemisch-physikalische Eigenschaften untersuchen. Gemeinsamkeiten und charakteristische Unterschiede der Kunststoffe wie PE, PS, PP, PVC, PET werden bestimmt. Anhand dessen, ähnlich einer Qualitätskontrolle, helfen die Ergebnisse einen unbekannten Kunststoff identifiziert.

    Experimente:

    • Bestimmung der Dichte und des Schmelzverhaltens, -bereiches
    • Untersuchung der Beständigkeit gegenüber Lösemitteln sowie des Verhaltens in der Flamme
    • Nachweis von Chlor in Kunststoffen
    • Unterscheidung von Thermoplast/Duroplast/Elastomer

    Baustein 2: Polystyrol und Styropor näher betrachtet
    Der Kunststoff Polystyrol (PS) steht im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aspekte wie die Synthese, chemischen Charakterisierung und der Weg vom Polystyrol zum Styropor werden untersucht. Die veränderten Materialeigenschaften des geschäumten Polystyrols und damit veränderte technologischen Anwendungen werden experimentell belegt. Fragen nach einer nachhaltigen Werkstoffverwertung werden immer wichtiger und sollen in diesem Modul den Schülern näher gebracht werden. In verschiedenen kurzen Versuchen werden stoffliches und werkstoffliches Recycling erlebbar gemacht.

    Experimente:

    • Charakterisierung der chemisch-physikalischen Eigenschaften von PS
    • Reversibles Schmelzen von Kunststoffen – thermoelastische Eigenschaften und Nachahmung des Tiefziehverfahrens zur Becherherstellung
    • Vom Polystyrol zum Styropor
      • ➢ Schäumen von EPS-Perlen
    • Untersuchung technologischer Anwendungen von Styropor;
    • ➢ Wärmedämmung und Stoßdämpfung im Vergleich zu anderen Werkstoffen
    • Stoffliches und werkstoffliches Recycling von Polystyrol
    • ➢ Herstellen einer Folie
    • ➢ Polystyrol als Gerüstsubstanz
    • ➢ Depolymerisierung von Polystyrol

    Baustein 3: Verschiedene Experimente

    Die Experimente in diesem Modul zeigen die Vielfältigkeit von Kunststoffen in unserem Alltag. Auch deren optimale Wirkungsweise ist durch bestimmte Parameter gegeben. Diese gilt es zu definieren.

    Experimente:

    • Wer spinnt den längsten Faden? – Polymerisation von Nylon
    • Alles Slime – Vernetzungen von Kunststoffen und Untersuchung ihrer viskoelastischen Eigenschaften
    • Superabsorber – Binden von Wasser mit Polymeren, welche Bedingungen sind die besten?
    • Verfärbte Wäsche? – Nein danke!– Wirkung von funktionellen Polymeren in Waschmitteln

    Baustein 4: Kunststoffe im Stoffkreislauf (in Arbeit)


    Organisatorisches:

    Sie können je nach Interesse die Bausteine kombinieren oder auch gewünschte Experimente aus diesen auswählen. Ebenso kann der Umfang der Experimente individuell auf ihre zeitlichen Möglichkeiten abgestimmt werden.
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    Cola – chemisch verkostet ( ab 7. Schulstufe)

    Cola – chemisch verkostet

    Identifizierung verschiedener Cola-Sorten durch chemische Analysen
    Cola ist ein allseits beliebtes Getränk bei Jugendlichen und wird in den unterschiedlichsten Varianten angeboten. Ob mit Zucker oder als Light-Produkt, ob mit extra viel Coffein oder coffeinfrei oder aber mit einem extra Geschmack nach Vanille – für jeden ist das Passende dabei. Doch was tun, wenn plötzlich die Etiketten verschwunden sind? Wie kann man die Getränke unterscheiden? Ist es möglich, die passende Bezeichnung dem unbekannten Getränk wieder zuzuordnen? In diesem Experimentiermodul erlernen die Schülerinnen und Schüler chemische Analysenmethoden, mit denen die wichtigsten Inhaltsstoffe von Cola-Getränken und deren Gehalt bestimmt werden können und  eine Identifizierung verschiedener Cola-Getränke möglich wird. Außerdem wird mit Hilfe eines sensorischen Tests die beliebteste Cola-Sorte prämiert.

    Experimente

    Welches Cola-Getränk steckt in meiner Probe?

    • ➢ pH-Wert – Bestimmung der Getränke
    • Die Farbe verschwindet-
      • ➢ Entfärben der Cola-Probe mittels Aktivkohle
    • Wie viel Zucker ist gelöst?
      • ➢ Bestimmung des Zuckergehaltes mittels Refraktometer bzw. durch die Dichtebestimmung mittels Aräometer
    • Welche Farbstoffe geben dem Getränk seine Farbe?
    • ➢ Extraktion und Nachweis von Zuckerkulör und Beta-Carotin
    • Welche Säure macht Cola sauer?
    • ➢ Nachweis von Phosphationen mittels Fällungsreaktion
    • Wie viel Coffein ist enthalten?
    • ➢ Nachweis mittels Dünnschichtchromatographie und Fluoreszenz oder Nachweis und Gehaltsbestimmung mittels UV-Vis-Spektroskopie

    Was auch noch interessant ist…

    • Frische Cola oder alte Cola?
    • ➢ Indirekter Nachweis von Kohlensäure über den Kohlenstoffdioxidnachweis mit Kalkwasser
    • Cola mit allen Sinnen
      • ➢ Sensorische Bewertung und Prämierung der beliebtesten Cola-Sorte

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    Kosmetische Mittel (ab 7. Schulstufe)

    Kosmetische Mittel

    Inhalt
    Jeder kennt sie und jeder benutzt sie. Doch kaum jemand fragt sich, was darin eigentlich enthalten ist, in unseren Körperpflegemitteln: in Cremes, Düften, Deos und Zahnpflegemitteln. Sie stellen komplexe Gemische aus zahlreichen chemischen Substanzen mit verschiedensten Funktionen dar und bieten eine Fülle von Fragen. In diesem Projekt können sich SchülerInnen mit verschiedenen Aspekten von kosmetischen Pflegeprodukten auseinandersetzen. Da die Themenvielfalt im Bereich Kosmetische Mittel sehr groß ist, haben wir verschiedene Themenschwerpunkte erarbeitet, aus denen Sie das Projekt nach Ihren eigenen Wünschen zusammenstellen können.

    Experimente

    1. Welche Creme für welchen Zweck?
    Wenn es um Hautpflegeprodukte geht, werden handelsüblichen Cremes auf deren Zusammensetzung und Emulsionscharakter untersucht und erlernt, welche Art von Tensiden für bestimmte Anwendungszwecke Verwendung finden.
    Die SchülerInnen haben die Möglichkeit eine eigene Hautcreme herzustellen.
    Dauer: ca. 90 min

    2. Wie wirken Sonnenschutzmittel?
    Gibt man zur Creme UV-Filter, spricht man von Sonnenschutzmitteln. Welche Wirkung haben sie; welche Faktoren beeinflussen den UV-Schutz und ist deren Anwendung wirklich erforderlich? Mit photosensiblem Papier wird dieser Frage auf den Grund gegangen.
    Dauer: ca. 45 min

    3. Was sind Duftstoffe und wie kommen sie in die Creme?
    Düfte begeistern seit jeher die Menschheit. Aber wie gewinnt man ätherische Öle aus Rohmaterialien, welche Eigenschaften besitzen sie und warum sind sie so wertvoll und teuer?
    SchülerInnen erlernen die Gewinnung von ätherischen Ölen durch Wasserdampfdestillation und untersuchen die Eigenschaften wie Fettfleckprobe, Brennbarkeit, Löslichkeit
    Dauer: ca. 60 min

    4. Was ist der Unterschied zwischen Deodorant und Antitranspirant?
    Eine Fülle von Deos und Antitranspirantien werden in den Verkaufsregalen angeboten, aber was ist der Unterschied zwischen beiden? Und was bedeutet die Auslobung 0% Aluminiumgehalt? Über den Nachweis von Aluminiumionen werden Produkte identifiziert und die bisher noch umstrittene Verwendung von Aluminiumionen wird auf Grundlage von Risikobewertungen diskutiert.
    Dauer: ca. 45 min

    5. Welche Zahnpflegeprodukte sind sinnvoll?
    Gesunde und schöne Zähne stellen in der heutigen Zeit ein wichtiges Schönheitsideal dar. Nicht nur gesunde Zähne sind wichtig, sondern der Trend zu besonders weißen Zähnen ist ungebrochen.
    In diesem Zusammenhang stellen wir uns die Frage, welche Wirkung haben fluoridhaltige Zahnpflegeprodukte, welche Zusammensetzung haben Zahnpasten, was ist ein Putzkörper und welche gibt es? Und wir diskutieren die Möglichkeiten, die Zahnfarbe zu beeinflussen.
    Dauer: ca. 45 min


    6. Warum sprudeln Badeperlen?

    Badeperlen sind nicht nur ein Spaß, sondern sollen darüber hinaus auch pflegend und reinigend wirken.
    SchülerInnen stellen Badeperlen her und untersuchen die Inhaltsstoffe und deren Zweck.
    Dauer: ca. 45 min
    Zur Anmeldung ➢ 

    Teens - Experimente 5. bis 8. Schulstufe - Open Lab Linz Teens-222Schüler 5. bis 8. Schulstufe
    Die maximale Teilnehmerzahl sind 24 Schüler. Der Unkostenbeitrag pro Schüler liegt bei 5 €. Sie sollten in etwa 4 bis 4,5 Stunden einplanen. Es ist jedoch auch möglich, die Experimente individuell nach ihren zeitlichen Möglichkeiten zu gestalten. Die Besuchszeiten sind variabel, vor- oder nachmittags, je nach Wunsch.

    Wenn Sie mit Ihrer Schulklasse die Themen in unserem Labor experimentell erarbeiten möchten und weitere Fragen zu den Projekten haben, melden Sie sich per E-Mail oder per Telefon unter 0732 2468 3190 oder 3192.
    Wir würden uns freuen, Sie bald im JKU Open Lab begrüßen zu dürfen und verbleiben mit freundlichen Grüßen Ihr Open Lab Team