Versuche zur Grünen und nachhaltigen Chemie
Im Rahmen einer Bachelorarbeit zum Thema Grüne Chemie am AECC Chemie wurden Versuche rund um Grüne und nachhaltige Chemie für die Sekundarstufen I und II gesammelt und kategorisiert.
In der folgenden Tabelle können Versuche nach Schulstufe, Zeitaufwand, etc. sortiert werden. Außerdem kann die Seite mittels der Tastenkombination strg-f nach konkreten Wörtern durchsucht werden. Durch Klicken auf den jeweiligen Link gelangen Sie direkt zur Versuchsanleitung. Zum horizontalen Scrollen nutzen Sie bitte die Umschalttaste + Mausrad. Die Versuche werden aktuell am AECC Chemie ausprobiert, getestete Versuche sind an einem Hackerl (✔) zu erkennen.
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Versuche zur Grünen Chemie
| Prinzipien der Grünen Chemie und Kontext des Versuchs |
Jahrgangsstufe und Zeitaufwand |
Lehrplanzuordnung | Link zur Versuchsanleitung und Literaturverweis |
|---|---|---|---|
| Prinzip 6: Energieeffizienz Prinzip 10: abbaubare Produkte Auswirkungen der Verwendung und Herstellung von Chemikalien, insbesondere Batterien |
Sek II 7. Klasse 100 Minuten |
Kenntnisse über Redoxreaktionen auf Aufgaben zu elektrochemischen Vorgängen anwenden | Auseinanderbauen einer Batterie Keen, C., Couture, S., Abd El Meseh, N., & Sevian, H. (2020). Connecting Theory to Life: Learning Greener Electrochemistry by Taking Apart a Common Battery. Journal of Chemical Education, 97(4), 934–942. doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00840 |
| Prinzip 7: Erneuerbare Rohstoffe Rohcellulose aus Bioraffinerien wird zur Weiterverarbeitung gebleicht. |
Sek I 4. Klasse 15 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Bleichen von Rohcellulose ✔ Wiechoczek, Dagmar. (2012). Bleichen der Roh-Cellulose. Abgerufen 18.01.2024, von www.chemieunterricht.de/dc2/papier/dc2pv_3.htm |
| Prinzip 7: Erneuerbare Rohstoffe Proben pflanzlicher, tierischer und synthetischer Materialien werden verbrannt und ihr Brennverhalten beobachtet. |
Sek I 4. Klasse 5 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Brennproben ✔ Pro:Holz Steiermark (2022). Holzforscherheft 2.0, S. 46-49. Abgerufen 18.01.2024, von www.holzmachtschule.at/unterrichtsmaterialien/holzforscherheft2 |
| Prinzip 7: Erneuerbare Rohstoffe Holz wird in einer Low-Cost-Apparatur pyrolysiert und die entsteheneden Pyrolysegase werden nachgewiesen. |
Sek. II 7. Klasse 15 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Low-Cost-Variante einer trockenen Destillation ✔ Pro:Holz Steiermark (2019). Holzexperimente Forscherheft, S. 66-67. Abgerufen 18.01.2024, von holzmachtschule.at/unterrichtsmaterialien/holzforscherheft-oesterreich/ |
| Prinzip 2: Atomökonomie Prinzip 6: Energieeffizienz Prinzip 7: Erneuerbare Rohstoffe Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit und Ausbeute, geringer Energieverbrauch, reinere Verbindungen |
Sek I 4. Klasse 5 Minuten |
Wissen um die Bedeutung, Gewinnung und Verarbeitung fossiler Rohstoffe | Biodieselsynthese Linkwitz, M., Zidny, R., Nida, S., Seeger, L., Belova, N. & Eilks, I. (2022). Simple green organic chemistry experiments with the kitchen microwave for high school chemistry classrooms. Chemistry Teacher International, 4(2), 165–172. doi.org/10.1515/cti-2021-0034 |
| Prinzip 7: Erneuerbare Rohstoffe Prinzip 12: Minimierung des Unfallrisikos Regenerative Energiequellen für die Einsparung fossiler Energieträger |
Sek I 4. Klasse 20 Minuten |
Wissen um die Bedeutung, Gewinnung und Verarbeitung fossiler Rohstoffe | Biogasherstellung Sanftenberg, C., Mühlbach, H. & Pötter, M. (2011). Wie nachhaltig ist eine Biogasanlage? Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(4), 33–37. |
| Prinzip 6: Energieeffizienz Im Rahmen einer projektorientierten Unterrichtseinheit wird Carbon Capture and Storage (CSS) beleuchtet. |
Sek I 4. Klasse 15 Minuten |
Erfassen der Sonderstellung des Kohlenstoffs in der organischen Chemie | CO2-Absorption Hack, D. & Hauschild, D. (2011). Sequestrierung von CO2 – Eine projektorientierte Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(5). 14-16 |
| Prinzip 11: Echtzeitüberwachung Prinzip 12: Minimierung des Unfallrisikos Bei der Verbrennung von Aktivkohle entsteht CO2 |
Sek I 4. Klasse 10 Minuten |
Erfassen der Sonderstellung des Kohlenstoffs in der organischen Chemie | CO2-Entwicklung beim Verbrennen von Kohle Hack, D. & Hauschild, D. (2011). Sequestrierung von CO2 – Eine projektorientierte Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(5). 14-16 |
| Prinzip 1: Abfallvermeidung Prinzip 3: weniger gefährliche Stoffe Die Wasserabspaltung aus tert-Butanol wird häufig mit konzentrierter Schwefelsäure durchgeführt. Eine Alternative bieten saure Ionenaustauscher. |
Sek II 8. Klasse 10 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Dehydratisierung von tert-Butanol Eilks, I., Burmeister, M. & Ralle, B. (2011). Festkörpersäuren - Moderne Katalysatoren auf dem Weg zu grüneren Synthesen. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(1), 17– 18. |
| Prinzip 9: Katalyse Eine enzymatische Synthese als nachhaltigere Alternative zur konventionellen Estersynthese. |
Sek II 8. Klasse 100 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Enzymatische Herstellung von Estern Linkwitz, M. & Eilks, I. (2021). Einführung in die Grüne Chemie—Von der Zuckerrübe bis zu abbaubaren Werkstoffen. RAABE Verlag. 25-26 |
| Prinzip 3: weniger gefährliche Stoffe Prinzip 6: Energieeffizienz Prinzip 8: Vermeiden v. Zwischenstufen Prinzip 9: Katalyse Prinzip 10: abbaubare Produkte Im vorliegenden Experiment werden anstelle von petrochemischen Rohstoffen nachwachsende pflanzliche Öle als Ausgangsmaterial verwendet. |
Sek II 8. Klasse 25 Minuten |
Gesundheitsbewusste Lebensführung an Beispielen aus der Lebensmittelchemie diskutieren | Epoxidiertes Sojaöl Barcena, H., Tuachi, A., & Zhang, Y. (2017). Teaching Green Chemistry with Epoxidized Soybean Oil. Journal of Chemical Education, 94(9), 1314–1318. doi.org/10.1021/acs.jchemed.6b00672 |
| Prinzip 6: Energieeffizienz Prinzip 9: Katalyse "Grünere" Synthese, die Steigerungen in der Reaktionsgeschwindigkeit, Ausbeute und Reinheit sowie eine geringere Energienutzung beinhaltet. |
Sek II 8. Klasse 5 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Estersynthese mit saurem Ionenaustauscher Linkwitz, M., Zidny, R., Nida, S., Seeger, L., Belova, N. & Eilks, I. (2022). Simple green organic chemistry experiments with the kitchen microwave for high school chemistry classrooms. Chemistry Teacher International, 4(2), 165–172. doi.org/10.1515/cti-2021-0034 |
| Prinzip 1: Abfallvermeidung Für die Synthese werden nur sehr geringe Mengen an Chemikalien benötigt und sie können einfach recycelt werden. |
Sek II 7. Klasse 20 Minuten |
Gewinnung und Verwendung von Metallen | Gold-Nanopartikel Wilke, T., Abdelaziz, R., Elbahri, M. & Schwarzer, S. (2017). Nachhaltige Nanochemie – Zwei einfache Green Chemistry‐Synthesen für den Chemieunterricht. CHEMKON, 24(4), 178–184. doi.org/10.1002/ckon.201790003 |
| Prinzip 4: sichere Chemikalien Bestimmung des Ligningehalts verschiedener ligninhaltiger Proben. |
Sek II 7. Klasse 20 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Halbquantitativer Ligninnachweis ✔ Pfeifer, P. & Sommer, K. (2014). Versuch zum halbquantitativen Ligninnachweis. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 25(141), 49-50. |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Prinzip 9: Katalyse Holzaufschluss nach dem Acetosolv-Verfahren |
Sek II 7. Klasse 100 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Holzaufschluss Saur, J., Weirauch, K. & Geidel, E. (2014). Faules Holz zerbröselt—Oder nicht? Auseinandersetzung mit den Hauptbestandteilen und der Struktur des Holzes, ausgehend vom Phänomen der Holzfäule. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 25(141), 15–21. |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Braun- und Weißfäule des Holzes wird durch Bakterien oder Pilze hervorgerufen. |
Sek II 7. Klasse 15 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Holzfäulenachweis Saur, J., Weirauch, K. & Geidel, E. (2014). Faules Holz zerbröselt—Oder nicht? Auseinandersetzung mit den Hauptbestandteilen und der Struktur des Holzes, ausgehend vom Phänomen der Holzfäule. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 25(141), 15–21. |
| Prinzip 4: sichere Chemikalien Prinzip 9: Katalyse Säurekatalytische Spaltung von Saccharose mit Festkörpersäure statt Salzsäure. |
Sek I 4. Klasse 25 Minuten |
Eigenschaften und Reaktionsweisen organischer Verbindungen | Hydrolyse von Saccharose Eilks, I., Burmeister, M. & Ralle, B. (2011). Festkörpersäuren—Moderne Katalysatoren auf dem Weg zu grüneren Synthesen. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(1), 17–18. |
| Prinzip 3: weniger gefährliche Stoffe Prinzip 4: sichere Chemikalien Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Versuchsreihe rund um Gewinnung, Nachweis, Oxidation und Verwendung von Lignin. |
Sek II 7. Klasse 100 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Klebstoff aus Lignin Obergfell M. & Ducci, M. (2011). Der „Öko-Kleber“ Herstellung eines Klebstoffs auf Basis von Lignin im Schülerversuch. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(5). |
| Prinzip 10: abbaubare Produkte Vergleich verschiedener Kunststoffe im Hinblick auf ihre biologische Abbaubarkeit. |
Sek II 8. Klasse 30 Minuten, Ergebnis nach 3 Monaten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Kompostierung von Kunststoffproben Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Synthese eines abbaubaren Kunststoffes aus Casein |
Sek II 8. Klasse 20 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Kunststoff aus Milch Sieve, B., Struckmeier, S. & Kloppenburg, J. (2015). Biokunststoffe. Eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen? Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 26(148), 32–40. |
| Prinzip 1: Abfallvermeidung Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Gewinnung von Kupfer aus einer Abwasseranlage mittels einer Elektrolysezelle. |
Sek II 7. Klasse 35 Minuten |
Kenntnisse über Redoxreaktionen auf Aufgaben zu elektrochemischen Vorgängen anwenden | Kupfergewinnung in Elektrolysezelle Frank, C., Kinne, I. & Noack, K. (2011). Umweltmanagement in der betrieblichen Praxis. Eine Möglichkeit der nernetzten Vermittlung naturwissenschaftlicher Fachinhalte und typischer Arbeitsabläufe in Unternehmen. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(5), 17–24. |
| Prinzip 6: Energieeffizienz Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Nutzung einer low-cost mikrobiellen Brennstoffzelle (LCMB). |
Sek II 7. Klasse 30 Minuten |
Kenntnisse über Redoxreaktionen auf Aufgaben zu elektrochemischen Vorgängen anwenden | Mikrobielle Brennstoffzelle Tezzele, Marco Alexander. (2017). „Grüne“ Energiegewinnung im NAWI- Unterricht in der Sekundarstufe. (Diplomarbeit). Karl-Franzens-Universität Graz. |
| Prinzip 1: Abfallvermeidung Herstellung von nanoporösem Silica für Anwendungen wie Katalyse, Gasspeicherung und Stofftrennung. |
Sek II 7. Klasse 50 Minuten |
Gewinnung und Verwendung von Metallen | Nanostrukturierte Silica-Materialien Wilke, T., Abdelaziz, R., Elbahri, M. & Schwarzer, S. (2017). Nachhaltige Nanochemie – Zwei einfache Green Chemistry‐Synthesen für den Chemieunterricht. CHEMKON, 24(4), 178–184. doi.org/10.1002/ckon.201790003 |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Prinzip 10: abbaubare Produkte Synthese eines biologisch abbaubaren / kompostierbaren aliphatischen Polymers. |
Sek II 8. Klasse 20 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polyesteramidsynthese Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 4: sichere Chemikalien Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Isolierung von Zitronensäure, Verseifung, Kondensation |
Sek II 8. Klasse 50 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polyesterherstellung aus natürlichen Rohstoffen Sieve, B., Struckmeier, S. & Kloppenburg, J. (2015). Biokunststoffe. Eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen? Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 26(148), 32–40. |
| Prinzip 3: weniger gefährliche Stoffe Prinzip 4: sichere Chemikalien Prinzip 10: abbaubare Produkte Drei Versuchen rund um Grüne Chemie bei der Polyestersynthese. |
Sek II 8. Klasse 100 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polyestersynthese Linkwitz, M. & Eilks, I. (2021). Einführung in die Grüne Chemie—Von der Zuckerrübe bis zu abbaubaren Werkstoffen. RAABE Verlag. 33-35. |
| Prinzip 9: Katalyse Milchsäure wird aus Glukose gewonnen und dient als Ausgangsstoff für umweltfreundliche Produkte wie Ethyllactat und Polymilchsäure (PLA). |
Sek II 8. Klasse 50 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polymerisierung von Milchsäure zu PLA Linkwitz, M. & Eilks, I. (2021). Einführung in die Grüne Chemie—Von der Zuckerrübe bis zu abbaubaren Werkstoffen. RAABE Verlag. 32-33. |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Prinzip 10: abbaubare Produkte Abbau von Polymilchsäure, beeinflusst durch den abiotischen Prozess Hydrolyse. |
Sek II 8. Klasse 10 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polymilchsäurehydrolyse Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Herstellung des biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffs Polymilchsäure. |
Sek II 8. Klasse 10 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Polymilchsäuresynthese Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Holzasche wird auf das Vorhandensein von Nitrat, Chlorid und Sulfat getestet. |
Sek II 7. Klasse 20 Minuten |
Die Umwandlung von Naturprodukten und Synthese | Qualitative Analyse von Holzasche Pfeifer, P. & Sommer, K. (2014). Qualitative Analyse von Holzasche. Naturwissenschaften im Unterricht Chemie, 25(141), 49-50. |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Herstellung eines Biokunststoff-Compounds mit optimierten Materialeigenschaften. |
Sek II 8. Klasse 5 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Silanierung thermoplastischer Stärke Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 3: weniger gefährliche Stoffe Prinzip 4: sichere Chemikalien Nachweis von Stärke in Kunststoffsackerln und kompostierbaren Stärkesackerln. |
Sek II 8. Klasse 5 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Stärkenachweis Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 4 sichere Chemikalien Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Prinzip 10: abbaubare Produkte Herstellung eines biologisch abbaubaren Biokunststoffs aus nachwachsenden Rohstoffen. |
Sek I 4. Klasse 10 Minuten, Ergebnis nach 1 Tag |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Thermoplastische Stärke Trabert, Andreas. (2010). Biologisch abbaubare Kunststoffe. Abgerufen 28. Juni 2023, von plasticseurope.org/application/files/6015/7908/8734/Plastics_the_facts_2019.pdf |
| Prinzip 3: ungefährliche Stoffe Prinzip 4: sichere Chemikalien Prinzip 9: Katalyse Säurekatalytische Veresterung mit Festkörpersäure statt Salzsäure. |
Sek II 8. Klasse 10 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Veresterung von Carbonsäuren mit Alkoholen Eilks, I., Burmeister, M. & Ralle, B. (2011). Festkörpersäuren—Moderne Katalysatoren auf dem Weg zu grüneren Synthesen. Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule, 60(1), 17–18. |
| Prinzip 7: erneuerbare Rohstoffe Prinzip 10: Abbaubare Produkte Umweltprobleme in ländlichen Gemeinden, wie Boden- und Wasserverschmutzung, werden behandelt. |
Sek I 4. Klasse 100 Minuten |
Wissen um die Bedeutung, Gewinnung und Verarbeitung fossiler Rohstoffe | Wasser- und Bodentests Tsakeni, M. (2017). The promotion of sustainable environmental education by the Zimbabwe Ordinary level science syllabi. Perspectives in Education, 35(1). doi.org/10.18820/2519593X/pie.v35i1.7 |
| Prinzip 6: Energieeffizienz Synthese, die eine Steigerungen in der Reaktionsgeschwindigkeit, Ausbeute und Reinheit bei geringerer Energienutzung beinhaltet. |
Sek II 8. Klasse 5 Minuten |
Zusammenhänge von Strukturen und Eigenschaften am Beispiel von Kohlenstoffverbindungen | Zersetzung von PLA Linkwitz, M., Zidny, R., Nida, S., Seeger, L., Belova, N. & Eilks, I. (2022). Simple green organic chemistry experiments with the kitchen microwave for high school chemistry classrooms. Chemistry Teacher International, 4(2), 165–172. doi.org/10.1515/cti-2021-0034 |
| Prinzip 1: Abfallvermeidung Ressourcensparendere Synthese mit minimalem Chemikalieneinsatz und geringen Kosten. |
Sek II 7. Klasse 15 Minuten |
Gewinnung und Verwendung von Metallen | ZnO-Nanopartikel Wilke, T., Abdelaziz, R., Elbahri, M. & Schwarzer, S. (2017). Nachhaltige Nanochemie – Zwei einfache Green Chemistry‐Synthesen für den Chemieunterricht. CHEMKON, 24(4), 178–184. doi.org/10.1002/ckon.201790003 |