Zusammen mit ihrer Kurslehrerin Frau Dr. Bergmeier hatten die Schülerinnen und Schüler der beiden Chemie-Grundkurse der Q1 am 13. bzw. 14.6.2019 die Gelegenheit, sich an der Uni Paderborn im Fachbereich Chemie über moderne Analysemethoden zu informieren.
Herr Dr. Bobert ermöglichte - gut verständlich und sehr fachkompetent - zunächst genaue und experimentelle Einblicke in die Gaschromatographie. Aufgetrennt wurde ein Alkanolgemisch mit den ersten 5 n-Alkanolen. Für eine derartige Analyse benötigt man fast unvorstellbar kleine Mengen. Es wurde 1 Mikroliter (1 Milliliter = 1000 Mikroliter) in den Gaschromatographen eingespritzt und davon wurde wiederum nur 1/50 analysiert. Eine hoch präzise Messtechnik, die qualitative und quantitative Auswertungen in Form von Chromatogrammen (s. Bild 8) zulässt. Die Alkohole werden im Chromatogramm von links nach rechts, nach ihrer Molmasse getrennt, sichtbar, also links Methanol und ganz rechts Pentanol.
In Anschluss daran hatten die Kursteilnehmer die Gelegenheit, im Technikum eine Rektifikationsanlage im vollen Betrieb zu studieren (Bilder 10-13). Mit dieser Anlage lässt sich z.B. mit Hilfe von 15 Glockenböden ein Alkohol-Wassergemisch von 5% bis auf 96% Ethanol anreichern.
Eine solche fraktionierende Destillationsanlage im Betrieb zu sehen und erläutert zu bekommen, ist selbstverständlich viel, viel besser als eine kleine Abbildung im Chemiebuch. Im Unterricht wurde dieses Trennverfahren beim Themengebiet „Vom Erdöl zum Produkt“ bearbeitet.
Im dritten Teil bekamen die Schülerinnen und Schüler von Priv.-Doz. Dr. Egold eine kurze, aber beeindruckende Einführung in die Kernspinresonanzspektros- kopie (NMR-Spektroskopie; englisch: nuclear magnetic resonance). Vielen ist diese Technik aus der Medizin als MRT (Magnetresonanztomographie) bekannt. Die Universität Paderborn arbeitet dabei mit einem Spektrometer, dessen Magnet etwa 250000mal so stark wie das Erdmagnetfeld ist. „Gute Mittelklasse“, wie Herr Dr. Egold sagt. Das neuste Gerät im NMR-Labor arbeitet sogar mit dem 400000fachen des Erdmagnetfeldes und gehört zur Spitzenklasse. Im MRT arbeitet man übrigens „nur“ mit dem etwa 30000fachen des Erdmagnetfeldes. Die schwarz-gelben Markierungen auf dem Boden des Labors zeigen deshalb den erforderlichen Mindestabstand – zumindest für alle, die Metall oder Handys bei sich tragen. Diese Messtechnik ist die wichtigste im Bereich der analytischen Chemie, denn sie ermöglicht neben quantitativen Auswertungen vor allem auch eine Strukturaufklärung und eine Probenprüfung auf Reinheit (z.B. bei Medikamenten). Die Geräte laufen deshalb nach Möglichkeit an 365 Tagen rund um die Uhr. In 2018 wurden so 18000 Messungen durchgeführt, was den besonderen Stellenwert dieser Analysemethode für die Chemie verdeutlicht.
Die Kursteilnehmer bedanken sich bei Herrn Dr. Bobert, Herrn Dr. Egold und Frau Stolte ganz herzlich für diesen Einblick in die moderne, wissenschaftliche Analytik. Solche Einblicke schaffen eine erste Verbindung von der Schulchemie zur Wissenschaft.
Bilder gibt es auf unserer Galerie-Seite!
Text und Bilder: Fr. Dr. Bergmeier