Photo – Mol (Photonen und Moleküle)

Zielgruppen

• Chemielehrerinnen und -lehrer der Sek. I und Sek. II
• Studierende des Lehramts mit Chemie als Unterrichtsfach

Folgende Experimente sind im Begleitheft beschrieben

• Photolumineszenz-Teil
  • Farbigkeit durch Lichtabsorption und -emission
  • Leuchtfarben durch Fluoreszenz und Phosphoreszenz in Lösung/Feststoff
• Photochromie-Teil
  • „Intelligente Materialien“ mit molekularen Schaltern
  • Photochromie und Solvatochromie
• Liste aller Versuche

Das Begleitheft

• enthält 23 Arbeitsblätter für die Sek. I (7 AB) und Sek. II (16 AB), didaktische Hinweisen (Kontexte, Basiskonzepte, Kompetenzen und curriculare Einbindung) und Gefährdungsbeurteilungen

Ergänzungen

Leuchtende "Gummibärchen" (Esculin in Gelatine)

Mögliche Unterrichts-Designs für die Sek. I und für die Sek. II sind in den Folien zum Workshop Photonen und Moleküle umrissen

Auflistung und kurze Beschreibung der auf den Arbeitsblättern beschriebenen Versuche

Versuche zum Photolumineszenz-Teil, Sekundarstufe I

Weinender Kastanienzweig – Erkundung des Phänomens der Fluoreszenz in der Natur

Untersuchung weiterer Pflanzen – Fluoreszenz ist kein Einzelfall in der Natur

Fluoreszein in Lösung – Herstellung einer Fluoreszein-Lösung

Einfluss d. Konzentration – Selbstlöschung des Fluoreszeins bei zu hoher Konzentration, Erhöhung der Konzentration liefert für SuS unerwarteten Effekt

Untersuchung v. Alltagsgegenständen – Erkundung der Fluoreszenz in Alltagsgegenständen.

Banane unter UV-Licht – Erkundung weiterer Fluoreszenz-Phänomene und Dokumentation eines Langzeitversuchs.

Herstellung einer Phosphoreszenzprobe mit Aesculin – Schmelzen von Weinsäure, Hinzufügen von Aesculin und Verteilen der Schmelze an Reagenzglasrand

Versuche zum Photolumineszenz-Teil, Sekundarstufe II

Fluoreszein in wässriger Lösung und bei Zugabe von Aceton – Fluoreszenzlöschung durch Aggregation in Aceton im Gegensatz zu Wasser.

Fluoreszein bei verschiedenen pH-Werten – Einfluss des pH-Wertes auf die Fluoreszenzstärke des Fluoreszeins.

Aesculin bei verschiedenen pH-Werten – Einfluss des pH-Wertes auf die Fluoreszenzstärke des Aesculins.

Herstellung von Phosphoreszenz-Proben mit Aesculin und Fluoreszein – Schmelzen von Weinsäure, Hinzufügen von Aesculin bzw. Fluoreszein und Verteilen der Schmelze an Reagenzglasrand

Untersuchung der Phosphoreszenzproben bei verschiedenen Temperaturen – Einfluss der Temperatur auf die Phosphoreszenz: Auftreten und Dauer

Echtfarben-Emissionsspektren – Aufteilung des von einem Gegenstand ausgesandten Lichts in seine Spektralfarben; Additive Farbmischung

Versuche zum Photochromie-Teil, Sekundarstufe I

Erkundung der intelligenten Folie – Lichtempfindlichkeit der Folie, Begriff des Negativs, Erzeugung eigener Bilder

Untersuchung der Folie mit verschiedenen Lichquellen – Nur bestimmte Teile des Lichts können die intelligente Folie blau färben

Versuche zum Photochromie-Teil, Sekundarstufe II

Lichtantrieb einer photochemischen Reaktion – Nur Licht geeigneter Wellenlänge kann eine photochemische Reaktion antreiben, Zusammenhang Wellenlänge/Lichtfarbe/Energie

Temperaturabhängigkeit – Die Geschwindigkeit der thermischen Isomerisierung ist temperaturabhängig, die photochemische Isomerisierung nicht.

Photostationäre Gleichgewicht – Bei Bestrahlung mit Licht stellt sich ein anderes Gleichgewicht ein, das mit weiterer Bestrahlung aufrechterhalten wird

Solvatochromie – Die Wellenlänge des vom Merocyanin absorbierten Lichts hängt stark vom Lösemittel ab