Nachhaltige Mobilität: Biodiesel
Entwickelt im Rahmen des Projektes
Für eine nachhaltige Zukunft
Überblick über das Schülerlaborangebot
Biokunststoffe für eine nachhaltigere Zukunft
Die folgende Tabelle zeigt die Teilthemen des Schülerlaborangebotes und die dazu-
gehörigen Versuche. Die Komplexität der Versuche nimmt innerhalb eines Teilthemas zu.
Tabelle 1 Angebot an Teilthemen und Versuchen im Schülerlaborangebot Biokunststoffe für eine nachhaltigere Zukunft
Teilthema Versuch
1 Eigenschaften von Biokunststoffen
1 Bruchverhalten von Kunststoffen
2 Beständigkeit von Kunststoffen
3 Schmelzverhalten von Kunststoffen
4 Dichtebestimmung bei Kunststoffen
5 Brennverhalten von Kunststoffen
6 Kunststoffe bestehen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
2 Herstellung von Biokunststoffen
1 Kunststoff aus Stärke herstellen
2 Kunststoff aus Citronensäure
3 Kunststoff aus Chitosan herstellen
4 Kunststoff aus Bananenschalen
5 Kunststoff aus Milch
6 Vulkanisierung von Latex
3 Recycling und Anwendung von
Biokunststoffen
1 Kaltzerkleinerung von Gummi
2 Recycling von Gummigranulat
3 Kompostierung von Biokunststoffen
4 Geschirr aus Biokunststoff
5 Herstellung einer Biokunststoffschale
Beispiele aus dem Schülerlaborangebot
Teilthema 1
Bringe die Dominosteine in die richtige Reihenfolge:
Forschungsauftrag:
Lege die Dominosteine in
die richtige Reihenfolge.
Folge dann der Arbeits-
anweisung.
Bei dem Versuch entsteht
viel Rauch! Halte steht
den Abzug so gut es geht
geschlossen.
An dieser Station lernst du, dass Kunststoff aus Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen
besteht.
Versuchsaufbau:
Beobachtung:
Erdölkunststoff:
Kieselgel: ____________________________________________
Kalkwasser:___________________________________________
Biokunststoff:
Kieselgel: ____________________________________________
Kalkwasser:___________________________________________
Fülle die Lücken als Wortgleichung aus:
Kohlenstoffdioxid bildet mit Kalkwasser einen weißen Niederschlag. Es entsteht Cal-
ciumcarbonat. Dadurch trübt sich das Kalkwasser.
________________ +________________ ___________________
Der Wasserstoff aus der Verbrennung reagiert mit dem Sauerstoff aus der Luft zu
Wasser. Das Wasser oxidiert das orange Phenolphthalein (PhenH3+) im Kieselgel zu
PhenH2 (farblos) und Wasserstoff.
______________+______________ ____________+_____________
Was hat dir der Versuch über den Aufbau von Bio- und Erdölkunststoffe
gezeigt?
_____________________________________________________________
Du brauchst:
o Stärkekunststoff
o Polyethylen
o Kalkwasser
o Kieselgel
o Glastrichter
o Stativ
o Stopfen
o Glasrohr
o Wasserstrahl-
pumpe
o Bunsenbrenner
o Porzellanschale
o Wassersaugflasche
o U-Rohr
o Eis
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Wortgleichung
Die Stoffe stehen hier in einer falschen Rei-henfolge. Außerdem sind die Buchstaben durchei-nander geraten:
(1) KDOIHSTFFOXDINELO, CRACALU-
MIBOTRAN, SRESAWLKAK
(2),SFWASRETFOF, PHNE3+H, SRE-
WAS, PHNEH2
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Wortgleichung
Die jeweils drei einzutragenden Stoffe ste-hen hier in einer falschen Reihenfolge:
(1) Kalkwasser, Calciumcarbonat, Kohlen-
stoffdioxid
(2) PhenH2, PhenH3+, Wasserstoff, Was-
ser
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Wortgleichung
Zwei Reaktionen sind abgelaufen:
(1) Kohlenstoffdioxid + Kalkwasser
Calciumcarbonat
(2) Wasser + PhenH3+ Wasserstoff +
PhenH2
Versuch: Kunststoffe beste-
hen aus Kohlenstoff und Wasserstoff
Tabelle
Beobachtung Erdölkunst-
stoff
Beobachtung Biokunststoff
Kieselgel Entfärbt
sich
Kalkwas-ser
Trübt sich
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Tabelle
Beobachtung Erdölkunst-
stoff
Beobachtung Biokunststoff
Kieselgel Entfärbt
sich Trübt sich
Kalkwas-ser
Entfärbt sich
Trübt sich
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Domino
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Domino
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Domino
2
3
4
Versuch: Kunststoffe beste-hen aus Kohlenstoff und
Wasserstoff
Domino
5
..
..
1
2
3
..
Forschungsauftrag:
Hilf Lynn, die Kunststoffproben
richtig zu bestimmen. Finde da-
zu heraus, welcher Kunststoff in
welchem Reagenzglas ist.
2
3
1
Ups! Ich habe vergessen, die Rea-
genzgläser mit den Kunststoffproben
zu beschriften...!
Was mach ich jetzt nur?
Hmm! Ich habe drei Behälter:
Im ersten befindet sich Wasser.
Im zweiten befindet sich Salzwasser.
Im dritten befindet sich eine
Thiosulfat-Lösung.
Ob mir das weiter hilft?
Was meint ihr?
Ich weiß: Salzwasser hat eine Dichte
1,17 g/cm3
Die Dichte von Natriumthio-
sulfat-Lösung beträgt 1.37
g/cm3
Wasser hat die Dichte
1,00g/cm3
Außerdem weiß ich: PVC hat die Dichte 1,40
g/cm3
Die Dichte von PLA beträgt
0,9 g/cm3
PC hat die Dichte 1,20 g/cm3
An dieser Station lernst du, wie du die Dichte von Kunststoffen bestimmen kannst.
_
Wie gehst du vor?
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
Was hast du beobachtet?
Kunststoff aus
Reagenzglas Wasser Salzwasser
Natriumthiosulfat-
Lösung Kunststoffart
1
2
3
Fülle die Lücken aus um zu verstehen, warum manche Kunststoffe
schwimmen, und manche nicht.
Damit ein Kunststoff _________________(1) kann, muss er leichter sein als Wasser.
Ist er schwerer, _____________(2) er. Dies hat mit der sogenannten Dichte eines
Gegenstandes zu tun. Die Dichte ist eine physikalische Einheit und bezeichnet das
Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen. Das ________________(3)
gibt den Rauminhalt eines Gegenstandes an, das heißt wie viel Platz er im
________________(4) einnimmt. Die Masse beschreibt sein ________________(5).
Ist die Dichte eines Gegenstandes geringer als die des Wassers, schwimmt er. Ist
seine ________________(6) dagegen größer, sinkt der Kunststoff.
Du brauchst:
o 3 kleine Bechergläser (250 ml)
o 50 ml Kochsalzlösung
o 50 ml Wasser
o 50 ml Natriumthiosulfatlösung
o Papier zum Abtrocknen
o Kunststoffproben (PVC, PLA, PC)
..
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Versuchsanleitung
Wenn ein Kunststoff eine größere
Dichte als die Flüssigkeit hat, dann sinkt er.
Wenn ein Kunststoff eine geringe-re Dichte als die Flüssigkeit hat,
dann schwimmt er oben.
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Versuchsanleitung
Rea-genz-glas
Wasser Salz-
wasser Natrium-thiosulfat
Kunststoff-art
1 - - PVC
2 - +
3 +
+ = schwimmt - = schwimmt nicht
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Versuchsanleitung
Rea-genzglas
Wasser Salz-
wasser
Natrium-thiosul-
fat-Lösung
Kunststoff-art
1 - - - PVC
2 - - + PC
3 + + + PLA
+ = schwimmt - = schwimmt nicht
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Auswertung
Die fünf Begriffe stehen hier in einer fal-
schen Reihenfolge. Außerdem sind die
Buchstaben durcheinander geraten:
UMAR, KINTS, WCIHGET,
IDHTCE, SIMHNWECM,
MULOVNE
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Auswertung
Die fünf einzutragenden Begriffe stehen
hier in einer falschen Reihenfolge:
Raum, sinkt, Gewicht, Dichte,
schwimmen, Volumen
Versuch: Dichtebestimmung von Kunststoffen
Auswertung
(1) schwimmen
(2) sinkt
(3) Volumen
(4) Raum
(5) Gewicht
(6) Dichte
Beispiele aus dem Schülerlaborangebot
Teilthema 2
Lies dir folgende Foreneinträge durch:
Forschungsauftrag:
Stelle wie Umwelt-
Checker Kunststoff aus
Milch her. Anschließend
kannst du einen Antwort-
Post entwerfen.
Trage Handschuhe
zum Ausdrücken!
Essigsäure ist
ätzend!
An dieser Station lernst du, wie du aus Milch Kunststoff erzeugen kannst.
Wie soll dein Versuch aussehen?
Was hast du beobachtet?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Schreibe dem Forum einen Antwort-Post, indem den Mitgliedern erklärst, ob und wa-
rum du diesen Kunststoff verwenden bzw. nicht verwenden würdest.
Du brauchst:
o Bechergläser o Heizplatte o Messzylinder o Baumwolltuch o Spatel o 5 ml Natronlauge
o
o Löffel o Einweghandschuhe o Alufolie o 100 ml frische Milch o 15 ml Essigessenz
20 mL Essig-
essenz
Milch
80 °C 10 Min.
Versuch: Kunststoff aus Milch erstellen
Anleitung
Versuch: Kunststoff aus Milch erstellen
Anleitung
Versuch: Kunststoff aus Milch erstellen
Anleitung
Forschungsauftrag:
Die 16-Jährige Elif erhielt 2013 den Google Sci-
ence Fair-Preis für die Erfindung des Bananen-
Kunststoffs. Ihre Anleitung dazu hat sie veröf-
fentlicht. So können alle diesen Kunststoff sel-
ber herstellen. Probiere es doch selber einfach
mal aus!
..
..
Elif lebt in Istanbul
Sie suchte nach einer Idee,
um der Umwelt zu helfen. Da kam ihr eine Idee…
… aber dann … …nach 2 Jahren–Endlich! Nicht alles klappt auf Anhieb…
Hmm, gegen all den
Dreck muss man doch
was tun können…
Ich muss eine Möglichkeit
finden, wie man mehr Müll
recyceln kann.
Hmm, vielleicht kann ich da-
mit was anfangen…
Vielleicht wenn
ich hier….und
dann… und dann
muss ich….
Sei vorsichtig: HCl
und NaOH sind
ätzend!
ver
An dieser Station lernst du, wie du aus Bananenschalen Kunststoff gewinnen kannst.
So gehst du vor:
Diskutiere, welche Vorteile und Nachteile Kunststoff aus einem Abfall-
produkt wie Bananenschalen gegenüber einem aus Kartoffelstärke hat.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Du brauchst:
o Pipette
o Bananenschalenpüree
o HCl
o NaOH
o Glycerin
o Trockenschrank
o
o Petrischale
o Glasstab
o Waage
o Becherglas
o Glasstab
10g
130°C 10-15 min
Versuch: Kunststoff aus Ba-nanenschalen
Auswertung
Tipp 1:
Kartoffeln sind Lebensmittel,
Bananenschalen dagegen Ab-
fall.
Versuch: Kunststoff aus Ba-nanenschalen
Auswertung
Tipp 2:
Bananenschalen sind Abfall, al-
so sehr günstig.
Versuch: Kunststoff aus Ba-nanenschalen
Auswertung
Tipp 3:
Wenn man Kunststoff aus Le-
bensmitteln herstellt, werden
die Lebensmittel teurer, weil
mehr gebraucht werden.
Versuch: Kunststoff aus Ba-nanenschalen
Durchführung
Die Sätze befinden sich der falschen Reihenfolge:
Fülle das Gemisch in eine Petrischale.
Fülle 10g des Bananenschalenpürees in ein
Becherglas.
Stelle die Petrischale für 10-15 Minuten bei
130°C in den Trockenschrank.
Fülle mit der Pipette 3 mL HCl, 2 mL Glycerin
und 3 mL NaOH in das Becherglas.
Rühre das Gemisch mit einem Glasstab um.
Versuch: Kunststoff aus Ba-nanenschalen
Durchführung
Die Sätze befinden sich der falschen Reihenfolge:
1. Fülle 10g des Bananenschalenpürees in ein
Becherglas.
2. Fülle mit der Pipette 3 mL HCl, 2 mL Glycerin
und 3 mL in das Becherglas.
3. Rühre das Gemisch mit einem Glasstab um.
Fülle das Gemisch in eine Petrischale.
4. Stelle die Petrischale für 10-15 Minuten bei
130°C in den Trockenschrank.
Beispiele aus dem Schülerlaborangebot
Teilthema 3
Forschungsauftrag:
Amanda hat euch das Rezept für
Gummi-Matten aufgeschrieben.
Probiert es doch einmal aus. Über-
legt danach, was man aus recycel-
tem Gummi noch alles herstellen
könnte.
Hey Daniel, bist du
bereit für unsere Fahr-
radtour?
Hey Amanda, leider
kann ich nicht mit, mein
Reifen hat ein Loch.
Kein Problem, ich habe alles zum
Flicken dabei: Gummigranulat
und Gummikleber. Damit bekom-
men ihn wir schnell wieder heil!
Super, hoffent-
lich klappt es!
Wow, das Zeug ist ja
super praktisch. Ob man
daraus auch andere Sa-
chen machen kann??
Klar, ich hab noch
ein Rezept für Gum-
mimatten-das kannst
du gerne haben!
An dieser Station lernst du, wie aus Gummigranulat eine Gummimatte entsteht.
Leider sind bei der Versuchsanleitung einige Wörter unle-
serlich geworden. Schreibe die Wörter in die Lücken.
Nenne Beispiele dafür, was sich noch aus recyceltem Gummi machen
lässt:
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Du brauchst:
o Gummigranulat
o Gummilösung
o harte Unterlage
o Handschuhe
Achtung Gummilö-
sung enthält entzünd-
liche Lösungsmittel!
Rezept für neue Gummi-Matten
1. Streiche eine Schicht Gummi-Lösung
____________(1) auf die Platte
_________(2).
2. Lasse die Lösung kurz antrocknen
____________(3).
3. Streue dann eine Schicht Gummigranulat
_____________(4) darüber und presse
diese gut auf die Gummilösung.
4. Du hast jetzt die erste Schicht deiner
Gummi-Matte_____________(5). Um sie
stabiler zu bekommen, kannst du die
Schritte 1 bis 3 wiederholen.
5. Lasse deine Matte gut an der Luft
trocknen _____________(6). Dann kannst
du sie einfach abziehen.
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Anleitung
Die vier einzutragenden Begriffe stehen
hier in einer falschen Reihenfolge. Au-
ßerdem sind die Buchstaben durchei-
nander geraten:
GMIUM-TAMTE, RCTENONK,
GMIULSMUNÖ, NARKNTECNO,
UMGMIRLATUGA
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Anleitung
Die vier einzutragenden Begriffe stehen hier in einer falschen Reihenfolge:
Gummimatte, trocknen, Gum-
milösung, antrocknen, Gummig-
ranulat
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Anleitung
Lösung:
(1) Gummilösung
(2) Platten
(3) antrocknen
(4) Gummigranulat
(5) Gummimatte
(6) trocknen
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Auswertung
Tipp 1:
Für manche Gegenstände wird recyceltes
Gummi mit neuem Gummi gemischt.
Schreibe auf, wo man das machen könnte.
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Auswertung
Tipp 2:
Recycelte Gummimatten verhindern beim
Spielen Verletzungen. Erkläre, wo sie ge-
nutzt werden.
Versuch: Recycling von
Gummigranulat
Auswertung
Tipp 3:
Recycelte Gummimatten verhindern
beim Spielen Verletzungen. Solche
Matten werden auf Spielplätzen
oder Sportplätzen für Laufbahnen
genutzt. Aber auch Gummireifen
können aus recyceltem Gummi her-
gestellt werden.
o Pipette o Stoppuhr o Waage o Heizplatte o Erde o Glasstab
Du brauchst:
o Lackmusindikator o Polystyrolfolie, o Stärkefolie o Erlenmeyerkolben o Gährröhrchen o 2 Erlenmeyerkolben
Forschungsauftrag:
Elif hat die Anleitung für den Ver-
such etwas durcheinander ge-
bracht. Helfe Elif und Daniel die
Versuchsvorschrift in Ordnung zu
bringen. Verbinde dazu die Bilder
mit dem jeweiligen Text. Probiere
dann den Versuch selber aus.
Hallo Daniel, ich werfe nur
meinen Biomüll weg, bevor
die Mülltonne abgeholt wird.
Hey Elif, was
machst du
gerade?
Hä? Du kannst doch kei-
nen Plastikbecher in die
Biotonne werden?
Doch, das geht.
Denn er besteht aus
Biokunststoff. Der
kann von Bakterien
abgebaut werden!
Und was soll
dann daraus
werden? Na, das gleich, wie wenn
man altes Obst wegwirft:
Kompost!
Ich kann es dir sogar be-
weisen! Komm mit ins Labor
und ich zeige es dir!
Okay….das will
ich sehen!
An dieser Station lernst du, welche Abbauprodukte durch Biokunststoff entstehen.
Ordne die Bilder den Texten zu:
1
Wiege zuerst 1 g Polystyrolfolie und 1g
Stärkefolie in einer Petrischale ab und reiße
sie in kleine Stücke.
2
Gib mit einem Spatel Komposterde in beide
Erlenmeyerkolben, bis der Boden bedeckt
ist.
3 Gib die Folienstücke jeweils einen mit Erde gefüllten Erlenmeyerkolben.
4
Gib ein paar Tropfen Wasser auf die Kom-
posterde, sodass die Erde leicht feucht ist.
Rühre alles dann mit einem Glasstab um.
Drücke die Folienstücke mit einem Glasstab
in die Erde.
5 Fülle vorsichtig mit einer Pipette 3 mL
Lackmusindikator in das Gärröhrchen.
6
Verschließe die Erlenmeyerkolben mit den
Gärröhrchen und stelle sie in ein 60 °C
warmes Wasserbad.
7 Stoppe die Zeit mit einer Stoppuhr bis sich
die Lackmusindikator-Lösung entfärbt hat.
Wie lang war die Verfärbungszeit?
Verfärbungszeit
[in sek.]
Polystyrolfolie
Stärkefolie
Fülle die Lücken im Text aus.
Biokunststoffe bestehen aus Wasserstoff- und ________________(1)-atomen.
Wird der Kunststoff abgebaut, zersetzen __________________(2) den Kunst-
stoff wieder in seine Edukte. Der frei werdende Wasserstoff steigt in das
________________(3). Dort sinkt der pH-Wert und wird immer saurer.
Dadurch _________________(4) sich das der Lackmusindikator.
Du brauchst:
o Thymolphthalein-Lösung
o Wasser
o Heizplatte,
o Kristallisierschale
o Thermometer
o Erlenmeyerkolben
o Gärröhrchen
o Pipette
o Schere
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Anleitung
2
3
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Anleitung
4
5
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Anleitung
6
7
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Auswertung
Die vier einzutragenden Begriffe stehen
hier in einer falschen Reihenfolge. Au-
ßerdem sind die Buchstaben durchei-
nander geraten:
RVEFRÄBT, TBKRNEAI,
RÄRHGHREHCÖNR,
NHESOFLTOFK
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Auswertung
Die vier einzutragenden Begriffe stehen hier in einer falschen Reihenfolge:
verfärbt, Bakterien, Kohlenstoff,
Gährröhrchen
Versuch: Abbau von Bio-kunststoffen
Auswertung
Lösung: (1) Kohlenstoff
(2) Bakterien
(3) Gährröhrchen
(4) verfärbt