I n den letzten Jahren haben sich die Rahmenbedingungen für Bildung ständig verändert, etwa durch coronabedingte Schulschließungen und Lernende, die kein Deutsch verstehen. Um Lehrende und Lernende zu unterstützen, erschließen Chemiedidaktiker:innen daher fortlaufend (neue) Themen, entwickeln Experimente und Konzepte für den Unterricht und untersuchen kontinuierlich Lehr-Lernprozesse. Diese zwei Bereiche chemiedidaktischer Forschungdie experimentell-konzeptionelle und die empirische -und deren Entwicklung in den Jahren 2021/22 präsentiert dieser Bericht. Um Trends in der experimentellkonzeptionellen Forschung zu erkennen, wurden von September 2021 bis August 2022 149 Artikel in folgenden nationalen Journalen gesichtet: • Chemie konkret (CHEMKON) • Naturwissenschaften im Unterricht Chemie (NiU-C) • Chemie in unserer Zeit (ChiuZ) • Journal des Verbands zur Förderung des MINT-Unterrichts (MNU) Berücksichtigt wurden auch 119 Artikel in den internationalen Journalen:
Hydrogen is a sustainable and climate-friendly storage for renewable energies and can directly be generated from sunlight, e.g., by photocatalytic water splitting. This article presents the photocatalytic hydrogen evolution using LED irradiation of an aqueous ZnS particle dispersion with Na 2 S and Na 2 SO 3 as sacrificial reagents. In contrast to previously published photocatalytic hydrogen production experiments for educational purposes, this experiment is safer and more environmentally friendly and can therefore be performed by students in school laboratories or in regular K−12 chemistry classes using a self-constructed low-cost setup. In addition, digital competences are fostered since the holder of the LED is constructed with a 3D printer and the formed hydrogen is detected with an Arduino hydrogen sensor.
Main conclusion TEM and AFM imaging reveal radial orientations and whorl-like arrangements of cellulose microfibrils near the S1/S2 interface. These are explained by wrinkling during lamellar cell growth. Abstract In the most widely accepted model of the ultrastructure of wood cell walls, the cellulose microfibrils are arranged in helical patterns on concentric layers. However, this model is contradicted by a number of transmission electron microscopy (TEM) studies which reveal a radial component to the microfibril orientations in the cell wall. The idea of a radial component of the microfibril directions is not widely accepted, since it cannot easily be explained within the current understanding of lamellar cell growth. To help clarify the microfibril arrangements in wood cell walls, we have investigated various wood cell wall sections using both transmission electron microscopy and atomic force microscopy, and using various imaging and specimen preparation methods. Our investigations confirm that the microfibrils have a radial component near the interface between the S1 and S2 cell wall layers, and also reveal a whorl-like microfibril arrangement at the S1/S2 interface. These whorl-like structures are consistent with cell wall wrinkling during growth, allowing the radial microfibril component to be reconciled with the established models for lamellar cell growth.
Zusammenfassung: Im vorliegenden Beitrag wird eine für den Chemieunterricht geeignete elektrochemische Methode zur Herstellung von nano-und mikrometerdicken TiO 2 -Schichten auf Titanblechen vorgestellt. Durch Variation der Synthesebedingungen lassen sich dabei gezielt verschieden farbig erscheinende kompakte sowie porçse Schichten herstellen. Letztere eignen sich als Photokatalysatoren sowie als Elektrodenmaterial für Natrium-Ionen-Akkus, wozu ebenfalls Experimente vorgestellt werden. Neben den Versuchen werden für den Chemieunterricht geeignete Modelle präsentiert, mit denen sich die Ursachen der Farbigkeit durch Interferenz an dünnen Schichten sowie das Wachstum farbiger und porçser TiO 2 -Schichten durch Wanderung von Ionen im Festkçrper verstehen lassen. Abschließend werden thematische Anknüpfungspunkte der Experimente für den Chemie-und für den fächerübergreifenden Unterricht diskutiert.
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