Die Idee für ein Wettbewerbsthema im Fachbereich Chemie

Am Anfang steht für fast alle Jungforscher das große Problem eines Themas für die kommende Arbeit. Meist wird man sich in der Schule an die Lehrkräfte wenden, die im entsprechenden Fach unterrichten.

Da der Verfasser über sehr viele Jahre hinweg Erfahrungen vor allem im Bereich Chemie bei Jugend forscht und Schüler experimentieren sammeln konnte, soll jetzt eine Fülle von annähernd 200 Themenvorschlägen zur Anregung gegeben werden. Diese können bestimmten Themengruppen der Chemie zugeordnet werden und lassen sich für eigene Arbeiten beliebig abwandeln oder erweitern. 

Analytische Untersuchungen

  1 Die Untersuchung von Gewässern im Stadtteil X der Stadt Y

  2 Die quantitative Bleibestimmung aus Haaren mit Dithizon als Nachweisreagenz

  3 Quantitative Bestimmung von Detergenzien in Abwässern

  4 Der Einfluss von Flaschenmaterial (Glas, Kunststoff) für Wasserproben auf die

     Wasserqualität

  5 Die Untersuchung verschiedener Mineralwässer

  6 Die Untersuchung verschiedener Bodenproben auf ihren Nitratgehalt

  7 Die Untersuchung von Abwasser

  8 Die Kohlenstoffmonooxid-Konzentration in den Straßen der Stadt  X in  Abhängigkeit

    verschiedener Faktoren

  9 Die Umweltbelastung des Flusses X zwischen den Städten A und B

10 Fällungsverfahren zur Reinigung von Gewässern

11 Die Feststellung der Wasserqualität des Flusses X vor der Kläranlage und kurz danach

12 Die chemische Wasseranalyse von verschiedenen Baggerseen

13 Wie ändert sich die Wasserqualität eines kleinen Nebenflusses von seiner Quelle bis zur

    Mündung?

14 Untersuchungen zur Bleiionen-Konzentration des Bodensees im ufernahen Bereich

15 Die Untersuchung der jahreszeitlichen Schwankungen in der Wasserqualität  eines Baches

16 Biometalluntersuchungen an Fichten

17 Der SO2-Gehalt in  der Luft, in Lebensmitteln und in Getränken

18 Der Nikotingehalt der Luft in Raucherräumen - die Gefahr des Passivrauchens

19 Die Härte des Trinkwassers in verschiedenen Orten

20 Die Bestimmung des Phenolgehaltes in verschiedenen Gewässern und Quellen

21 Die Untersuchung von verschiedenen Waschmitteln auf ihren Gehalt an Peroxiden

22 Die Bestimmung von Schwermetall-Spuren in verschiedenen Margarinesorten

23 Die Zusammensetzung von Autoabgasen in Abhängigkeit verschiedener Treibstoffe

24 Vergleich der Nachweisempfindlichkeit von Eisenionen durch verschiedene Reagenzien

25 Die Färbung  von Dächern aus verschiedenem Deckmaterial und ihre chemische

    Untersuchung

26 Der Vitamin-C-Gehalt von Obst und Gemüse in der Wachstumsperiode

27 Die Bestimmung verschiedener Fettsäuren in Lebensmitteln

28 Der Coffeingehalt in verschiedenen Getränken

29 Die Herstellung halbquantitativer Teststäbchen für die anorganisch Schnellanalyse

30 Methoden zur Bestimmung des Gerbsäuregehalts in Nahrungsmitteln

31 Die Bleibestimmung im Straßenstaub

32 Metalle in Fruchtsaftkonserven

33 Die Analyse von Milch

34 Die Chemie des Apfelsaftes

35 Wie verändert sich ein Apfel chemisch in seinem „Leben“?

36 Malven- und Fencheltee als Säure-Base-Indikatoren

37 Die Nadelverfärbung von Fichten in Abhängigkeit von Nähr- und Schadstoffen  im Boden

38 Die Pyrolyse von Kunststoffen und die Untersuchung der Pyrolyseprodukte

39  Die Untersuchung von Farbstoffen bestimmter Blüten

40  Lassen sich verschiedene Stärkesorten durch die Iodstärke-Reaktion unterscheiden?

41  Verschiedene Methoden, um Feuer chemisch zu bekämpfen

42  Chemische Vorgänge bei der Bildung von Sauerkraut

43  Wie ändert sich der Vitamin C-Gehalt bei Fruchtsäften?

44  Schulversuche zum Thema Kohlenstoffdioxid

45  Die Untersuchung der Erscheinung der Fluoreszens beim Fluorescein

46  Wie fest haften die Lackschichten bei verschiedenen Nagellacken?

47  Die qualitative und quantitative Analyse verschiedener Weine aus Baden

48  Die Untersuchung des Gehalts von Nitraten bei verschiedenen Gemüsen

49  Die vergleichende analytische Untersuchung von Mineralwässern

50  Vergleichende analytische Untersuchungen an verschiedenen Milchsorten

51  Der Vorgang des Rostens bei verschiedenen Bedingungen

52  Wie verändern sich Äpfel bei verschiedenen Lagerungsbedingungen?

53  Warum wird der Boden eines Elektrokochers beim Entkalken grün?

54  Der Kalkgehalt von Eierschalen

55  Die Änderung des Gehaltes verschiedener Vitamine bei der Lagerung von Lebensmitteln

56  Untersuchungen zum "Braunwerden" von angeschnittenen Äpfeln

57  Die Bildung von Oxalsäure im Laufe der Vegetationsperiode beim Rhabarber

58  Die Chemie der Zitrone

59  Die Chemie der Kartoffel

60  Wodurch unterscheiden sich chemisch die Colagetränke?

61  Die Synthese von Wasser; vom Lehrerversuch zum Schülerexperiment

62  Die Untersuchung von künstlichen Vitamin-C-Produkten

63  Die Chemie der Abflussreiniger

64  Die Untersuchung von Backpulver

65  Was gibt es im Honig chemisch alles zu entdecken?

66  Die Chemie der Kerze

67  Die Untersuchung der Chemie von Zahnpasta

68  Was kann der Chemiker mit Kreide alles machen?

69  Was ist in den Autoabgasen alles enthalten?

70  Der Bau eines einfachen Fotometers und Untersuchungen mit diesem Gerät

71  Der Einfluss bestimmter Metalle auf das Wachstum der Kresse

72  Ein Computerprogramm zur Untersuchung von Wasser

73  Reaktionskinetische Untersuchungen zur Reaktion von Magnesium mit Salzsäure

74  Die Messung des Fettgehaltes in Lebensmitteln

75  Die Untersuchung von Schaum

76  Der Fettgehalt verschiedener Sorten von Chips

77  Die Untersuchung von Cola-light

78  Der Zucker- und Fettgehalt bei verschiedenen Schokoladesorten

79  Die Untersuchung von verschiedenen Kaffeesorten

80  Holzbrennstoffe im Vergleich

81  Die Ammoniaksynthese im Schülerexperiment

Kristallographie

 1  Die Züchtung und Wachstum von Einkristallen

 2  Beeinflussen Fremdionen und organische Verbindungen die Tracht oder den Habitus von

     Kristallen aus Alaun- und  Seignettesalzlösungen?

 3  Gesteuerte Isomorphie

 4  Die Züchtung von Alaunkristallen unter Verwendung des Konvektionsprinzips

 5  Die Züchtung von Calciumtartratkristallen im Kieselgel

 6  Neuere Ergebnisse zur Trachtänderung am Alaunkristall

 7  Die Beeinflussung der Kristallisation von Kupfersulfat durch anionische Tenside

 8  Der Mangan- und Bleigehalt von Fichten

 9  Die Kristallisationsbedingungen bei verschiedenen Salzen

10  Die Züchtung von Kochsalzkristallen bei verschiedenen Bedingungen

Organische Chemie

  1  Untersuchungen zu Farbreaktionen aromatischer Kohlenwasserstoffe

  2  Die Fischer-Tropsch-Synthese im Labormaßstab

  3  Die Entwicklung einer Gewinnungs- und Analysenmethode von ätherischen Ölen aus zwei

     Minzen

  4  Die Untersuchung des Blue-Bottle-Versuchs

  5  Farbstoffe und deren Darstellung

  6  Die Synthese von Kohlenwasserstoffen im Laboratorium

  7  Die Untersuchung von Pteridin-Farbstoffen in Wespen

  8  Die Herstellung und Untersuchung von Azofarbstoffen

  9  Der Einfluss des pH-Wertes auf verschiedene Blütenfarbstoffe

10  Die Gewinnung von Cellulose aus Sägemehl

11  Sind billige Imitate von teuren Markenparfüms ihren Originalen gleichwertig?

12  Die Wirkung eines Komplexbildners auf Hefe

13  Färbeversuche mit natürlichen und synthetischen Farbstoffen

14  Warum werden Äpfel an den Schnittstellen braun?

15  Eine neue Variante der Papierherstellung

16  Die Herstellung und Veredlung von Seifen

17  Eine Methode der Wärmeisolierung durch Mikroverkapselung von Paraffin

18  Rotkohlsaft als Universalindikator

19 Alkohol aus Pflanzen

20 Alternative Kunststoffe auf Milchsäurebasis

Chromatographie und Elektrophorese

  1 Die Chromatographie von Aminosäuren

  2 Die Konstruktion und der Bau eines Gerätes zur kontinuierlichen Elektrophorese

  3 Die Dünnschichtchromatographie von Holzhydrolysaten

  4 Die dünnschichtchromatographische Untersuchung der Digitalisglykoside der Tollkirsche

  5 Theoretische und praktische Betrachtungen zur Papierchromatographie

  6 Die Trennung organischer Farbstoffe mit Chromatographie und Elektrophorese

  7 Die elektronische Steuerung von Chromatographieanlagen

  8 Trennung und Nachweis anorganischer Ionen mit Hilfe der Dünnschichtchromatographie

  9 Chromatographie und Isolation bestimmter Alkaloide

10  Die Hochspannungspapierelektrophorese der Platinmetalle

11  Messungen mit einem selbst entwickelten Gaschromatographen

12  Untersuchung von Lebensmitteln mit der Methode der Elektrophorese

13  Die chromatographische Trennung und nachfolgende Untersuchung der Blattfarbstoffe in

     Herbstlaub

14  Die Chromatographie von Farbstoffen in Blättern und Blüten

15  Die Untersuchung von Filzstiften mittels Chromatographie

16  Die Untersuchung von Konservierungsstoffen mittels DC 

Theoretische Chemie, Elektrochemie, Energetik

  1 Untersuchungen zur Reaktionsordnung ausgewählter Reaktionen

  2 Entwicklung eines Simulationsmodells zum Quicktest

  3 Untersuchung neuartiger funktioneller Aerogele

  4 Oxidationsvorgänge

  5 Untersuchungen zu Komplexbildnern, um ein gutes Lösungsmittel für die Substanz A zu

     finden

  6 Entwicklung und Anwendung einer systematischen Reaktionstheorie

  7 Wasserstoff „in statu nascendi“ - Versuch einer Deutung

  8 Die Polymerisationskinetik

  9 Die Schaumbildung an Wehren

10 Die oszillierenden chemischen Reaktionen

11 Das Massenwirkungsgesetz und die Elektrochemie

12 Die Reaktionsgeschwindigkeit und ihre Parameter

13 Der Abbau von Cellulose durch Mikroorganismen

14 Die Theorie der elektrochemischen Verchromung

15 Die Kinetik der Oxidation von Isopropanol mit Kaliumpermanganat

16 Die photochemische Zersetzung von Tetrachlorethen

17 Zukunftsweisende Datenerfassung per Computer in der Chemie

18 Die Belousov-Zhabotinskii-Reaktion in Experiment und Simulation

19  Chemische Studien zur a-Amylase

20 Theorie der enzymatischen Anionenwirkung

21 Demonstrations- und Praktikumsprogramm zur Unterrichtseinheit  „Reaktionskinetik“

22  Versuche zu Reaktionen 1. und 2. Ordnung

23  Die Untersuchung spontaner endothermer Reaktionen

24  Geheimschriften chemisch hergestellt

25  UV/VIS-Spektroskopie bei aromatischen Nitrierungsprodukten

26  Eine biochemische Brennstoffzelle

27  Eine Methode zur Bestimmung der Lösungsenthalpie von Salzen

28  Die Überspannung bei der Elektrolyse von Schwefelsäure

29  Schulversuche mit Katalysatoren

30  Die Leitfähigkeit von Salzlösungen

31 Geschüttelt - nicht gerührt. Die Fließeigenschaften einiger Flüssigkeiten

Synthesen in der Chemie

  1 Organische Säuren und die Synthese ihrer Salze

  2 Die verschiedenen Methoden der Synthese von Wasserstoffperoxid unter wirtschaftlichen

    Gesichtspunkten

  3 Die Synthese von Adrenalin

  4 Die Synthese ausgewählter organischer Farbstoffe

  5 Die Synthese von Zinntetraethyl

  6 Versuche zur Synthese von Aminositanmercaptanen in einer Uratmosphäre

  7 Die Synthese großer Kohlenstoffringe

  8 Ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Salzsäure

  9 Strom aus Zucker

10 Die Herstellung von Buckminsterfullerenen im Schullabor

11 Synthese und Untersuchung neuartiger funktioneller Aerogele

12 Computergesteuerte Ethanolsynthese mit trägerfixierten Hefezellen

13 Synthese neuer pharmakologisch interessanter Theophyllinderivate

14 Peptidsynthese mit peptidspaltenden Enzymen

15 Der Miller-Versuch als wichtiges Experiment zur Theorie der chemischen  Evolution

16 Die Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Kohlenstoffmonooxid und  Wasserstoff  

17  Die Gewinnung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen

 

Eine Fülle von Themen aus der Chemie aber auch aus allen anderen Jugend forscht Kategorien finden Sie unter dem folgenden Link:

http://www.kappenberg.com/hosted/jufo/archiv.htm

Klicken Sie hier auf ein Jufo-Plakat aus dem gewünschten Jahr und dann oben links auf "Eingereichte Arbeiten".

 

Diese große Anzahl von Themenvorschlägen aus dem Bereich der Chemie sollte auf alle Fälle den Lehrerinnen und Lehrern sowie den Schülerinnen und Schülern helfen, entweder eine Jahresarbeit oder eine Jugend forscht Arbeit in dieser oder in einer abgewandelten Weise auszugeben bzw. zu erstellen. Natürlich hängt es von den Vorkenntnissen der jeweiligen Schüler ab, ob sie sich sehr schnell mit einem Thema befassen können, oder, was noch viel wichtiger ist, erst nach einem kleinen Literaturstudium. Das Literaturstudium hängt aber wieder davon ab wie gut die Bücherei der Abteilung Chemie an der Schule oder eventuell die Stadtbücherei bestückt ist.  

Der große Block „Analytische Untersuchungen“ zeigt, dass die Schüler sich hauptsächlich diesem Themenkreis zuwenden. Es sind vor allem diejenigen, die aus dem Chemieunterricht noch keine vertieften Kenntnisse in diesem Fach haben. Hier bieten sich deshalb analytische Untersuchungen an. Die Theorie der chemischen Vorgänge kann dann im Verlauf der Arbeit nachgeholt werden.

Was die Themen zu Schüex anbetrifft, so ist es hier viel schwerer geeignete Vorschläge zu machen. Meist haben die Schüler überhaupt noch keine Chemie oder haben erst die ersten Unterrichtseinheiten in dem für sie neuen Fach hinter sich. Hier bieten sich als Einstieg in Schüex z.B. statistische Untersuchungen zu chemischen Umwandlungen von Stoffen bei veränderlichen Parametern an, oder einfache Versuche, die zu Hause durchgeführt werden können. Schließlich ist das Züchten von Kristallen für jüngere Schüler ein besonderer Motivationsschub für einen Wettbewerb.

Aus den Themen ist aber auch zu ersehen, dass nicht in allen Fällen etwas ganz Neues erforscht wurde. Wichtig ist das Vorgehen bei der Durchführen der Experimente, die Art und Weise der Ergebnissicherung und die Beachtung eventuell störender Parameter.

Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Schüler sehr bald, also schon in der Unterstufe, einem solchen Wettbewerb zugeführt werden. Sie lernen in den Wettbewerbstagen sehr viel von den älteren und wissen beim nächsten Mal worauf es ankommt, um eine gute Arbeit vorweisen zu können.

Die Forschungsarbeiten sollten möglichst bald beginnen. Die Zeit nach den Osterferien sollte als üblicher Termin gewählt werden, wenn es um umfangreiche Experimente geht. Dann stehen bis zur Abgabe der Arbeit noch acht Monate zur Verfügung. Diese können aber wegen den laufenden Klassenarbeiten (Klausuren), Ferien und anderen Aktivitäten natürlich nicht voll genützt werden.

Für Schulen und die Betreuungslehrer einer Jufo-Arbeit gibt es für ihr Engagement auch einen Anreiz. Nimmt eine Schule mit drei Arbeiten an einem Wettbewerb teil, so erhält sie eine Geldprämie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Dazu zählen auch Arbeiten, die für Schüex eingereicht wurden. Lehrerinnen und Lehrer, die im Laufe der Zeit mehrere Arbeiten betreut haben, werden zu einem fünftägigen Seminar in das Deutsche Museum in München eingeladen.

Links zur Experimentalchemie: www.experimentalchemie.de

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