Chemie in der Küche - ein Erfahrungsbericht mit Schüleraufsätzen

Chemie in der Küche -
ein Erfahrungsbericht mit Schüleraufsätzen
von Volker Wiskamp
Impressum: Prof. Dr. V. Wiskamp, FH Darmstadt, Fb. CuB, Hochschulstr. 2, D-64289 Darmstadt
Einleitung
„Chemie und Haushalt? Viele Leute denken, dass Chemie eine Wissenschaft ist, die ins Labor
gehört und mit der man im normalen Leben nichts zu tun hat. Das stimmt nicht.“ „Die Küche
ist ein richtiges Labor.“
Mit diesen Sätzen begannen bzw. endeten Texte von zwei Schülerinnen der Klasse 8c
des Lichtenberg-Gymnasiums in Darmstadt, die zu Beginn der zweiten Hälfte des Schuljahres
1997/98 als benotete Hausaufgabe einen zweiseitigen Aufsatz über Chemie in der Küche
schreiben sollten. Zuvor waren die für den Anfangsunterricht in Chemie typischen Themen
Stoffe und ihre Eigenschaften, Stofftrennungen, exotherme und endotherme, reversible und
nicht-reversible Reaktionen behandelt worden. In der Hausaufgabe sollten die 15
Schülerinnen und 11 Schüler - ohne weitere Hilfestellungen des Lehrers - der Frage
nachgehen, ob und wo sie das im Unterricht Gelernte in der Küche wiederfinden können.
Deshalb hat es den Lehrer natürlich besonders gefreut, dass die Schüler durch die
Hausaufgabe die Chemie auch als etwas tatsächlich Lebensnahes erkannten.
Aufsätze
Die Schüler schlugen bei der Bearbeitung des Themas drei verschiedene Wege ein.
Einige hatten sich Begriffe aus dem Unterricht als Leitlinie herangezogen. Sie suchten
in der Küche gezielt nach Reinstoffen wie Zucker oder Salz, nach homogenen Mischungen
wie Wasser/Salz (Nudelwasser), Wasser/CO 2 (Sprudel) oder Wasser/Alkohol (Wein) und
nach heterogenen Mischungen wie Pfeffer/Salz, Zimt/Zucker oder Essig/Öl. Dann
beschrieben sie Stoffeigenschaften, z.B., dass Eiswürfel aufgrund ihrer geringeren Dichte auf
einem Getränk schwimmen, oder dass Metalltöpfe mit Inhalt, die die Hitze der Kochplatte
aufgenommen haben, Griffe aus Holz oder Kunststoff besitzen müssen, weil diese nur eine
geringe Wärmeleitfähigkeit haben, demzufolge kaum warm werden und angefasst werden
können. Fast alle Schüler beschrieben die Phasenübergänge des Wassers, d.h. die Eisbildung
im Tiefkühlschrank, das Schmelzen des Eises außerhalb desselben, das Sieden des Wassers
beim Kartoffeln-Kochen und die Kondensation von Wasserdampf am kalten Topfdeckel oder
an der Fensterscheibe. Als Beispiele für Stofftrennungen wurden vor allem das Extrahieren
der Aromastoffe aus dem Kaffeemehl und die anschließende Filtration sowie das Trocknen
von gewaschenem Salat durch Zentrifugieren in der Salatschleuder genannt. Als chemische
Reaktionen wurden z.B. das Entkalken der Kaffeemaschine und die Bildung des Treibgases
CO 2 aus Backpulverinhaltsstoffen erkannt. Wenn ein Steak in der Pfanne anfängt zu brennen,
ist dies eine exotherme Reaktion, wie ein Schüler richtig bemerkte. Eine Schülerin beschrieb
Energietransferprozesse in der Küche, z.B. wie elektrische Energie eine Herdplatte erwärmt,
auf der dann Wasser zum Sieden gebracht wird, Drähte des Toasters zur Rotglut bringt, die
wiederum ein Weißbrot knusprig werden lässt, und auch die kalte Luft im Kühlschrank
erzeugt.
Andere Schüler gingen einfach in die Küche, schauten sich dort um, stellten Fragen
und beantworteten diese mit Begriffen aus dem Unterricht. Eine Schülerin erläuterte z.B.,
warum Kaffeebohnen nicht direkt mit heissem Wasser übergossen, sondern vorab gemahlen
werden. Sie erkannte richtig, daß die fest/flüssig Extraktion effektiver ist, wenn die zu

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extrahierenden Teilchen sehr klein sind. Ein Schüler gab Zucker in den Tee, rührte aber nicht
um und mutmaßte, warum es recht lange dauerte, bis der Tee wirklich süß schmeckte: die
Zuckerteilchen mussten sich nämlich erst lösen und dann durch Diffusion den ihnen in der
Tasse zur Verfügung stehenden Raum einnehmen. Eine Schülerin erläuterte, dass man eine
volle Wasserflasche nicht ins Tiefkühlfach legen sollte, da das sich bildende Eis wegen seiner
geringeren Dichte die Flasche zum Platzen bringen könnte. Einer anderen Schülerin fiel auf,
dass Obst in der Regel viel Wasser enthält und dass das Trocken von Obst der Konservierung
dient. Als andere Konservierungsmethoden wurden Einkochen, Salzen, Zuckern, luftdicht
Verschließen und Räuchern genannt. Ergänzend dazu wurde kommentiert: „Die Chemie
macht uns das Leben angenehmer. Viele Nahrungsmittel bleiben aufgrund chemischer
Konservierungsmittel frisch.“ Ein Schüler warnte ausdrücklich vor der chemischen Reaktion
zwischen Zitronensaft und Marmor: „Ich kann nur allen raten, den Zitronensaft schnell
wegzuwischen, denn er löst den Kalk von der Platte, und es entstehen nicht wieder ab zu
bekommende Löcher.“
Die dritte Gruppe nutzte die Küche, um dort zu experimentieren. Z.B. wurde eine
Tomate in kaltes und heißes, salzhaltiges und salzfreies Wasser gelegt und die Schwimmhöhe
korrekt mit der Dichte des flüssigen Mediums korreliert. Ergänzend wurde eine
Experimentieranleitung geschrieben, die auch die verwendeten Geräte und Chemikalien
sowie eine anschauliche Skizze beinhaltete. Ein Schüler untersuchte mit einer Batterie, einem
Glühlämpchen und Kabeln die Leitfähigkeit von Leitungswasser und Salzwasser. Außerdem
fand er heraus, dass sich eine Eierschale in Essig auflöst und dass destilliertes Wasser
offensichtlich keine Nährstoffe enthält, denn eine von ihm mehrere Tage damit gegossene
Zimmerpflanze ging ein. Ein Schülerin dampfte Zitronensaft ein und beobachtete die Bildung
von Zitronensäure-Kristallen. Ein Schüler wollte Zucker karamellisieren. Er gab zwar nicht
direkt zu, dass dies scheiterte, gestand aber ein, aufgrund einer aus der Pfanne nur schwer
entfernbaren schwarzen Masse Ärger mit seiner Mutter bekommen zu haben.
Fehler
Natürlich war es sehr erfreulich, dass die Schüler so viele chemische Dinge in der Küche
entdeckten, untersuchten, ausprobierten und wissenschaftlich erklärten. Für den Lehrer
aufschlussreich war aber auch, was die Schüler falsch verstanden und interpretiert hatten.
Auffallend oft wurde der Begriff Verbindung falsch verwendet: „In der Küche finden
ständig chemische Verbindungen statt, z.B. von Wasser mit Salz, Zucker, Essig oder Alkohol.“
„Milch ist eine Emulsion, eine Verbindung von Fett und Wasser.“ „Beim Kaffeekochen
werden die Kaffeeinhaltsstoffe mit dem Wasser verbunden.“ Bezüglich der Kaffeebereitung
gab es noch andere Fehldeutungen. So wurde beispielsweise behauptet, dass der Extrakt
wegen seiner geringen Dichte durch das Filter läuft, während der Kaffeesatz aufgrund seiner
hohen Dichte zurückgehalten wird, und das Reinigen der Kaffeemaschine mit Essig wurde
fälschlicherweise nicht als chemische Reaktion, sondern als Extraktion bezeichnet. Noch
richtig war die Aussage einer Schülerin, dass das Kochen von Wasser zur Sterilisation dient;
falsch war dann aber, dass die Schülerin den Vorgang als Destillation bezeichnete. Von
bedenklichen Verständnislücken zeugt folgender Satz einer Schülerin: „Salz ist kein fester
Stoff, deshalb löst es sich in Wasser auf. Öl ist ein fester Stoff, es adsorbiert sich an der
Oberfläche von Wasser.“
Die Fehler wurden später im Unterricht besprochen. Dabei machte der Lehrer auch
Verbesserungsvorschläge zur sprachlichen und strukturellen Gestaltung der Aufsätze, die
manchmal zu wünschen übrig liess. Fachlich bereichert wurde die Abschlussdiskussion
insbesondere durch die Ansicht einer Schülerin, die sie in ihrem Aufsatz so formuliert hatte:
„Putz- und Reinigungsmittel sind Chemikalien, die aber nicht giftig sind bzw. sein dürfen,
denn sonst könnte man sie nicht zum Tischereinigen benutzen.“ Hier konnte der Lehrer

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klarstellen, dass Reinigungsmittel sehr wohl Gifte sind (sonst ständen auch keine
Gefahrensymbole auf den Verpackungen), die u.a. Bakterien töten und dadurch dem
Menschen nützen sollen. Gefahren gehen von den Chemikalien nur bei nicht-fachgerechter
Anwendung aus, z.B. in den Händen von Kleinkindern.
Schluss
Die Gültigkeit des uralten Leitsatzes, dass man nicht für die Schule, sondern für das Leben
lernt, wurde erneut unter Beweis gestellt. Der Gang in das Chemielabor Küche machte den
Schülern bewusst, dass sich die im Unterricht behandelten Aspekte der Wissenschaft Chemie
auch täglich in ihrem Leben abspielen. Der anschließende schriftliche Aufsatz gab den
Schülern die Gelegenheit zu lernen, dass zur Wissenschaft über den reinen Praxisbezug
hinaus auch das sorgfältige Dokumentieren und Interpretieren des Ausprobierten und
Beobachteten gehören.