Fossile und nachwachsende Rohstoffe

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Handreichung „Fossile und nachwachsende Rohstoffe“Mengen CO 2 und Wasser. Mengenbetrachtungeneröffnen zudem Verbindungen zu alltäglichenVorgängen bzw. technischen Anwendungen:Transportwege können in CO 2 -Einheiten ausgedrücktwerden, die Sauerstoffproduktion einerPflanze kann in Beziehung gesetzt werden zuWachstum und Biomassebildung.Die biochemischen und physiologischen Vorgängebei der Photoynthese können zwar sehr detailliertformelmäßig beschrieben werden, ein intensiveAuseinandersetzung mit den betreffenden Vorgängensprengt jedoch in der Regel den Rahmendes naturwissenschaftlichen Unterrichts in derMittelstufe. Fallweise ist die Verwendung vereinfachterDarstellungen jedoch durchaus sinnvoll.Anmerkungen zum Konkretisierungsvorschlag ABeim Konkretisierungsvorschlag „Verpackung“werden Kunststoffe (als Beispiel für Verpackungsmaterialienauf Erdölbasis), Papier und Pappe (alskonventionelle Verpackungsmaterialien auf Basisvon nachwachsenden Rohstoffen) sowie neuartigeMaterialien (z.B. Stärkefolie) parallel behandelt. Essollen jeweils die Rohstoffgewinnung, wichtigeElemente im Verarbeitungsprozess und die Möglichkeitender Entsorgung - stoffliches Recyclingbzw. Rückführung in den natürlichen C/CO 2 -Kreislauf durch Kompostierung oder auch Verbrennung- erarbeitet werden. Dies kann gemeinsamggf. auch zeitweise arbeitsteilig erfolgen. Alsdurchgängiges Strukturierungselement kann einevereinfachte Vorstellung einer Produktlinienanalysedienen, die die in Erfahrung gebrachtenbzw. erarbeiteten Informationen den jeweiligenMaterialien zuordnet. Dabei muss u.a. deutlichwerden, dass platte Vergleiche zwischen „gutenNaturprodukten“ und solchen aus chemischerSynthese und industrieller Produktion in der Regelnicht möglich sind. Vielmehr muss eine differenzierteBewertung im Einzelfall stattfinden sowieeine (persönlich) begründete Entscheidunggetroffen werden.Anmerkungen zum Konkretisierungsbeispiel BIm Zentrum der Konkretisierung „RohstoffpflanzeLein“ steht die projektartig organisierte Herstellungeines Stücks Linoleum aus Leinölfirnis,Kolophonium, Holzmehl und Kreide bzw. farbigenPigmenten. Parallel dazu kann der Einsatz vonLeinöl als Filmbildner bei der Farbstoffherstellungim Experiment nachgearbeitet werden. DerSchwerpunkt der theoretischen Bearbeitung liegtbei der Verharzung des Leinöls; der hier zu beobachtendenBildung von großen Molekülverbändenkann, je nach Bildungsgang, die Polymerisationvon Erdölderivaten gegenübergestellt werden.Eingeschoben werden sollte wie bei KonkretisierungA eine exkursartige Sequenz zumC/CO 2 -Kreislauf. Diese kann sich unter dem Stichwort„Produktionsstätte Pflanze“ an die Erläuterungder Photosynthese anschließen. Hierbei könnenauch Untersuchungen an der Leinpflanzedurchgeführt werden, z.B. mit Schnitten vonPflanzenteilen unter dem Mikroskop.Der Aspekt „Fasern von der Leinpflanze“ wird imRahmen der vorgeschlagenen Konkretisierungnicht weiter verfolgt. Er könnte bei einer anderenUnterrichtsgestaltung selbst im Zentrum stehen.Jedoch sind gegenwärtig für eine entsprechendeVertiefung experimentelle Ansätze und Zugängenicht in ausreichendem Umfang bekannt und verfügbar.Im Zusammenhang beider Konkretisierungen könnenExkursionen durchgeführt bzw. außerschulischeLernorte aufgesucht werden: landwirtschaftlicheBetriebe, Raffinerie, Verarbeiter, Entsorger.9
Handreichung „Fossile und nachwachsende Rohstoffe“Konkretisierung A: Verpackungen aus fossilen und nachwachsenden RohstoffenSchematische VerlaufsübersichtRecherche: Verpackungen in Alltag, Handel und in den MedienEingrenzung des Gegenstands / Festlegung der FragestellungKlassifizierungs- und Untersuchungsmethoden für VerpackungsmaterialienGrobklassifizierungPappe/Papier Kunststoffe Glas MetallDurchführung von MaterialuntersuchungenKunststoffe Pappe/PapierFeststellung der gemeinsamen stofflichen Basis Kohlenstoff E 4Differenzierung nach Herkunftfossile Rohstoffe nachwachsende Rohstoffe M 1/ M 3 / M 6 / M 7typische Kohlenstoffverbindungen in Übersicht(arbeitsteilige Untersuchungen)Kohlenwasserstoffe E 4 / M 5 ZuckerKunststoffe E 2 Cellulose StärkeVerfahren zur Rohstoffgewinnung und -verarbeitung (arbeitstelig)DestillationPolymerisationE 1 / E 2 / M 2Stärke aus Kartoffeln E 7 / E 8Stärkefolie, Stärkeschaum E 9 / E 10Papierschöpfen E 11Versuche zum Kohlenstoffkreislauf E 5 / E 6Reservestärke, Photosynthese E 8offene Verbrennung und Atmung M 4 / M 10Anforderungen an moderne Verpackungen E 13Stoffeigenschaften im Vergleich M 8EntsorgungRecycling: PS (Joghurtbecher) E 3 Kompostierung: Stärkefolie/Popcorn E 12Bilanz einer groben Produktlinienanalyse (PLA) M 9Verpackungsvielfalt M 10evtl. Rollenspiel M 1310
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