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Herkömmliche Solarzellen wandeln Licht in Elektrizität um, indem sie den an der Grenzfläche zweier Halbleiter auftretenden photoelektrischen Effekt ausnützen. Im Gegensatz dazu erfolgt in der, von Michael Grätzel an der ETH Lausanne entwickelten, neuen Art von Solarzellen die Umwandlung von Licht in elektrische Energie mittels Redoxprozessen, ähnlich wie sie in der natürlichen Photosynthese ablaufen. Professor Grätzel und seine Mitarbeiter an der ETH Lausanne werden uns diese neue Solarzellen-Technologie vorstellen.
Programm:
Ort: Institut de Photonique et Interfaces, EPFL Lausanne
Dauer: 2 Tage
Datum: 30. bis 31. März 1998
Kontaktadresse für weitere Informationen und Anregungen zur Gestaltung
des Programms:
(Bitte geben Sie im Email Namen, Adresse, Tel/Fax-Nummer sowie Ihre Schule
an)
Dr. Juraj Lipscher
Minervastr. 55
8032 Zürich
Tel/Fax 01 252 89 81
Seit Jahren, ja sogar seit Jahrzehnten organisiert die Kurskommission Biologie erfolgreich durchschnittlich gut drei Fortbildungskurse pro Jahr via WBZ. Damit gehören wir traditionell zu einer der rührigsten im Rahmen der WBZ operierenden Fachschaften. Dies nicht zuletzt dank des uneigennützigen Einsatzes von einer Handvoll Kolleginnen und Kollegen.
Zur Zeit zeichnet sich ein Malaise im Fortbildungswesen der Biologielehrkräfte in der Deutschschweiz ab, dem verschiedene Ursachen zugrunde liegen, die ich im folgenden kurz erläutern möchte und auf welche es angemessen zu reagieren gilt.
1. Rekrutierung von Kursorganisatorinnen und -Organisatoren.
Obwohl fast alle unsere Kurse der WBZ aus- oder sogar überbucht sind, was auf eine gute Nachfrage schließen läßt, kann ich kaum mehr Kolleginnen und Kollegen finden, welche die Organisation von Kursen übernehmen wollen. Weder persönliche Anfragen noch Aufrufe im c+b sind erfolgreich gewesen. Die Absagen werden durchwegs mit den beiden folgenden Argumenten begründet: Erstens ist die Belastung im Beruf schon hoch durch zusätzliche Engagements (das neue MAR fordert offenbar auch seinen Preis). Zweitens fürchtet man den "Papierkrieg" mit der WBZ.
2. Stellenwert der Fortbildung
In den meisten Kantonen besteht keine effektive Fortbildungspflicht für Gymnasiallehrer. Vermutlich hat das rein wirtschaftliche Gründe, denn die Beiträge verschiedener Kantone an die Fortbildung ihrer Mittelschullehrer ist teilweise beschämend niedrig. Oder mit anderen Worten: die Kantone sind an der individuellen Fortbildung gar nicht sonderlich interessiert, und jegliche Tätigkeit in dieser Hinsicht findet keine adäquate Anerkennung.
Die in den letzten Jahren häufiger gewordenen schulinternen Fortbildungen sind bisher nicht Gegenstand der Kurskommission gewesen.
3. Zusammenarbeit mit der WBZ
Unser gemeinsames Interesse, nämlich Kurse zu offerieren, ist unbestritten. Nur bei den Fragen Was und Wie decken sich unsere Auffassungen nicht mehr. Bei der Auswahl der Kursthemen, die immerhin von der Kurskommission vorevaluiert werden, fühlen wir uns z.T. recht stark bevormundet. Während interdisziplinäre Kurse oder Kurse mit überwiegend didaktischen Inhalten die WBZ-Hürden gut passieren, ist es bei stark fachlich ausgerichteten Kursen oft notwendig ausgerichteten Kursen oft notwendig, didaktische Begründungen undweitere Rechtfertigungen nachzuliefern. Ein grosses Ärgernis für unsere Kursleiterinnen und -Leiter ist die formularintensive Vor- und Nachbereitung der Kurse. Bei allem Verständnis für bürokratische Vorgänge wird hier unseren Erachtens des Guten zuviel getan.
Ich bin mit der WBZ im Gespräch, Verbesserungen sind in Aussicht gestellt. An dieser Stelle möchte ich betonen, dass sich die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der WBZ für die konkrete Durchführung unserer Kurse immer hervorragend eingesetzt haben.
4. Strukturen des VSN
Bereits unter der Leitung meines Vorgängers Robert Staub in den 80er Jahren hat die deutschschweizerische Kurskommission unabhängig von der Biologiekommission gearbeitet. An einer jährlichen Sitzung wird das Programm zu Faden geschlagen, die weiteren Abwicklungen laufen schriftlich bzw. telephonisch über den Präsidenten der Kurskommission. Die Kursleiterinnen und -Leiter arbeiten im weiteren autonom. Das hat sich bezüglich des Zeitaufwandes sicher bewährt. Mit meinem angekündigten Rücktritt (nach über 10 Jahren) wollen sich die meisten Mitglieder der Kommission ebenfalls zurückziehen.
Da Rücktritte durch Mitglieder der Biologiekommission ebenfalls bevorstehen, existieren Überlegungen im Vorstand des VSN, die beiden Kommissionen wieder zusammenzuführen, um einersaits sparsamer mit menschlichen Ressourcen umzugehen und um andererseits Entwicklungsarbeit innerhalbdes VSN besser mit dem Kurswesen zu verknüpfen.
Fazit:
Das Kurswesen für Biologielehrkräfte ist unter den geschilderten Bedingungen nicht mehr gesichert. Die Kurskommission Biologie kann nach dem Stand der Dinge nicht mehr weitergeführt werden, die Eingabe von neuen Kursen im Jahr 1998 für das Kursjahr 1999/2000 ist nicht gewährleistet.
Meines Erachtens sind verschiedene Lösungen für das Kurswesen
der Biologielehrkräfte denkbar. Was ich schade fände, wäre
der Ab- oder Unterbruch unserer langjährigen WBZ-Kurstradition.
Hansmartin Ryser, Präsident
Cours de formation pour enseignants de chimie au gymnase. 27 mars 1998
Centre de recherche Nestlé, Vers-chez-les-Blanc, 1026 Lausanne
Responsable : Dr Benoît Schilter, Sécurité alimentaire, Centre de Recherche Nestlé.
Nous sommes continuellement exposés à une multitude de substances chimiques potentiellement nocives pour la santé, notamment par ce que nous mangeons et respirons. Prenant pour exemple le domaine alimentaire, ce cours traitera de l'évaluation et de la gestion de ce type de risques.
Les six thèmes suivants seront développés :
Public cible: maîtres(ses) de chimie des gymnases romands et éventuellement d'autres cantons suisses.
Frais: à charge des participant(e)s. Pas de taxe d'inscription.
Date limite d'inscription: 31 janvier 1998.
Ernest Spitz
Route du Grenet 9
1074 Mollie-Margot
tél: (021) 781 18 26
Nombre d'inscriptions limité. Vous recevrez confirmation de votre inscription avec les détails pratiques.
Nom :...................................................... Prénom :...........................................
rue :.................................................................................
numéro postal :................. localité :................................
téléphone :........................................
école :........................................... canton :............
Ziel: Auseinandersetzung mit Fragen der Gentechnologie im direkten Kontakt mit Forschern der Zürcher Hochschulen durch Besuche in den entsprechenden Labors.
Der Rinderwahnsinn (BSE) und die Creutzfeldt-Jakob Krankheit zählen zu einer Gruppe von Krankheiten, die man als Prionen-Erkrankungen bezeichnet. Prionen sind rätselhafte Erreger, vermutlich Eiweisse, die sich über bisher nicht geklärte Mechanismen vermehren können. Die Frage nach der Natur des Prions stellt eine große Herausforderung für die medizinisch-biologische Forschung dar. Insbesondere hat die Möglichkeit einer Übertragung des Rinderwahnsinns auf den Menschen in der letzten Zeit eine tiefe Verunsicherung der Öffentlichkeit ausgelöst.
In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir die Mechanismen der Übertragung und Ausbreitung von Prionen im Körper. Mit modernen biologischen Methoden wollen wir therapeutische Ansätze entwickeln, mit denen man die Ausbreitung von Prionen im infizierten Organismus beeinflussen kann.
Prof. Dr. Adriano Aguzzi, ordentlicher Professor für Neuropathologie
Michael Oettli, lic.oec. publ., Verein &laqno;Forschung für Leben»
Ort:
Institut für Neuropathologie, Universitätsspital Zürich,
Schmelzbergstr. 12, Abteilung Pathologie
Dauer:
14 - ca. 17 Uhr
Daten:
Mittwoch, 28. Januar 1998, und Mittwoch, 11. März 1998
Informationsmaterial:
wird an der Veranstaltung kostenlos abgegeben.
Anmeldungen: bis 21. Januar 1998, respektive bis 4. März 1998
Anmeldung an:
Verein &laqno;Forschung für Leben»,
Michael Oettli
Postfach, 8033 Zürich,
Tel. 01 361 49 47, Fax 01 361 53 32
E-Mail: vffleben@access.ch
(bitte Schulstufe angeben)
Themen aus dem Bereich der Mikrobiologie sind heute praktisch täglich in den Medien zu finden. Darunter fallen im weitesten Sinne Berichte aus der klassischen und angewandten Mikrobiologie, der Biotechnologie, aber auch der Gentechnologie und Immunologie. Die Schweizerische Gesellschaft für Mikrobiologie (SGM) unterhält verschiedene Fachkommissionen, die sich mit aktuellen Problemen befassen, so auch eine Kommission "Mikrobiologie und Schule". Ziel dieser kleinen Kommission ist es, den Schulen Möglichkeiten aufzuzeigen, um Mikrobiologie vermehrt in ihren Themenkatalog aufzunehmen. Dies geschieht durch schulgerechte Publikationen (z.B. Experimente für die Schule, Internet-Bulletin), Kursangebote, Literaturhinweise und weitere schulorientierte Aktivitäten (z.B. Haltung und Versand von Schulmikroorganismen, Beratung und Unterstützung bei Schulexperimenten, Vermittlung von Kontakten zu Personen und Hochschulinstituten). Die Kommission ist nicht an irgendwelche inhaltliche oder anschauungsmäßige Vorgaben seitens der SGM gebunden und gestaltet ihre Aktivitäten frei.
Unsere Kommission sucht zur Erweiterung und Auffrischung ihrer Aufgabenbereiche engagierte Lehrer, die bereit wären, aktiv in dieser Kommission mitzuwirken. Ideal wären gewisse Vorkenntnisse in Mikrobiologie, sei es vom Studium oder aber von der schulischen Praxis her. Die Kommissionstätigkeit im Jahre 1998 besteht in der Neudefinition ihrer Aktivitäten, Mitwirkung bei der Herausgabe von Publikationen und
Organisation weiterer Tätigkeiten, besonders der Pflege des Kontaktes mit den verschiedenen Hochschulen oder Regionen (Raum Basel, Bern, Zürich, Westschweiz und Tessin). Die Kommissionsmitglieder treffen sich ein- bis zweimal pro Jahr zu einer gemeinsamen Sitzung zwecks Informationsaustausch, Verteilung der anfallenden Aufgaben und Besprechung zukünftiger Aktivitäten. Der Zeitaufwand richtet sich nach den eigenen Interessen. Die Mitarbeit ist ehrenamtlich, die Spesen werden vergütet, die Aktivitäten werden finanziell durch die SGM unterstützt. Die Mitwirkung wird namentlich im Jahresbericht und in Form der Autorenschaft "honoriert".
Kolleginnen und Kollegen, die sich angesprochen fühlen, sind gebeten, bis zum 30.4.1998 mit K. Frischknecht Kontakt aufzunehmen. Ich freue mich auf die Zusammenarbeit mit Ihnen!
Dr. Kurt P. Frischknecht
Pädagogische Hochschule
des Kantons St. Gallen (PHS)
Abt. Biologie
Notkerstrasse 27
CH-9004 St. Gallen
Tel. P: 081-783 18 04 oder G: 071-243 94 42
e-mail: Kurt.Frischknecht@phs.unisg.ch
Fax: 071-243 94 90
Madame, Monsieur,
Le Conseil de l'Europe pour la formation continue des enseignants organise des projets de perfectionnement dans le cadre du système des bourses du Conseil de l'Europe auxquels les enseignantes et enseignants suisses peuvent s'inscrire selon des conditions extrêmement avantageuses:
Des formulaires d'inscription peuvent être obtenus auprès du CPS.
Téléphone: 041 249 99 18 (M. Hohener).
Les candidatures seront communiquées aux pays d'accueil où les agents de liaison décideront définitivement de l'admission des candidates et candidats suisses.
Les formulaires d'inscription des ap-plicant(e)s suisses doivent nous parvenir au plus tard 10 jours avant le délai d' inscription du pays hôte.
PeterA. Ehrhard
Agent de liaison national CPS
Sehr geehrte Damen und Herren,
liebe Kolleginnen und Kollegen,
Im Namen des Organisationskomitees freue ich mich, Sie zur 57. Jahresversammlung der Schweizerischen Gesellschaft für Mikrobiologie am 19. und 20. März 1998 nach Suhr und Aarau einladen zu dürfen Vor 50 Jahren, 1948, hat letztmals die Tagung unserer Gesellschaft in Aarau stattgefunden! Hauptthema 1998 wird sein:
Bis in die Mitte unseres Jahrhunderts hinein hat der Mensch auch hierzulande gegen den Hunger kämpfen müssen. Mikroorganismen waren dabei immer von überragender Bedeutung, sei es, daß sie dazu beitrugen, Lebensmittel für die lange Winterzeit haltbar zu machen (Sauerkraut im Titelbild), oder daß sie eingelagerte Nahrungsmittel zerstört haben (Titelblatt: Mehl mit Wachstum von Schimmelpilzen). Nicht nur durch Nahrungsmittel und Trinkwasser übertragene Krankheitserreger haben immer wieder ihre Opfer gefordert, sondern auch mikrobielle Pflanzenschädlinge, wie Phythophtora infestans, haben Mitte des letzten Jahrhunderts in Europa zu tausenden von Hungertoten geführt und eine gewaltige Auswanderungswelle nach den USA ausgelost.
In den Hauptvorträgen und Symposien im März 1998 werden wir aber kaum nach rückwärts blicken. Mikroorganismen werden auch in Zukunft beim Problem der Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung eine zentrale Rolle spielen. Auch die Molekularbiologie, eine legitime Tochter der Mikrobiologie, wird dabei ihren Beitrag leisten müssen. Aber nicht nur der Mensch soll im Vordergrund stehen: auch ökologische Zusammenhänge, z.B. die Nahrungskette in den Weltmeeren bis hin zu ihren klimatologischen Auswirkungen, sollen ausgeleuchtet werden. Wie immer wird dieser Kongreß Gelegenheit geben, Arbeiten aus allen Gebieten der Mikrobiologie, auch außerhalb des Hauptthemas, zu präsentieren.
Ich freue mich, Sie am 19. März in Aarau / Suhr begrüßen zu dürfen.
Ivo Heinzer, Tagungspräsident
Ich habe schon einmal (c+b 2/96) geschrieben über die Möglichkeiten zur Begabtenförderung jenseits der Schulstube in unserem Fach Chemie, an dessen Wert für die Allgemeinbildung zukünftiger Akademiker und Bürger wir ja andrerseits (hoffentlich!) unverrückbar glauben. Diese Möglichkeiten sind im Prinzip: der Wettbewerb Schweizer Jugend forscht, für chemische Tüftler, die Studienwochen Schweizer Jugend forscht (Chemie und Werkstoffe), die sich gut eignen zur Motivation von Schülerinnen und Schülern mit mehr als durchschnittlichem Interesse für Chemie (wieviel ist das?).
Und dann eben die dritte Möglichkeit: Beteiligung an der Vorbereitung und allenfalls Teilnahme an einer Chemie-Olympiade - für die wenigen Ausnahme-Chemie-Könner, die es eben gibt. Und das ist der Zweck dieser Notiz: ich bitte jede Kollegin und jeden Kollegen, welche dies hier lesen (wieviele sind das?), ihre Spitzenschülerinnen und -schüler zu ermutigen, sich für die Teilnahme an der Vorbereitung der Chemie-Olympiade 1998 in Melbourne (Australien) anzumelden. (Vorbereitung und allfällig Teilnahme an der
Ch-Olympiade keine Kosten, außer Reisespesen in der Schweiz!)
Dr. Maurice Cosandey,£
1 Etourneaux, 1162 Saint-Prex, Tf 021 806 12 20 oder
Dr. Jochen Müller, Hofstr.119,
8044 Zürich, Tf 01 201 57 90.
Beachtet bitte auch die Angaben über die Workshops an anderer Stelle
dieses
c+b 4/97.
Es sollten doch so etwa drei (vier?) Dutzend Begeisterte aus der ganzen Schweiz zusammenkommen! Verschafft Euren Chemie-Staren diese Chance!
Gusti Naville
früher Kantonsschule Oerlikon
Thanks to Dominik Langer, a 18-year student from the Kantonsschule Limmattal, our country has got a silver medal in the 29th International Chemistry Olympiad.
This competition took place from July 13th to 22nd 1997 in Montréal, Canada. Forty-seven countries sent their best four students from a pre-university level. After theoretical and practical examinations both lasting five hours, the best students were rewarded by gold, silver and bronze medals. The first 10% got gold medals, 20% got silver and 30% bronze.
The main theoretical tasks are given with full details in annex, with their solutions. Try to solve them in less than five hours, as did Dominik Langer !
The best result went to a Turkish student (82 points out of a maximum of 100 points), and Dominik Langer obtained 66 points. As a whole the best nation was Germany with 3 gold medallists, before Hungary, Korea, Poland and Taipei.
National teams are usually formed of four students and two mentors. The four Swiss competitors were selected at Easter 1997 at the Gymnase de Chamblandes, Pully, Lausanne, at the end of a training week. They are :
· Luca Castiglioni, 6313 Menzingen
· Dustin Hofstetter, 6340 Baar
· Dominik Langer, 8912 Obfelden
· Massimo Lunati, 6952 Canobbio.
Two years ago two candidates were coming from the same city : Sion (VS). A similar phenomena happened this year as two candidates were coming from the Kantonsschule Zug.
The mentors were Dr. Maurice Cosandey and Dr. Blenda Weibel, both from the canton of Vaud.
It may be worth mentioning also that our 1996 Swiss gold medallist, Thomas Braschler, did not take part to the 1997 Chemistry Olympiad, but to the 1997 Physics Olympiad, also in Canada, where he got a silver medal. So our country has for the first time a double medallist gold + silver.
The next Chemistry Olympiad will happen in Australia 1998, then Bangkok 1999, and Copenhagen 2000. Switzerland has been approached for hosting an Olympiad in 2004. A dynamic committee has recently been formed in the NSCG for boosting this idea in our country and getting the necessary funds with a budget of more than half a million francs.
Maurice Cosandey
There are many fascinating examples of chemical reactions which are chemiluminescent, they emit light without appreciable heat. In nature there are the examples of the firefly and glowworm and micro-organisms involved in the decay of vegetable matter. The basic reason for the emission of chemiluminescence is the formation of an intermediate in an electronically excited state which flouresces as soon as it is formed, emitting its characteristic excitation energy in the form of quanta of visible radiation. Since many of this reactions take place with little activation energy, the excited state of the emitting species cannot lie very high in energy, relative to the reagents1-4.
In this experiment we determine the relative order in efficiency of five inorganic salts containing different metals in aqueous solution, to enhance the chemiluminescence of luminol. Likewise, we give a probable explanation for the efficience of each metal ion used.
Chemicals: Luminol, H2O2, NaOH and the oxidants were obtained from commercial sources and used without further puriÞcation. The following salts were used as catalysts.
The experiment may be performed by five groups of students. Each group prepares two solutions.
Solution A, contains 0.05 g of luminol, 5 mL of NaOH (5%) and 450 mL of H2O in a 500 mL Erlenmeyer flask and
Solution B, contains 0.2 g of any catalyst, 10 mL of H2O2 (3%) in 450 mL of H2O in a 500 mL Erlenmeyer flask. Once these solutions are prepared, they should be combined in a 1L Erlenmeyer in a dark room, using a glass funnel.
· What do you observe ?
· Which compounds enhance the chemiluminescent reaction ?
· Which of them appears to be the best ?
The blue light emission, was observed only when the resulting solution contained: CuSO4.5H2O (1), CrCl3.6H2O (2) and K3 K3 [Fe(CN)6] (4).With KCl (3) and MgSO4.7H2O (5), a light emission was not observed. The intensity and duration of luminosity, are shown in the following table:
The oxidative ability of active salts are:
[Fe(CN)6]3- (Eº = 0,46 V)
> [Cu(OH2)6]2+ (Eº = 0,34 V)
> [Cr(OH2)6 ]3+ (Eº = - 0,05 V)
this is justified with their Reduction Potentials.
With respect to the chemistry of this reaction, literature suggest 5-7 :
(a) That luminol radical formation is sine qua non for chemiluminescence production.
(b) That any metal capable of existing in more than one valency state appears capable of catalysing the reaction.
(c) That the precise oxidant is often unclear. The luminol reaction can be provoked by many oxygen-containing oxidising agents, as well as several oxidants which do not contain oxygen themselves. These latter substaces use the O2 , present in air-saturated water at room temperature.
Additionally, we have observed that many salts containing paramagnetic metallic cations in aqueous solution are most effective as oxidants in the chemiluminescence of luminol reaction. Probably, these type of metallic complexes are more capable of removing one electron on the H2O2 molecule obtaining the O2H or OH radical 8. This is essential to obtain the luminol radical, LH. Besides the catalytic efficience in the complexes, [Fe(CN)6]3-(d5)>[Cu(OH2)6]2+ (d9) >[Cr(OH2)6 ]3+ (d3), should be according with d-electrons distribution in t2g orbitals on the metal. This efficiency is in accordance with the energy of these orbitals. Based on Ligand-Field-Theory (figure 1) shows the orbital splitting, the electronic distributions and the relative crystalline field stabilization energy values, for the three octahedral complexes in aqueous solution9.
For the complex [Cr(OH2)6 ]3+ a good statement to explain the low catalytic power is due to the removal of the electron on H2O2 which disturbs the symmetrical electron distribution in the t2g orbitals. In relation to the complex [Cu(OH2)6]2+, the comparative minor energy of t2g in [Cr(OH2)6 ]3+ , is probably insufficient to neutralize this effect.
On the contrary, in the complexes ,[Fe(CN)6]3-and [Cu(OH2)6]2+ , the electron removed on the H2O2 molecule by the metal, is placed into t2g orbitals unsymmetrically occupied. In this process, t2g orbitals acquire a new symmetrical and complete electronic configuration. Comparatively with the Cr(III) complex, this observation is a good remark that illustrates the efficacy of these two metals as oxidants in the luminol reaction. Moreover, considering the energy level of t2g orbitals in these complexes we believe that the oxidative action of [Fe(CN)6]3- is larger than [Cu(OH2)6]2+,. This is due to the removal of the electron on H2O2 that falls in the low t2g energy level of the Fe(III) complex. This observation agrees with values obtained in the literature for these complexes.9
Students should discard the final solution, A and B, according to directions given by the laboratory instructor.
Acknowledgments: We thank Dr. Brenda Wojciechowski, Georgia Southern University, for the valuable suggestions on the manuscript and dirección de investigaciones y Desarrollo of the Universidad Austral de Chile.
Im c+b 2/97 fanden die geneigten Leser die Meldung, daß 6 Schülerinnen und Schüler der Kantonsschule Baden am 12. April 1997 an der Universität Fribourg einen Wettbewerbs-Preis entgegennehmen durften.Die Meldung ist unvollständig und eine Ergänzung ist wahrhaftig angebracht. Der Chemielehrer der sechs, der sicher nicht ganz unbeteiligt war am preisgekrönten Projekt, ist
Juraj LIPSCHER
Kursbeauftragter und Internet-Guru der Deutschschweizer Chemie-Kommission, Hobby (eines von vielen): analytisch-chemische Kriminalistik.
Das mußte doch gesagt sein! Und überhaupt: bravo allen sieben!
Gusti Naville früher Kantonsschule Oerlikonoder
Einige Lehrbücher der Ökologie müßten bei DDT neu geschrieben werden.
[1,1,1-Trichlor-2,2-bis(4-chlorphenyl)-ethan]
C14H9Cl5, M: 354,49 g/mol, weißes Pulver, nicht reaktiv.
Smp. 109 °C; Bp. 185 -187 °C (0.7 mbar).
Leicht löslich in Cyclohexanon, Dioxan, Aceton, sehr wenig löslich in Wasser, Ethanol (hydrophob).
DDT ist ein breit wirksames nicht-systemisches Insektizid mit langanhaltender Kontakt- und Fraßgiftwirkung. Es dringt leicht durch die Chitinschicht der Insekten. Fliegen werden schon durch 1/1000 der mit 10-6 g/m2 bestäubten Flüssigkeit getötet.
DDT ist nicht nur eines der wichtigsten, je verwendeten, es ist auch eines der kontroversest diskutierten Insektizide.
Im Jahre 1872 synthetisierte der Chemiker Ottmar Zeidler, im Labor von Adolf von Bayer in Straßburg, die Substanz Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT). Mit der Entdeckung der starken, insektiziden Wirkung durch den Schweizer Chemiker Paul Hermann Müller, bei der damaligen Geigy AG in Basel, im Jahr 1939, begann eine neue Ära der Insektizide. Diese synthetische Substanz wurde 1940 in der Schweiz patentiert und 1941 erstmals hier eingesetzt. 1948 erhielt Müller den Nobelpreis für Medizin und Physiologie für: "Seine Entdeckung des hochwirksamen DDT als Kontaktgift gegen verschiedene Schädlinge".
Von der Entdeckung bis zum Jahre 1985 wurden von diesem Insektizid schätzungsweise 2 Millionen Tonnen produziert. Aufgrund einer Mitteilung der WHO vom August 1969 sind in den Malaria-Gegenden der Welt, die total ca. 550 Millionen Einwohner umfassen, ungefähr 5 Millionen Menschen durch Insektizide vor dem Tode bewahrt worden. Dies scheint eine sehr konservative Angabe zu sein. Mehr als eine Milliarde Menschen leben in Gebieten, die durch das DDT von endemischen Erkrankungen befreit wurden. Malariasterblichkeit in einigen Ländern1,2:
Es hat nach dem Zweiten Weltkrieg große Erfolge zu verzeichnen gehabt gegen den Kartoffelkäfer, gegen die Anopheles Mücke (Malaria, Fleckfieber, Gelbfieber) und die Tse-Tse-Fliege (Schlafkrankheit) in den Tropen3. Die Erkrankungen an Typhus, Pest und Cholera konnten durch die wirksame Bekämpfung der die Erreger übertragenden Mücken, Läuse und Fliegen (Vektoren) drastisch reduziert werden. DDT hat so Nutzpflanzen vor Virusbefall bewahrt, es hat auch die Pest und den Typhus nahezu ausgerottet. DDT hat vermutlich mehr Leben gerettet als alle Antibiotika zusammen.
DDT ist sehr wenig selektiv, oft ein Vor- manchmal ein Nachteil bei 1.2 Millionen bekannten Arten von Insekten; DDT ist z.B. für Bienen gefährlich.
Der Einfluß von DDT auf die Malaria hat in den Tropen Ende der siebziger Jahre nicht nur durch das Absetzen von DDT, sondern auch durch Resistenzentwicklung der Anopheles (Überträger-Mücke) wieder stark zugenommen.
Für Insekten, die keine Chitinschicht aufweisen, z.B. die Blattläuse, und auch für Haustiere und Menschen ist DDT in der üblichen Verdünnung relativ harmlos.
LD50 (Ratte oral): 113 mg/kg, MAK: 1 mg/m3, ADI: 0,005 mg/kg/d. Beim Menschen treten nach Aufnahme von ca. 300-500 mg erste Symptome auf (Schweißausbrüche, Parästhesien an Lippen und Zunge, Kopfschmerzen, Übelkeit). Die letale Menge oral in öliger Lösung, dürfte zwischen 150 - 750 mg/kg Körpergewicht liegen. Wässerige Lösungen sind oral relativ harmlos4. Ein Mensch kann ohne klinisch nachweisbare Erkrankung 0.5-0.75 g DDT einnehmen. Jedoch erst nach Dosen von über 1g kommt es zu Gleichgewichtsstörungen, Verwirrtheit, Tremor, Krämpfen, Rhythmusstörungen. Die Gefährdung durch akute Vergiftung, einmalige Einnahme großer Mengen, tritt mit 1.5 - 5 Gramm reinem DDT nach 30-60 Minuten auf. Vergiftungen mit 18 g sind überlebt worden.
Chronische Vergiftungen sind trotz der während des Krieges bei Millionen von Personen durchgeführten DDT-Prophylaxe beim Menschen nicht bekannt geworden5.
Ein Keim chemischer Umweltdiskussionen läßt sich 1962 finden, als die amerikanische Biologin Rachel Carson mit ihrem Roman "The Silent Spring" ein breites Publikum fand. Im ersten Kapitel, überschrieben mit "Zukunftsmärchen", einem Stimmungsbild, schildert sie den Tagesanbruch in einer nahen Zukunft6:
"Es herrschte eine ungewöhnliche Stille. Wohin waren die Vögel verschwunden? Viele Menschen fragten es sich, sie sprachen darüber und waren beunruhigt. Die Futterstellen im Garten hinter dem Haus blieben leer. Die wenigen Vögel, die sich noch irgendwie blicken liessen, waren dem Tode nah; sie zitterten heftig und konnten nicht mehr fliegen. Es war ein Frühling ohne Stimmen. Einst hatte in der frühen Mor-gendämmerung die Luft widergehallt vom Chor der Wander- und Katzendrosseln, der Tauben, Hühner, Zaunkönige und unzähliger anderer Vogelstimmen, jetzt hörte man keinen Laut mehr; Schweigen lag über den Feldern, Sumpf und Wald."
Dieser Roman zeigte weitreichende Folgen. Am 15. Mai 1963 übergab der wissenschaftliche Berater J.B. Wiesner einen von Präsident John F. Kennedy verlangten Bericht, in dem er feststellte, daß die unkontrollierte Verwendung giftiger Chemikalien eine potentiell größere Gefahr darstelle, als der radioaktive "fallout" der A-Waffen Tests. Eine Substanz, die hier ins Zentrum der Di-skussion gerückt wurde, war das Dichlordiphenyltrichlorethan, abgekürzt das DDT.
Neben den beeindruckenden Erfolgen der chlorierten Insektizide hat sich die umfassendere ökologische Problematik immer deutlicher zu erkennen gegeben. Die fettlöslichen Eigenschaften führen zu einer Anreicherung in der Nahrungskette, vom Meeresplankton zum fischfressenden Vogel, bis zu einem Faktor von 85'000. Die Halbwertszeit für die Zersetzung im Boden beträgt nach heutigem Wissen etwa 1 Jahr. In der Tierwelt ist das DDT im Fettgewebe jedoch bedeutend stabiler. Besonders belastet durch diese Substanzklassen sind die schon angesprochenen fischfressenden Vögel, die einen Teil der Brut durch den gestörten Kalkstoffwechsel verlieren. Auch der seltene Weißkopfseeadler ist davon betroffen - seit 1782 das Wappentier der USA! Möglicherweise ist aber ein Teil dieser Vogelschäden nicht nur auf das DDT, sondern auch auf die PCB (polychlorierte Biphenyle) zurückzuführen.
Auch das Argument der hohen Persistenz des Wirkstoffs wird heute differenzierter gesehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass DDT unter dem Einfluß von UV-Licht sogar sehr schnell zu CO2 und HCl abgebaut wird. Dies wäre eine Erklärung dafür, dass der Gehalt an DDT in der Umwelt nicht zunimmt, obwohl es in den Ostblockstaaten und den Entwicklungsländern weiterhin produziert wird.
Man hat versucht metabolisierende Bestandteile in das Molekül einzubauen. So z.B. Methoxy-Gruppen. Dabei zeigt das Verhalten in der Umwelt dieselben Eigenschaften wie die Pharmakokinetik, Halbwertszeiten, Gleichgewichtskonzentrationen und Kumulationen7:
Lipophile Substanzen werden zwar besser aufgenommen, sie werden aber oft an Plasmaproteine gebunden und in Fettdepots abgelegt. Die freie Konzentration im Plasma ist deshalb sehr oft ziemlich klein. Die Halbwertszeit für die Ausscheidung ist aber im allgemeinen groß. DDT dringt durch die Membranen (auch die Haut) und löst sich in den Lipoiden der Nerven. Es entwickelt gegenüber den Insekten eine große, gegenüber den Warmblütern eine geringe Toxizität. DDT ist fischtoxisch.
Die Anwendung von DDT ist heute in den wichtigsten Industriestaaten wegen der Mutagenität verboten &endash; seit 1971 in der Schweiz, seit 1972 in den USA. Die Grenzkonzentration für das Trinkwasser ist auf 0,1 mg pro Liter festgelegt worden. Das ist heute analytisch meßbar und entspricht, als Zeitspanne ausgedrückt, 3/1000 Sekunden auf ein Jahr!! Diese Konzentration kann das Wachstum einiger grüner Algen verlangsamen. Für die Amerikaner wurde ausgerechnet, dass sie 1968 noch 28 Millionstel Gramm DDT pro Tag mit der Nahrung aufnahmen. Heute ist dieser Wert wesentlich kleiner. Was die Konsequenzen dieser Aufnahme sein könnten, war nie kausal nachweisbar.
Trotz der Resistenzentwicklung der Anopheles spricht sich 1973 die WHO im Hinblick auf die weltweite Malariabekämpfung gegen ein Verbot aus und bedauert einige Jahre später den Mangel an DDT, das wesentlich billiger ist als alle Alternativen.
Die Ministerpräsidentin von Indien, Indira Ghandi, hat im Zusammenhang mit der DDT - Problematik den Satz geprägt: "Verhungernde kennen kein Restrisiko". In den Entwicklungsländern wird DDT noch heute angewendet8.
Die Zahl der heute auf dem Markt befindlichen verschiedenen Pestizidpräparate dürfte zwischen 10'000 und 20'000 liegen. Dieser unüberschaubaren Vielfalt an Präparaten liegen jedoch nur ca. 250 verschiedene Wirkstoffe zugrunde, und hier dominieren nur wenige.
Die Ausgangssubstanzen sind sehr billig, die Herstellung sehr einfach: Kondensation von Chloral mit Chlorbenzol in Gegenwart von Schwefelsäure oder Oleum (rauchende Schwefelsäure)9.
Eigenschaften und deren Folgen:
Bei praktisch quantitativem Umsatz werden in der technischen Synthese etwa 70% p,p'-DDT (4,4'-DDT) und ca. 20% insektizid nur schwach wirksames o,p'-DDT (2,4'-DDT) erhalten.
Überraschend hat man 1995 herausgefunden, dass eigentlich gar nicht das DDT selbst für die negativen Wirkungen verantwortlich ist, sondern das Nebenprodukt 2,4'-DDT, welches bei der technischen Synthese mit bis zu 25% anfällt10. Dieses tritt in zwei spiegelbildlichen, chiralen Formen auf.
Isomere der technischen Synthese:
insektizide Eigenschaften kaum insektizide Eigenschaften
wenig oestrogene Effekte
Wir Chemiker müssen bei Synthesen die Nebenprodukte und deren Konfigurationen genau aufklären und beurteilen.
Die Diskussion um DDT könnte unter dem Motto neu beginnen:
Jeder hat das Recht auf eine eigene Meinung, aber nicht auf eigene Fakten.
Dr. Peter Bützer, Kantonsschule Heerbrugg
Hans Rudolf Christen / Günter Baars
Chemie
1. Auflage 1997
808 Seiten, Fr. 62.-
Verlag Sauerländer, Aarau
ISBN 3-7941-3768-X
Diesterweg Verlag, Frankfurt am Main ISBN 3-425-05393-0
Seit 1962 kennen und schätzen die Naturwissenschaftler die Chemie von Hans Rudolf Christen als klassisches Grundlagenwerk der propädeutischen Chemie. Nun hat der Autor zusammen mit seinem Freund und Koautor Günter Baars das Buch neu geschrieben und präsentiert uns ein 800-seitiges Werk. Drucktechnisch kommt es mit wenig Farben aus und besticht durch seine schlichte, klare Aufmachung. Damit im Einklang steht der in zarten Pastellfarben gehaltene Einband, der nach einem von Lisa Christen-Züst gestalteten Entwurf geschaffen wurde. Das ursprünglich graue, später braune und blaue erscheint nun völlig neu als lila-Buch, das immer noch das Gesamtgebiet der Chemie in einem Band auf aktuellem Stand behandelt.
Nicht nur das Äußere, auch der Text besticht durch die klare Formulierung. Die Autoren verzichteten bewußt darauf, einen Lehrgang zu schreiben und hielten an der bewährten Gliederung der Chemie fest. So findet man die organische Chemie im letzten der vier Hauptteile des Buches. Teil 1 erklärt den Aufbau der Materie. Die phänomenologische Einteilung der reinen Stoffe wird eng verknüpft mit der Bindungslehre. Die Stoffklassen erscheinen wieder als Charakter in der für das Verständnis der Chemie grundlegenden Tabelle Zusammenfassung der Beziehungen zwischen Struktur und Eigenschaften; es wäre noch zu überlegen, ob man die hochmolekularen Stoffe einbeziehen möchte. Im Teil 2 wird das Wesen der chemischen Reaktionen in gekonnter Art dargestellt. Die Stoffchemie im Teil 3 wurde durch die Übergangsmetalle erweitert sowie durch die Kristallfeld- und MO-Theorie ergänzt.
Sieht man genauer hin, so stecken in der Gliederung des Buches doch einige wichtige Neuerungen, von denen zwei hier vorgestellt werden sollen: Der Text beginnt nicht wie in der "alten Chemie" und in vielen anderen Lehrbüchern mit der Einteilung der Stoffe und den Trennmethoden. Im neuen Buch setzen die beiden Autoren, nach einer kurzen Einleitung über Stoffe und Stoffumwandlungen, direkt mit den Begriffen Elemente, Atome, Moleküle und Ionen ein. Im Abschnitt über die "Bindungsverhältnisse in Kohlenstoffverbindungen" werden verschiedene Modelle vorgestellt (delokalisierte bzw. lokalisierte MO und deren Kombination im Benzol), mit denen eine Beschreibung der Bindungen möglich ist.
Die gewohnten Übungen am Ende jedes Kapitels mit den Lösungen am Schluß des Buches sind wiederum als willkommene Hilfestellung zu beachten. Mit den Kästen, die unmittelbar vor den Übungen plaziert sind, hat das Werk ganz besonders an Aktualität gewonnen. Ob Farbenphotographie oder flüssige Kristalle, eine Vierfachbindung (!), thermochemische Produktion von Wasserstoff, Nitrat im Boden und Trinkwasser . . . Dies ist nur eine kleine Auswahl von Beispielen, die gerade heute hätten in der Zeitung stehen können und die kompetent behandelt werden.
Die umfassende, moderne "Chemie" wird im künftigen Schwerpunktfach an den Schweizer Gymnasien bestimmt Verwendung finden. Weiterhin wird es auch von den Naturwissenschaftlern an den Hochschulen geschätzt werden. Den beiden Autoren kann man zur fruchtbaren Zusammenarbeit und zum erfolgreichen Werk nur gratulieren !
Albert Liechti, Hagneck
Vor einem Jahr ist im AT-Verlag mein neuartiges Bestimmungsbuch für Blätterpilze und Röhrlinge erschienen. Inzwischen bewährt es sich im verbreiteten Gebrauch und wurde in verschiedenen Fachzeitschriften, in Tageszeitungen und Radio sowie mehrmals im Schweizer Fernsehen besprochen. Gerne benütze ich jetzt die Gelegenheit, im c+b an ein Fachpublikum aus dem Bereich Unterricht zu gelangen.
Inhalt
Das Werk umfaßt einen stabilen Schuber mit vier Teilen:
· Buch mit 500 Seiten Umfang:
- detaillierte Beschreibung der häufigsten Gattungen.
- systematischer Schlüssel zur übersichtlichen Bestimmung von 2000 Arten.
- 500 Fotos der wichtigsten Arten.
· 120 gestanzte Karten nach 120 Bestimmungskriterien. Durch Übereinanderlegen der ausgewählten Karten kann die Gattung übersichtlich und einfach ermittelt werden.
· Leitfaden zum Gebrauch der Karten. Mit 120 Bestimmungskriterien zu Farbe, Form, Geruch usw.
· Diskette als Alternative zum Kartenset: einfaches Gattungsbestimmungsprogramm für den PC.
Preis: CHF 138.-
Unterschied zu herkömmlichen Bestimmungsbüchern
Bei traditionellen Bestimmungsschlüsseln gilt es, eine vorgegebene Reihenfolge von Fragen zu beantworten. Dieses Buch bietet einen neuen Weg. Die wesentlichen Merkmale sind in einem Leitfaden erklärt und definiert. In freier Reihenfolge werden jene ausgesucht, die auf einen zu bestimmenden Pilz zutreffen. Mit jedem zusätzlichen Merkmalwird der Kreis der verbleibenden Gattungen eingeschränkt und schließlich bleibt nur noch eine. Dieses Eliminationsverfahren kann anschaulich mit den gestanzten Karten gezeigt werden (sehr geeignet für Vorführungen, z.B. am Hellraumprojektor). Mit dem Computer geht das Ganze ebenso und natürlich viel schneller. Zudem können auch Merkmale aus dem mikroskopischen Bereich zur Bestimmung beigezogen werden.
Zum Gebrauch
Ich bin selber Lehrer und mache viele Führungen mit Kindern und Erwachsenen. Aus diesen Erfahrungen heraus ist das Buch entstanden. Wenn es jemand im Unterricht einsetzen möchte, bin ich gerne zur Unterstützung bereit. Eine Serie Bücher kann bei mir ausgeliehen werden und über Internet und e-mail bin ich bereit, Fragen von Lehrern und Schülern sofort zu beantworten (z.B. für Vorträge). Da die neue Methode einen hohen spielerischen Anteil hat und zudem Computertechniken eingesetzt werden können, bin ich überzeugt, dass damit ein Teil der Schüler sehr gut angesprochen werden kann.
Für Auskünfte finden Sie mich unter
http://www.Pilze.ch und der e-mail Adresse Winkler@x8.net.
&laqno;Während dieses Klassenlagers lernte ich die Natur erst richtig kennen. Vorher war sie für mich einfach die Natur mit verschiedenen Pflanzen und Tieren. Ich beobachtete sie gar nicht, sondern ließ sie einfach an mir vorbeisausen. .. » (Daniel, 15 Jahre) Naturlager und Projektwochen sind ideale Gelegenheiten, aus dem (Schul)Alltag auszubrechen und anders zu unterrichten. Wie wär's also mit einem naturkundlichen, erlebnisreichen Aufenthalt während mehreren Tagen in der Natur? Oft zögert man vor dem ersten Schritt. Pro Natura möchte mit der Planungshilfe &laqno;Naturlager und Projektwochen» Lehrerinnen und Lehrer, aber auch Jugendgruppenleiter motivieren, eine Woche zum Thema Natur und Naturschutz zu planen. Das Merkblatt ist die Anleitung dazu. Es ist unterteilt in Erlebniswochen im Angebot, Arbeitseinsätze für die Natur und Projektwochen auf eigene Faust zu Themen wie Wasser, Wald, Kleinlebewesen, Landwirtschaft und Natur im Winter. Zudem enthält es viele praktische Ideen, einen Überblick über Einrichtungen, Materialien sowie viele nützliche Kontaktadressen.
Die Planungshilfe &laqno;Naturlager und Projektwochen» kann zu Fr. 4.50 bezogen werden bei
Pro Natura
Postfach
4020 Basel
(bitte Fr. 4.50 in Briefmarken sowie adressiertes und frankiertes C5-Couvert beilegen, danke).
Maurice Cosandey
David Kaplan et Steven Crow de l' Université d'Arizona ont réussi à électrolyser ce qui semblait impossible jusqu'ici, à savoir une molécule de CO2. Le "solvant" est une céramique de zircone, ou oxyde de zirconium ZrO2, dont le réseau est un refuge parfait pour les ions oxyde, surtout s'il est dopé à l'yttrium. Si donc on dispose une plaque de zircone entre deux électrodes poreuses, et qu'on porte le tout dans une atmosphère de CO2 à haute température (400°C), les ions O2- diffusent à l'anode, où ils se déchargent en libérant de l'oxygène gazeux. Les ions positifs CO2 + se déchargent à la cathode en libérant de l'oxyyde de carbone CO. Il se produit donc les réactions suivantes :
Dans la zircone :
CO2 ------> CO2+ + O2-
A la cathode :
CO2 + + 2 e- ------> CO
A l'anode :
2 O2&endash; ------> O2 + 4 e-
On espère utiliser cette méthode dans la future mission spatiale qui ira sur la planète Mars en 2003. Cela pourrait être un moyen pour se procurer de l'oxygène à partir du gaz carbonique qui est abondant sur Mars, selon New Scientist no. 2088 du 28.6.1997, en page 24.
Selon une petite nouvelle parue dans le New Scientist du 8.3.1997, en page 6, il semble qu'on ait de plus en plus recours aux déchets de plastique à la place de charbon dans les hauts-fourneaux allemands. Réduits en fragments de la taille des chips, les déchets de plastique peuvent alimenter les hauts-fourneaux comme le charbon. Leur pyrolyse est instantanée et produit du CO et de l'hydrogène, lesquels gaz conviennent très bien pour réduire le minerai de fer en fonte.
Ce processus a deux avantages : il fournit de la fonte sans soufre ni phosphore d'abord, et ensuite il résoud le délicat problème du recyclage des plastiques usagés. En Allemagne les dispositions légales interdisent la destruction des déchets plastiques par le feu. Mais leur emploi dans les hauts-fourneaux est légalement autorisé, car il n'est pas considéré comme une combustion.
Selon Pure and Applied Chemistry 1997, 69, p.993, 16 laboratoires différents ont analysé la masse moléculaire de deux sortes de polypropylène isotactique du commerce, à savoir le Moplen S30S, et le Daplen PT55. La masse moléculaire moyenne ainsi déterminée, est de 467'000 ± 6% pour le Moplen, et de 206'000 ± 13% pour le Daplen. La molécule de polymère est donc formée de respectivement 11'100 ± 700 et de 4900 ± 700 molécules de monomères C3H6.
La vanilline se fabrique facilement à partir de la lignine du bois, qui est un sous-produit de l'industrie du papier. Si la tendance actuelle continue, cela risque d'être l'inverse : le papier risque de devenir un sous-produit de l'industrie de la vanilline.
En effet, selon Martin Hocking, la plus grande usine de papier du Canada produit 92'000 tonnes de papier par an, ce qui rapporte 47 Mio $ par an. Cette industrie produit des déchets de lignine qui ont presque autant de valeur que le papier lui-même. En effet, après une fermentation à NaOH et une oxydation à l'air à 160 °C, on peut en extraire de la vanilline, et assez pour en produire 3400 tonnes par an, ce qui rapporte 51 Mio $ par an. Ainsi la vanilline rapporte davantage que le papier dont elle est soi-disant un sous-produit industriel !
A titre d'information complémentaire, l'article précise également que la vanilline extraite de la vanille ne constitue que le 8% de toute la vanilline consommée dans le monde (J.Chem.Ed. 74, 9, p.1055). Le reste est produit à partir du bois, ou directement par synthèse à partir du phénol. En effet, la vanilline, dont le nom scientifique est 3-méthoxy-4-hydroxy-benzaldéhyde, peut être obtenue en 4 étapes par synthèse directe.
Une équipe de chimistes indiens a mis au point une nouvelle manière pour fabriquer des nanotubes de céramique au zirconium. Jusqu'à ce jour, tous les nanotubes connus sont des buckytubes, et ils dérivent de la fameuse molécule de carbone en forme de ballon de football, appelée fullerène. Mais aujourd'hui, Ram Rao de l'Indian Institute of Science à Bangalore est parvenu à fabriquer des microtubes en oxyde de zirconium, selon Chem. Comm. 16, p.1581, 1997. Pour y parvenir, on trempe des buckytubes en carbone dans une solution de ZrCl4. On produit l'hydrolyse en élevant le pH : il se produit une couche monomoléculaire de ZrCl4. On chauffe le tout à l'air : le squelette de carbone brûle, laissant la couche externe de céramique ZrO2. Rao a également fabriqué de pareils nanotubes en oxyde de ruthénium.