Chemie-WPU-Kurs in der Fakultät für Chemie

Am 16.Januar 2019 hat der WPU- Kurs Naturwissenschaften und Technik die Chemiefakultät im Rahmen des Nachmittagsunterrichts besucht. Anfangs haben wir die Röntgenstrukturanalyse von der Doktorandin Annika Münch gezeigt bekommen. Besonders gut fanden wir hierbei die Erklärung zur Funktionsweise des Diffraktometers. Wie anstrengend und mühsam das Finden eines geeigneten Kristalls zum Röntgen ist, wurde uns erst deutlich, nachdem unsere selbst isolierte Acetylsalicylsäure (ASS, bekannt als Aspirin) auf geeignete Kristalle untersucht wurde. Falls Fragen aufkamen, konnte Annika uns immer verständliche Antworten geben. Die Auswertung der gesammelten Ergebnisse geschah fast automatisch auf dem PC, wie uns am Beispiel von organischer Citronensäure gezeigt wurde.

Anschließend wurden wir von dem Doktoranden Nico Graw in der Chemiefakultät herumgeführt. Als erstes wurde uns das neue Chemielabor mit all seinen Tücken und Vorteilen vorgestellt. Daraufhin zeigte er uns sein altes „Lieblingslabor“, in dem er überwiegend seine Arbeit verrichtet. Hauptsächlich erforscht er Verbindungen aus organischen Stoffen mit Metallen. Da diese sehr reaktiv gegenüber Luft sind, arbeitet er fast nur unter Argon als Schutzgas. Dies ist mit einer so genannten Schlenkapparatur, hoher Konzentration und größter Vorsicht möglich. Bevor wir zu den hochreaktiven Stoffen gegangen sind, zeigte er uns noch flüssigen Stickstoff, welcher bei -196°C flüssig ist und dann in den gasförmigen Zustand übergeht, bei der vergleichbar hohen Raumtemperatur. Bei den hoch reaktiven Stoffen konnten wir die Funktion einer Handschuhbox kennenlernen, die komplett mit Argon gefüllt ist, um keine Reaktion zu verursachen. Apparaturen und Chemikalien können nur über Luftschleusen eingeführt werden. Zum Ende des Rundganges in der Chemiefakultät kamen wir zu den Apparaturen, welche genutzt werden, um Wasser aus verschiedenen, gelieferten Lösungsmitteln für organische Metallverbindungen zu ziehen, welche komplett rein sein müssen, um ungewollte Reaktionen zu vermeiden.

Zum Schluss, um 16 Uhr, nach einem kleinen Pause, ging es dann zum NMR (Nuclear Magnetic Resonance), ein Verfahren, bei dem die Atome in einem starken Magnetfeld durch Strahlung angeregt werden und dann in ihre ursprüngliche Position zurück fallen gelassen werden. Dabei wird Energie in Form von Strahlung wieder freigegeben, welche ausgewertet werden kann, um die Position und Sorte der Atome zu bestimmen. Durchs NMR hat uns freundlicherweise Dr. Michael John geführt. Die Methode wurde uns mit einem Modell erklärt und anschließend mit unserer selbst hergestellten Acetylsalicylsäure (ASS), welche als Medikament gegen Kopfschmerzen genutzt wird, getestet. Das NMR hatte dabei die beeindruckende magnetische Leistung von 7 Tesla (ein haushaltsüblicher Magnet hat ungefähr 0,2 Tesla), wobei das starke Magnetfeld durch gegengepolte Magneten beinahe komplett neutralisiert wird, sodass man in einem Meter Entfernung keine Auswirkungen spüren konnte. Diese enorme Leistung wurde durch mit flüssigem Helium gekühlte Supraleiter ermöglicht. Die Messzeit betrug nur knapp drei Minuten, nach denen wir unsere gesammelten Daten begutachten konnten, die in einem NMR-Spektrum dargestellt wurden. Dabei haben wir herausgefunden, dass unser ASS gerade mal um 10% verunreinigt war, was sehr gut für eine in der Schule hergestellte ASS ist. Trotz des langen Tages war der Besuch des NMR vermutlich der interessanteste Teil der Exkursion.

Felix, Luca, Pascal, Thies