Experimentiertag – Biotechnologie

Worum geht es?
An diesem Experimentiertag seid Ihr ganz nah an der Forschung: Die Wissenschaftler:innen im Forschungszentrum Jülich arbeiten daran, aus nachwachsender Biomasse Treibstoffe herzustellen. Der Clou dabei ist, dass diese Treibstoffe klimaneutral sind. Bei ihrer Verbrennung wird also die Menge an Kohlenstoffdioxid freigesetzt, die beim Wachsen der Biomasse aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Als Schüler:in vollziehst Du die notwendigen Schritte zur Herstellung von Ethanol im Labor nach und lernst nebenbei wesentliche Grundlagen der Laborarbeit.

Ablaufbeschreibung:
Du als Schüler:in produzierst mit Hilfe von Saccharomyces cerevisiae Ethanol (klassische Alkoholische Gärung) und untersuchst dabei die Ethanolausbeute beim Einsatz unterschiedlicher Zucker. Du destillierst einen Hefeansatz, um aufkonzentriertes Ethanol zu gewinnen, und bestimmst anschließend den Ethanolgehalt mithilfe eines Gaschromatographen. Das gewonnene Ethanol wird zum Betreiben einer Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (DEFC) eingesetzt. Alle Experimente werden von Dir mithilfe von Experimentierboxen selbständig aufgebaut und durchgeführt. In der Zusammenfassung betrachtest Du dann den ganzen Produktionsweg noch einmal unter ökonomischen, ökologischen und sozialen Gesichtspunkten.

Vorgesehene Experimente:
– Produktion von Ethanol – Experimentierbox I
– Produktaufreinigung durch Destillation – Experimentierbox II

Lernvoraussetzungen:
1. folgende Grundbegriffe und deren Bedeutung kennen:
– Aufbau eukaryotischer Zellen (Pflanzen, Tiere, Pilze)
– Destillation und Chromatographie als Verfahren zur Trennung homogener Stoffgemische
– Aufbau von Kohlenwasserstoffen, Hydroxylgruppe

2. das wissenschaftspropädeutische Vorgehen kennen und wissen, warum man so vorgeht:
– Problemstellung/Aufstellen von Hypothesen
– Planen, Durchführen, Beobachten und Auswerten eines Versuches
– Verifizieren bzw. Falsifizieren der Hypothesen