Fach: Chemie

Thema: Erfassung und Darstellung von Messwerten

Wiederholte Messungen erfordern nicht nur experimentell, sondern auch in der graphischen Darstellung einen erheblichen Zeitaufwand.

Für die schnelle graphische Darstellung alleine reichen freeware-Programme (z.B. dataplot - es gibt mehrere Programme mit gleichem Namen!). Schüler können Ihre Messdaten - wenn sie sich in das Programm eingewöhnt haben (hierzu ist eine Stunde oder ein gutes Arbeitsblatt erforderlich) - schnell in eine Tabelle eintippen und die Kurven zeichnen lassen. Interessant sind hier zusätzliche Features wie "Ableiten", so lässt sich z.B. beim Wendepunkt einer Titration ein schöner Bezug zum Mathematikunterricht herstellen. Für das Zeichnen erster Titrationskurven in der Mittelstufe sind solche Programme zunächst ausreichend.

Handmessungen haben jedoch Nachteile: Messungen mit kurzen Zeitabständen sind nicht möglich und mehrere Größen gleichzeitig zu messen ist sehr schwierig. Hier sind Computer und sinnvollerweise auch ein Analog-Digital-Wandler unverzichtbar.

Ein Teil der Messgeräte auf dem heutigen Markt (GC, Waagen, Spektrometer, ...) weißt bereits eine serielle oder USB-Schnittstelle auf, kommt ohne extra Wandler aus, spezielle Software wird auch angeboten. Die Übertragung erfolgt bei manchen Geräten noch über die fast "ausgestorbene" RS-232-Schnittstelle, die an heutigen Laptops nur noch im Glücksfall anzuschließen ist. Deshalb ggf. gleich einen RS-232-USB-Adapter mitkaufen! Übertragung der Daten in z.B. Excel ist je nach Gerät recht umständlich.

Der Kauf eines Wandlers bringt jedoch fast alle (auch antiken) Messgeräte der Chemiesammlung an den PC, zumindest diejenigen, die früher an einen Schreiber angeschlossen wurden. Die hierfür angebotene Software ist nach unseren Erfahrungen recht komfortabel: Schülerinnen und Schüler können z.B. im Lösungsmittelpraktikum gleich alle ein Gaschromatogramm mit berechneten Flächen (in %) zum Einkleben in Ihr Heft mitnehmen. Unsere Wandler-Erfahrungen beruhen auf dem "Allchemmissten" (AK Kappenberg) und der mitgelieferten Software. In der Schule verwenden wir sowohl einen PC auf einem fahrbaren Tisch als auch einen Laptop mit Wandlern. Letzterer ermöglicht auch Außenmessungen im WLAN-Bereich (z.B. angrenzender Park). Pro Wandler sind 2 Messungen gleichzeitig möglich. Der Anschluss von 2 Wandlern an einem PC ermöglicht dann 4 Messungen gleichzeitig. Interessant ist z.B. bei einer Titration die gleichzeitige Messung des pH-Werts und der Leitfähigkeit. Darüber hinaus lassen sich viele weitere Größen messen, die in der Physik und Chemie üblich sind. Gute Einsatzmöglichkeiten sind in der Umweltanalytik. Chloridbestimmungen z.B. müssen nicht mehr nach der giftigen Mohrmethode durchgeführt werden, sondern lassen sich z.B. nach einer Gewässerexkursion wie am Fließband konduktometrisch mit Silbernitratlösung durchführen.

Bisher keine positive Erfahrung mit käuflich zu erwerbender Software haben wir bei Langzeitmessungen (z.B. Massenverlust) über Tage und Wochen gemacht (unabhägnig von Rechner und Betriebssystem). Irgendwann wurde nichts mehr gemessen oder der Rechner ist "abgestürzt". Hier bietet es sich an, leistungsstarke Schüler ein kleines Programm schreiben zu lassen, um die Daten über die RS-232-Schnittstelle einlesen zu lassen. Umständlich ist dann hier nur das Überführen der Daten in andere Programme.

Zentrales Speichern und Drucken: Hiermit haben wir gute Erfahrungen gemacht. Die Sammlung bietet zentral einen Farb- und einen Laserdrucker. Messungen der Schülerinnen und Schüler werden zentral auf einem hierfür vorgesehenen PC in der Chemiesammlung mit Verzeichnis für jede Klasse abgelegt. Die Daten können dann aus allen Räumen der Schule verwendet oder auf USB-Stick geladen werden und zu Hause in die Protokolle bzw. Hausaufgaben eingebunden werden, ohne dass die Messung der letzten Stunde gerade auf dem Rechner wäre, den die andere Klasse gerade benutzt.

Beispiel: Verdünnung einer Säure