Dr. Katharina Maria Kuse

Katharina Kuse
Bildquelle: privat

NatLab - FB Biologie, Chemie, Pharmazie

Mitmach- & Experimentierlabor für Schüler*innen

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Aufgabenbereich

Leitung Chemie

Adresse Fabeckstraße 34-36
Raum U 307
14195 Berlin
Telefon +49 30 838 - 72 896
E-Mail katharina.kuse@fu-berlin.de

Seltene Erden

Das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderte Projekt „Die nachhaltige Nutzung der Seltenen Erden und der Edelmetalle Silber, Gold und Platin“ beinhaltet die Entwicklung eines neuen Experimentierzyklus für Schüler der Sek I und auch Sek II die im Schülerlabor NatLab der Freien Universität Berlin durchgeführt werden können.

„Seltene Erden“

Zu den Metallen der „Seltenen Erden“ (SE) zählt eine Gruppe von 17 chemischen Elementen. Neben Yttrium, Scandium und Lanthan (3.Gruppe im PSE) sind das die Lanthanoide. Heute werden sie zu den sogenannten „strategischen Metallen“ (High-Tech-Metallen) gezählt wie die bekannten Elemente Silber, Gold und Platin.

Im Jahre 2011 haben sich die Preise der Rohstoffe für die SE teilweise verzehnfacht, während gleichzeitig die Nachfrage nach diesen Metallen anstieg. Seither finden sich auch in den Medien kontinuierlich Nachrichten über sie. Wir sind gemeinsam gefordert, einen nachhaltig verantwortungsvollen Umgang mit diesen Metallen anzustreben, da ihr Vorkommen auf unserer Erde endlich ist.

Viele Studierende, Lehrer und auch Hochschullehrer aus dem naturwissenschaftlichen Fächern haben diese 17 SE-Elemente im Zuge ihrer Ausbildung nur am Rande gestreift oder sind ihnen womöglich noch gar nicht begegnet.

Auch wenn sich die SE sich in ihrem chemischen Verhalten überaus ähnlich sind, ist die Vielfalt in ihrer Verwendung groß: Feuersteine (Ce), UV Schutz in Gläsern (Ce), Magnete in Elektrofahrzeugen, Windturbinen und Mobiltelefonen (Nd, Pr, Dy, Tb), NiMH Batterien (La), YAG-Laser (Y), Signalverstärkung in Glasfaserkabeln (Er), Leuchtmittel in Plasma-/LCD-Bildschirmen und Leuchtstoffen (Eu, Tb, Y, Gd), Sicherheitspigmente (Eu), medizinische Diagnostik-Kontrastmittel (Gd).

Experimentierzyklus „Seltene Erden“

Wir freuen uns, gemeinsam mit Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern (SuS), uns dem Begriff „Seltene Erden“ anzunähern. Deren wirtschaftliche und soziokulturelle Bedeutung wird anhand lebensweltlicher Kontexte aufgezeigt. Alltagsgegenstände, die die SuS umgeben, wie z.B. Handys, Leuchtstoffröhren, Windturbinen, Hybridautos, etc. werden gleichzeitig in Beziehung zu den zur Herstellung benötigten Rohstoffen gesetzt. Ihre Schülerinnen und Schüler werden mit dem Ansatz des „Forschenden Lernens“ chemische Fachinhalte miteinander verknüpfen, die auf den grundlegenden Konzepten fußen, welche allen chemischen Fragen zugrunde liegen.

Der Experimentierzyklus „Seltenen Erden“ besteht bislang aus folgenden Versuchen:

• Eine anorganisch-chemische Festkörpersynthese zur Herstellung eines keramischen Hochtemperatur-Supraleiters. Erstaunliche Eigenschaften eines solchen Supraleiters werden demonstriert.

• Zerlegen eines Mobiltelefons und identifizieren wichtiger Metalle, Entnahme der „Seltene Erden“

• Herstellen eines historischen Glühstrumpfes angelehnt die Erfindung des Carl Auer von Welsbach.

Unser Versuchsangebot stellt eine Ergänzung zum regulären Rahmenlehrplan der Mittelstufenchemie (Sekundarstufe I) im Fach Chemie dar. Fachübergreifen werden die Themen Nachhaltigkeit (Geographie) wie auch der Magnetismus (Physik) angesprochen.