Nachhaltigkeit in der Chemie: Wellplates als "Lösung" für Lösungen von Schwermetallsalzen

Nachhaltigkeit ist auch im Fach Chemie ein Thema. So ärgerte es die Lehrerinnen und Lehrer im Fach Chemie schon lange, dass bei Experimenten im Bereich der Elektrochemie immer große Volumina an Lösungen anfielen, die Salze von Schwermetallen enthielten. Diese sind hochproblematisch, da sie zum größten Teil als umweltgefährdend eingestuft sind, nicht ins Abwasser gelangen dürfen und daher besonders entsorgt werden müssen. Die großen Volumina der Schwermetallsalzlösungen, die anfallen, liegen im klassischen Aufbau von elektrochemischen Zellen im Unterricht begründet. Dabei tauchen Metallelektroden in Bechergläser oder U-Rohre, die mit Schwermetallsalzlösungen gefüllt sind. Pro Halbzelle werden dabei ca. 20 mL Lösung benötigt. Messen die Schülerinnen und Schüler dann pro Gruppe 5 Halbzellen gegeneinander, kommen bei 6 Gruppen schnell mehr als ein halber Liter an zu entsorgenden Lösungen zustande.

Neben der Problematik für die Umwelt entstehen so auch enorme Kosten. Zunächst müssen große Mengen der benötigten Salze gekauft werden und anschließend große Volumina ihrer Lösungen kostenintensiv über Spezialfirmen entsorgt werden. Die Lösung diese Problems lieferte nun der 3D-Drucker der Schule. Inspiriert von einem Artikel aus dem Internet konstruierte Herr Köhler mit einem CAD-Programm Halterungen, die mit sogenannten „Wellplates" bestückt werden können. Zudem können so auch die Metallelektroden befestigt werden. Diese Wellplates besitzen sechs Vertiefungen, die als Halbzellen dienen können. So werden pro Halbzelle nur noch 5 mL der Schwermetallsalzlösungen benötigt. Gleichzeitig entfällt das lästige Entleeren der für die Versuche benötigten Bechergläser und U-Rohre, da in den Wellplates jeweils mehrere Halbzellen gegeneinander gemessen werden können. Eine Win-Win-Situation also, da der hohe Verbrauch und somit die kostenintensive Entsorgung an bzw. von problematischen Schwermetallsalzlösungen vermieden und so enorme Kosten eingespart werden können. Die Umwelt kann auf diesem Wege ebenfalls in großem Maße entlastet werden.

Dies ist nur eines von vielen Projekten, die Herr Köhler bereits mit dem 3D-Drucker der Schule umgesetzt hat. So wurden in der Vergangenheit unter anderem Unterrichtsmaterialien wie ein Ionenpuzzle, Modelle zur Elektronenübertragung oder Modelle verschiedener Modifikation des Kohlenstoffes gedruckt.