Beim vorgestellten Experiment handelt es sich um die quantitative Konzentrationsbestimmung des Azofarbstoffs Azorubin (E 122) im Getränk „Powerade Wild Cherry“. Die Schülerinnen und Schüler führen mit ihren eigenen Smartphones und Tablets quantitative Messungen durch und erarbeiten sich dabei das Funktions- und Auswertungsprinzip der Analyse, welche dann zur Funktion und zum Aufbau eines echten Spektralphotometers überleitet.

Zusammenfassung

In der vorgestellten Unterrichtseinheit führen die Schülerinnen und Schüler mit ihren eigenen digitalen Endgeräten eine quantitative Konzentrationsbestimmung eines Farbstoffes durch. Gegenstand der Untersuchung ist das isotonische Sportgetränk „Powerade Wild Cherry“, welches den Azofarbstoff Azorubin (E 122) enthält und den meisten Jugendlichen aus ihrer Lebenswelt bekannt ist. So wird, anknüpfend an Alltagserfahrungen, ein schulpraktikabler Weg beschritten, um die Massenkonzentration des Azofarbstoffes zu bestimmen. Die zur Konzentrationsbestimmung nötige Vorgehensweise wird von den Lernenden sukzessive in einem Wechsel aus zentralen und dezentralen Phasen erarbeitet und anschließend durchgeführt. Auf diese Weise werden sowohl kognitive als auch praktische Grundlagen gelegt, um das grundlegende Messprinzip einer professionellen Konzentrationsbestimmung mit einem echten UV/VIS-Spektralphotometer zu verstehen. Vertiefend werden der Aufbau und die Funktionsweise eines klassischen Spektralphotometers vorgestellt und mit dem selbst entwickelten Smartphone-Photometer-Aufbau verglichen und analogisiert. Die in der Praxis erprobte Unterrichtseinheit legt nahe, dass ein tiefergreifendes Verständnis über die Funktionsweise eines Blackbox-Gerätes wie das Spektralphotometer besonders dann hervorragend generiert werden kann, wenn die Schülerinnen und Schüler sich die nötige Vorgehensweise und das Messprinzip selbst erarbeiten und erst im Anschluss daran das tatsächliche Gerät kennenlernen.

Summary

In this teaching unit, students use their own digital devices to determine the concentration of a dye in a sports drink. The method is gradually developed and carried out by learners, building their cognitive and practical foundations. A classic spectrophotometer is compared to a self-developed “smartphone photometer” setup. The teaching unit suggests that a deeper understanding is gained when students work out the necessary procedure and measurement principle themselves before becoming familiar with the actual device.