Die Diffusion von Ammoniak – Ein Projekttag der E-Phase

Anfang Januar ging die E-Phase E03 der Theodor-Fliedner-Schule unter Leitung von Herrn Philipp Meyer in einem Projekttag der Frage nach, wie schnell Ammoniak in Luft diffundiert (lat. diffundere = verteilen). Ausgangspunkt der Überlegungen war die Fragestellung, wie lange Ammoniak, ein bei Düngung frei werdendes Gas, benötigt, bis es sich im Schulgebäude verteilt hat. Landwirtschaftlich genutzte Felder befinden sich direkt hinter der Theodor-Fliedner-Schule. 

Die Schülerinnen und Schüler untersuchten in Gruppen die Diffusion von Ammoniak in Luft in einem von Herrn Meyer entwickelten Experiment, für das er im letzten Jahr beim Wettbewerb für innovative MINT-Unterrichtsideen bundesweit den 1. Platz unter allen eingereichten MINT (Mathematik-Informatik-Naturwissenschaften-Technik) – Unterrichtsstunden in Berlin erhielt. Im Experiment macht er sich die basischen Eigenschaften des Ammoniaks zunutze, durch die sich ein feuchtes pH-Indikator-Papier bei Kontakt blau verfärbt. Der Diffusionsfortschritt wird hierdurch ablesbar und quantifizierbar.

Ausgestattet mit Tablets filmten die Schüler gruppenweise den Versuch, um ihn anschließend angeleitet im Computerraum der Schule mittels Tabellenkalkulationsprogramm auszuwerten.  Berechnungen mit der hierbei gefundenen „Diffusionskonstante“ offenbarten, dass die Diffusion nicht der dominierende Prozess bei der Verteilung des Güllegases im Schulgebäude sein kann: Die Reichweite von Diffusion ist nur äußerst kurz. Sie spielt allen voran z.B. in Tier- und Pflanzenzellen, wo kurze Distanzen zurückgelegt werden müssen, eine entscheidende Rolle. Für den Transportprozess über größere Distanzen ist hingegen maßgeblich Konvektion verantwortlich, wie den Schülerinnen und Schülern im Anschluss experimentell bewiesen wurde.

Die weiterführende Frage, wie sich der Güllegeruch und damit verbunden der Nährstoffverlust im Boden überhaupt verhindern lassen, wurde ebenfalls beantwortet: Hierzu wurde der Stickstoffkreislauf behandelt und das v.a. in Dänemark genutzte innovative Verfahren der Ansäuerung von Dünger fachlich ausgewertet.

Für die Umsetzung des Projekts erhielt die Theodor-Fliedner-Schule nun 500 Euro vom Fonds der Chemischen Industrie (FCI) im Rahmen des Wettbewerbs „DigiChem – Digitalisierung im Chemieunterricht in der Sekundarstufe II“, an dem Herr Meyer mit seiner Projektidee in der ersten Runde erfolgreich teilnahm. Die erfolgreiche Teilnahme an der zweiten Runde verspricht der Schule sogar ein Preisgeld von 1500 Euro – auch an dieser zweiten Runde wird Herr Meyer teilnehmen.

Die Theodor-Fliedner-Schule wünscht ihm hierbei viel Erfolg.