Schulprojekt des Gymnasiums Stein bei Nürnberg

In den Fächern Chemie, Biologie und Kunst der Jahrgangsstufe 11

Korrosionsschutz durch Verzinken

In der letzten Woche vor den Sommerferien 2004 beschäftigen sich am Gymnasium Stein in Stein bei Nürnberg etwa 44 SchülerInnen der Jahrgangsstufe 11 des naturwissenschaftlich mathematisch ausgerichteten Zweigs im Rahmen eines zweitägigen Projektes mit dem Thema Zink.

Sie erhielten die Möglichkeit, sich je nach Interesse in einem biologischen, chemischen oder gestalterisch-künstlerischem Rahmen mit Zink zu befassen. Zur Einführung in das Thema Zink und Korrosionsschutz hatten sich die SchülerInnen bereits im Vorfeld der Projekttage unter der Anleitung ihrer Lehrerin Birgit Karnbaum und ihres Lehrers Hans-Joachim Etzold zunächst die theoretischen Grundlagen des Korrosionsschutzes erarbeitet, deren praktische Anwendung sich die SchülerInnen anschließend bei einer Besichtigung der Feuerverzinkerei Wiegel ansehen konnten. Dort wurden ihnen ausführlich die einzelnen Schritte des Feuerverzinkens von der Vorbehandlung über den Verzinkungsvorgang selbst bis hin zur Nachbehandlung erläutert. In der Produktion erhielten sie auch einen Einblick in Vielzahl von Werkstücken und Gebrauchsgegenständen, die durch Feuerverzinken vor Rost geschützt werden und so eine Wertbeständigkeit erhalten.

Projektbeginn

© Initiative Zink

Am ersten Projekttag erhielten die SchülerInnen nun weitere Informationen über das Zink; wie und wo wird es hergestellt wird und welche Eigenschaften es hat. Die SchülerInnen bekamen einen Überblick über die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten des Zinks und seiner Verbindungen; wie z.B. den Einsatz von Zinkblech als Dach- und Fassadenbekleidung, weitere feuerverzinkte Produkte wie Strommasten und Karosserieteile; Zink im Zinkdruckguss für Anwendungen in der Möbel-, Fahrzeug- und Spielzeugindustrie (z. B. Modelleisenbahn), den Einsatz von Zinksulfat als Komponente in Dünge- und Futtermitteln bis hin zur Verwendung im kosmetischen und medizinischen Bereich, wie z.B. Zinkoxid in der Zinksalbe. Die SchülerInnen haben sich dann auf einzelne Projektgruppen verteilt.

Die Biologie-AG

© Initiative Zink

Eine Gruppe mit dem Schwerpunkt Biologie beschäftigte sich mit der praktischen Entdeckung von Zink als lebensnotwendigem Spurenelement und seiner Bedeutung in der Ernährung sowie seinen Aufgaben im Stoffwechsel. Damit alle SchülerInnen an dem Ergebnis teilhaben konnten, gab es am zweiten Tag direkt zu Beginn ein Frühstück u.a. mit Vollkornbrötchen und Käse für alle. Eine Vielzahl von zinkhaltigen Lebensmitteln wurden auf einem Buffet angerichtet und wer sich interessierte, konnte sich gleich vor Ort über den Zinkgehalt des Lebensmittels informieren.

Desweiteren wurde die Bedeutung von zinkhaltigen Enzymen angesprochen. In einem Versuch wurde der Einfluss von Zinksulfat auf das Wachstum von Kressesamen und -wurzeln untersucht.

Eine andere Gruppe erforschte, welche Bedeutung dem Zink in der Medizin zukommt. Mit selbsthergestellten Zinkschüttelmixturen, Pasten und Ölen wurden verschiedene Anwendungsformen des Zinkoxids hergestellt und ausprobiert.

Die Chemie-AG

© Initiative Zink

Im Projektbereich Chemie erarbeiteten sich die SchülerInnen in Eigenregie verschiedene Versuche. Als zentrales Thema wurde Zink in der Elektrochemie gewählt. Die SchülerInnen untersuchten den Reaktionsmechanismus eines galvanischen Elementes; bei der Redoxreaktion im sog. Daniell-Element (Zinkstab in Zinksalzlösung/Diaphragma/ Kupferstab in Kupfersalzlösung) kann man den Zinkverbrauch - metallisches Zink geht in Lösung - und die Kupferabscheidung sichtbar machen und die Spannung zwischen Zink und Kupfer messen.

In einem anderen Versuch konnte nun die gegenteilige Reaktion beobachtet werden. Bei der Elektrolyse von Zinkbromid an Graphitelektroden scheidet sich metallisches Zink am Minuspol und Brom am Pluspol ab. Als Beispiel für den Einsatz des Zinks in Batterien wurde das Prinzip des Leclanché-Elementes theoretisch und anhand eines Versuchsaufbaus erarbeitet.

Die Kunst-AG

© Initiative Zink

In der einen Projektgruppe Kunst beschäftigten sich die SchülerInnen unter der Anleitung des Künstlers Johannes L.M. Koch damit, das Thema Zink und Korrosionsschutz in Form zu bringen und sichtbar zu machen und ein dauerhaftes Kunstwerk für die Schule und alle SchülerInnen zu erschaffen. Stahl und verzinkter Stahl wurden miteinander verbunden und gleichzeitig gegenübergestellt, so dass die schützende Wirkung von Zink gegenüber der zerstörenden Wirkung von Rost deutlich hervortritt. Die SchülerInnen fanden, dass dieser Gegensatz gut durch die Darstellung von Mann und Frau ausgedrückt würde und so schufen sie gemeinsam mit Johannes L.M. Koch in recht kurzer Zeit eine eindrucksvolle Skulptur.

Die zweite Gruppe im künstlerischen Bereich stellte unter Anleitung der Kunstlehrerin Frau Gudrun Lamprecht-Rix Tiefdrucke her. Dazu wurden den SchülerInnen zunächst einmal die Grundlagen der Kaltnadelradierung und der Ätzung erläutert. Beide Verfahren beruhen auf dem Prinzip, dass sich die aufgetragene Farbe in den eingeritzten oder eingeätzten Rillen und Vertiefungen sammelt und beim Drucken auf feuchtes Papier auf dieses übergeht. In den beiden Projekttagen brachten die SchülerInnen die unterschiedlichsten Motive auf die Zinkplatten, die freundlicherweise von der Firma Rheinzink zur Verfügung gestellt wurden. Nachdem die Platten fertig bearbeitet waren, wurden die Motive im Tiefdruckverfahren auf Papier gebracht. Dabei entstanden eine Vielzahl schöner Drucke, deren Motive vom Dürergemälde bis hin zu Abbildungen von Tieren, Pflanzen, Landschaften oder abstrakten Darstellungen und reichten.

Präsentation der Arbeitsergebnisse

© Initiative Zink

Am Ende des zweiten Projekttages präsentierten die SchülerInnen die Ergebnisse ihrer Projektarbeit. Einzeln oder in Kleingruppen stellten sie die Ergebnisse ihrer zweitätigen Arbeit vor und erläuterten die Vorgehensweise und Hintergründe.

So entstand ein repräsentativer Überblick über die vielfältigen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten des Zinks.

Damit die LehrerInnen und SchülerInnen des Gymnasiums Stein auch in den nächsten Jahren einen Bezugspunkt zum Thema Zink haben, wurde der Schule die Skulptur von der Feuerverzinkerei Wiegel und dem Künstler Johannes L.M. Koch vermacht. An einem speziellen Platz auf dem Schulhof wird man in den nächsten Jahren die Entwicklung von Korrosion und Korrosionsschutz beobachten können.


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