Wie durchlässig sind Verpackungsfolien für Sauerstoff? – Zink-Luft-Batterien als Sensoren

✍ Scribed by Bernd Landsgesell; Hans Joachim Bader

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 2006
• Weight: 907 KB
• Volume: 13
• Category: Article
• ISSN: 0944-5846
• DOI: 10.1002/ckon.200610037

✦ Synopsis

Kaum ein Gegenstand des täglichen Bedarfs kann heute ohne Verpackung erworben werden. Dies hat sehr unterschiedliche Gründe: Bei verderblichen Lebensmitteln soll eine möglichst lange Haltbarkeit erreicht werden. Von einer Verpackung mit attraktivem Design kann ein Anreiz zum Kaufen ausgehen. Nicht zuletzt dient eine geeignete Konfektionierung der Einsparung von Transportvolumen und auch von Personal beim Verkauf. Aus der Sicht der Verbraucher -und damit auch von Schülerinnen und Schülern -sind besonders Verpackungen von Lebensmitteln von Interesse. Diese Motivation lässt sich im Chemieunterricht nutzen. Es bietet sich eine Reihe von Möglichkeiten, anknüpfend an lehrplankonforme Inhalte, der Frage nachzugehen, wie Verpackungsmaterialien aufgebaut sind und wie sie gezielt eingesetzt werden können. Der vorliegende Beitrag wendet sich speziell dem Problem der Sauerstoffdurchlässigkeit von Folien zu. Es wird ein einfacher Weg aufgezeigt, eine Zink-Luft-Batterie als Sauerstoffdetektor zu verwenden. Stichworte: Sauerstoffdurchlässigkeit von Folien ⋅ Zink-Luft-Batterie Aus verständlichen Gründen möchte jeder Mensch nur hygienisch einwandfreie, unverdorbene und nicht mit Schadstoffen angereicherte Lebensmittel verzehren. Leider war und ist dies nicht immer gewährleistet, was auch die zahlreichen in der Literatur zu findenden Berichte über Vergiftungen durch verdorbene Lebensmittel beweisen. Drei unterschiedliche Beispiele mögen dies verdeutlichen: • Kunisch stellt in seiner kürzlich erschienenen Biographie über Friedrich den Großen den Tod des Kammerherrn Lamettrie durch verdorbenes Fasanenfleich dar [1]. • Beattie und Geiger beschreiben in ihrem Buch "Der eisige Schlaf" den Untergang der Polarexpedition von John Franklin, wobei schleichende Vergiftungen durch mit Bleilot verlötete Konserven ein wesentlicher Auslöser waren [2]. • In der Sportwelt geradezu berühmt ist der Ausspruch des deutschen Radrennfahrers Hennes Junkermann, der -an aussichtsreicher Position in der Tour de France liegendwegen einer Fischvergiftung aufgeben musste: "… hätt' ich mich doch de Fisch nit jejesse!" Um die Gesundheit der Verbraucher zu gewährleisten, müssen zum einen Erzeuger und Händler von Lebensmitteln einwandfreie Ware auf den Markt bringen, zum anderen die Verbraucher selbst verantwortungsvoll bei der Vorratshaltung und Zubereitung vorgehen. Den heutigen Erwartungen der Konsumenten in den Industrieländern, Lebensmittel jeglicher Herkunft immer verfügbar zu haben, kann allerdings nur durch hoch entwickelte Verfahren der Konservierung, Lagerung und Verpackung entsprochen werden. Dabei müssen spezifische Lösungen gefunden werden, da die Anforderungen unterschiedlicher Produkte nicht gleich sind. Eine besondere Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Durchlässigkeit von Verpackungen für Sauerstoff. Stark gefährdet sind Lebensmittel mit hohem Fettgehalt wie beispielsweise Backwaren. Neben der Oxidation von Fetten ("Ranzigkeit") drohen Vitaminabbau und Aromazerstörung. Im Zusammenspiel mit Licht kommt es zu Verstärkung und Beschleunigung der Oxidationsvorgänge (Fotooxygenierung). Für Emmentaler Käse wird z. B. eine Sauerstoff-Toleranzgrenze von 0,42 mg O 2 /g vermutet. Sauerstoffempfindlichkeit zeigen neben essentiellen Fettsäuren die Vitamine A, C und E sowie einige Aminosäuren wie Methionin, Lysin, Histidin und Arginin [3].

Methodisch-didaktische Anmerkungen

Die Forderung, Chemieunterricht so zu gestalten, dass der Bezug zur Alltags-und Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler möglichst oft hergestellt wird, steht seit mehr als zwanzig Jahren im Zentrum der fachdidaktischen Diskussion. Dies führte zu einer Fülle von thematischen Anregungen für den Unterricht, aber auch zu grundsätzlichen Konzeptionen wie Chemie im Kontext nach Parchmann et al. [4] oder Chemie fürs Leben nach Flint und Mitarbeitern [5]. Trotz der bereits existierenden Vielfalt unterrichtlicher Zugänge machen es der stete Wandel in unserer Lebenswelt sowie die Fortschritte in der Wissenschaft Chemie auch weiterhin notwendig, bestimmte thematische Bereiche zu überarbeiten bzw. zu ergänzen und interessante Verknüpfungen aufzuzeigen. In besonderem Maße gilt dies für Themenfelder, die die praktische Anwendung chemischen Wissens beinhalten, da diese oftmals sowohl in der Ausbildung der Studierenden als auch im Referendariat nur am Rande behandelt werden.