Chemie in der Mikrowelle

In fast jeder Küche steht eine Mikrowelle, um Essen zu erwärmen oder Popcorn zu machen. Dass man mit Mikrowellengeräten auch spannende und verblüffende chemische Experimente durchführen kann, zeigte Annegret Pfeiffer vom Institut Dr. Flad am 23.1.2019 den Schülerinnen und Schülern der Chemiekurse der K1 in einem Workshop.
Frau Pfeiffer veranschaulichte zunächst die Funktionsweise einer Mikrowelle: Ein sogenanntes Magnetron erzeugt Mikrowellen, welche durch die Metallwände und das Lochgitter der Tür reflektiert und im Inneren zurückgehalten werden. Dabei entstehen Bereiche mit hoher Energiedichte (Hot-Spots) und Bereiche mit geringer Strahlungsintensität. Diese Hot-Spots lassen sich im Experiment ermitteln: Thermo-Fax-Papier wird mit Mikrowellen bestrahlt,  man kann beobachten, dass nach kurzer Zeit erste dunkle Bereiche auf dem Thermo-Fax-Papier sichtbar werden, andere Stellen verfärben sich nicht.
Welche Teilchen mit Mikrowellen wechselwirken, zeigte ein mit wenig Wasser gefüllter Luftballon im Vergleich zu einem Luftballon ohne diese Füllung. Flüssiges Wasser besitzt leicht bewegliche Dipole, welche durch die Mikrowellenstrahlung zu Rotationen angeregt werden. Dadurch entstehen Zusammenstöße, das Wasser wird erhitzt und verdampft, der Luftballon bläst sich auf. Nach dem Abkühlen fällt der Luftballon natürlich wieder zusammen, der leere Luftballon verändert sich nicht.


Aus Citronensäure und  Glycerin lässt sich in der Mikrowelle ein Kunststoff herstellen, der zur Gruppe der Polyester gehört. Dieser lässt sich direkt nach der Synthese zu meterlangen Kunststofffäden ziehen, welche die Teilnehmer quer durch Gang und Treppenhaus gezogen haben.


In weiteren Experimenten untersuchten die Schülerinnen und Schüler in der Mikrowelle Fette mit unterschiedlichem Fett- bzw. Wassergehalt, Aktivkohle und bekamen gezeigt, wie man aus Kupfer- und Zinkpulver Gelbmessing herstellen kann, da Temperaturen von über 1000°C erreicht werden können. Ein spannender und sehr gelungener Workshop!

Sabine Grobe