Bruno besucht die 10. Klasse im Heisenberg Gymnasium Bruchsal. Im Unterricht beschäftigte sich seine Klasse mit der Neutralisation von Säuren. Dafür wurde ein Modell für die praktische Anwendung entwickelt, welches sich aber für den praktischen Unterricht als nicht geeignet herausstellte. Also hat Bruno kurzerhand und in seiner Freizeit ein neues Modell gebaut. Sein Ziel: ein anwendbares Modell entwickeln, mit dem dann die nachfolgenden Schüler*innen im Unterricht gut arbeiten können. So viel Engagement möchten wir vom Z-LAB mindestens mit einem schönen Blogbeitrag belohnen!
Bruno Unterhauser mit seinem Neutralisator
Die Kernaufgabe dieses voll automatischen Neutralisators ist es? Na klar - Säuren zu neutralisieren. Diesen Vorgang voll zu automatisieren ist durchaus komplex. In dem Fall übernimmt eine Indikatorlösung (eine basische Lösung zur Neutralisation der Säure) die Neutralisation. Wie aber erkennt man, ob die Neutralisation erfolgreich war, bzw. abgeschlossen ist? Das geschieht mit Hilfe eines Photowiderstands und der Messung der Farbe des Gemisches (Säure und basische Lösung). Wenn der Photowiderstand der Indikatorlösung Erfolg meldet, schlägt ein "Überwachungs-LED-Lämpchen" von rot auf blau um. So sieht der Jugendwissenschaftler, dass die Neutralisation erfolgreich abgeschlossen wurde.
Neutralisationsreaktionen sind spezielle Reaktionen zwischen Säuren und Basen, bei denen äquivalente Stoffmengen der Basen und Säuren miteinander reagieren. Bei dieser exothermen Reaktion heben sich die Wirkung der Säure und Base gegenseitig auf und man erhält in der Regel eine neutrale Lösung mit dem pH-Wert von 7. Dieser Fakt wird in der Technik, in der Medizin bzw. auch in der Landwirtschaft häufig bewusst ausgenutzt, spielt aber auch in der oft in der Natur eine Rolle. Die Arbeit von Bruno hat also einen spannenden Bezug zum Alltag. Neutralisationen kennen einige von uns leider aus eigener Erfahrung, bspw. bei Sodbrennen. Auch hier werden Neutralisationsmittel eingenommen, die dann den Säureüberschuss ausgleichen sollen. Um die Wirkung der entsprechenden Medizin im Labor vorab zu testen, benötigen die Wissenschaftler*innen diese Neutralisationstests.
Bevor es an Bauen ging entwickelte Bruno zunächst ein 3D-Modell. Im fertigen Modell wird dann ein LCD-Display verbaut sein, auf dem die Werte angezeigt werden. Und hier wird dann mit der Programmiersprache C++ ein Programm für einen Microcontroller von Bruno geschrieben, welcher den Vorgang automatisieren steuern soll.
Was sagen wir vom Z-LAB dazu? Wahnsinn, Bruno. Wir haben wieder etwas von den Schülerinnen und Schülern aus der Region gelernt! Bleibt neugierig! Euer Z-LAB aus Bruchsal