Chemie im biologischen Kontext - Experimente und Materialien zum Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Gleichgewicht

Die Reaktion von Kohlenstoffdioxid und Wasser, auf der die Reaktionsfolge des Kohlenstoffdioxid-Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Gleichgewichtes beruht, steht an der Schnittstelle zwischen belebter und unbelebter Natur. Durch die Wahl dieses Gleichgewichtes als thematisches Bindeglied einer Arbeit, die sich im Spannungsfeld von Biologie und Chemie bewegt, wird die Interdependenz beider Disziplinen betont: Einerseits wird klar, dass bestimmte biologische Vorgänge ohne chemische Grundlagen kaum verstanden werden können. Andererseits illustriert das vorliegende Beispiel besonders gut, dass eine elementare chemische Reaktion von den Lebewesen in mannigfacher Weise nutzbar gemacht werden kann. Das Buch bietet zu verschiedenen Aspekten des Gleichgewichtes Versuche und Arbeitsmaterialien, die einen doppelten Zweck erfüllen sollen: Im Biologieunterricht können so wichtige chemische Grundlagen an biologischen Beispielen erarbeitet und veranschaulicht werden. Im Chemieunterricht bieten gerade biologische Bezüge hervorragende Kontexte, um die Sinnhaftigkeit der chemischen Lerninhalte zu verdeutlichen. Das Hydrogencarbonat-Gleichgewicht hat sich dazu besonders bewährt: An dieser Reaktionsfolge lassen sich wichtige chemische Grundlagen wie Puffersysteme und enzymatische Katalyse erarbeiten und in unmittelbare biologische Zusammenhänge stellen. Zudem ist die Vielfalt der biologischen Bereiche beeindruckend, in denen dieses Gleichgewicht eine Rolle spielt. Ein weiterer Vorteil ist der einfache experimentelle Zugang: Sowohl zu dem Hydrocarbonat-Puffersystem als auch zu der enzymatischen Katalyse durch CA können einfache Versuche, meist auch von Schülern, durchgeführt werden.