Eine Reise um die Welt

Chemische Elemente, Kupfer, Lithium,Titan, Stoffgeschichten
Spektakuläre Fassade des Guggenheimmuseums in Bilbao, bestehend aus 33.000 reinen Titantafeln, © Rüdiger Beckhaus, 2018

Vorkommen, Gewinnung, Nutzung und Untersuchung ausgewählter chemischer Elemente

Stefanie Herzog, Tobias Plöger und Ilka Parchmann
Elemente (im Sinne von Atomsorten, nicht als elementare Stoffe) kommen überall vor, in der Natur ebenso wie in allen Produkten unseres täglichen Lebens. Wie wird aus einem Rohstoff ein Produkt? Welche chemischen und gesellschaftspolitischen Herausforderungen treten im Rahmen von Gewinnungs- und Verarbeitungsprozessen auf? Wie kann Forschung dazu beitragen, Elemente und deren chemische Potenziale, aber auch eine nachhaltige gesellschaftliche Nutzung von Ressourcen zu verbessern?
Produkte und Vorkommen vieler Elemente (bzw. deren Verbindungen) sind oftmals nicht in den gleichen Ländern und Regionen der Erde zu finden. Die Vorkommen und Förderungsstandorte vieler wirtschaftlich genutzter Metalle verteilen sich über die ganze Welt von Südamerika (z.B. Kupfer und Lithium) über Afrika (z.B. Tantal, Cobalt oder Gold) bis nach China oder Australien (z.B. Eisen, Seltene Erden). Diese Rohstoffvorkommen stellen für viele andere Länder wertvolle Güter dar, die vielfach allerdings nicht den Menschen zugute kommen, die in den entsprechenden Gebieten vom Rohstoffabbau leben. Fragen einer fairen und nachhaltigen Nutzung und Verwertung sind daher heute bedeutsamer denn je.
Gleiches gilt auch für die Entsorgung von nicht mehr benötigten Stoffen. So landet Elektronikschrott der Industrieländer nicht selten in politischen Krisengebieten und ärmeren Ländern der Welt: Bei unsachgemäßem Recycling von Kühlschränken, Druckern, Handys etc. können dort zwar Wertstoffe wie Kupfer oder Gold wiedergewonnen werden, allerdings im Falle fehlender Regularien oftmals auf Kosten von Umwelt und Sicherheit der Bevölkerung.
Aus Anlass des Internationalen Jahres des Periodensystems hat eine Arbeitsgruppe der EuChemS ein PSE entwickelt (http://bit.ly/euchems-pt), das die meist genutzten Elemente und deren Verfügbarkeit zeigt und eine entsprechende Diskussion über eine nachhaltige und faire Ressourcennutzung anregen möchte, auch im Sinne des Ansatzes eines „Systems Thinking [1]. Eine breitere und nicht nur chemische Perspektive auf die Elemente des Periodensystems kann im Unterricht daher zur Förderung verschiedener Kompetenzen genutzt werden: Eigenschaften der Elemente sowie die Chemie ihrer Gewinnung und Verwertung fördert Kenntnisse im Bereich Fachwissen. Im Hinblick auf Gewinnung und Recycling aus Konsumgütern kann auch der Kompetenzbereich der Erkenntnisgewinnung im Vordergrund stehen, wenn es bspw. um Verbesserungen von chemischen Prozessen und Methoden geht. Gleichzeitig können gerade in der Betrachtung von Gewinnungs-, Verwertungs- und Recyclingprozessen Bewertungs- und Kommunika-tionsaspekte angesprochen werden (s. z.B. [2, 3]), etwa indem die sozialen, wirtschaftlichen oder ökologischen Rahmenbedingungen diskutiert und reflektiert werden. Gerade diese fachübergreifenden Aspekte sollen bei Lernenden ein Bewusstsein über die Vernetzung vieler verschiedener Faktoren auf der einen und vieler Länder auf der anderen Seite näherbringen und ihnen dabei die Nachhaltigkeitsziele der UN (vgl. [4]) exemplarisch aufzeigen. An dieser Stelle bietet sich auch der kritische Blick auf das eigene Lehrer- oder Schüler-Konsumverhalten an, da auch persönliche Entscheidungen Auswirkung auf die Umsetzung dieser Ziele sowie globale Verflechtungen haben (z.B. [5]).
In sogenannten „Stoffgeschichten, herausgegeben von Armin Reller und Jens Soentgen, werden zu verschiedensten alltagsrelevanten Stoffen (von chemischen Elementen wie Aluminium und Seltenen Erden über Verbindungen mit globalen ökologischen Auswirkungen wie Kohlenstoffdioxid bis hin zu Suchtmitteln wie Kaffee und Heroin) die internationalen Verflechtungen bei der Herstellung, die Transportwege und verschiedenen Stufen der Produktion und Entsorgung sowie die bei all den Schritten möglichen auftretenden politischen, sozialen und ökologischen Konflikte...
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 170 / 2019

Periodensystem der Elemente

Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Praxis Schuljahr 8-12