Für einen Versuch zur Fotosynthese sind nur wenige Materialien notwendig. Hier werden Grundlagen zum Nachweis der Fotosynthese vorgestellt, welche auch im Unterricht in Schulen, so wie privat nachgestellt werden können. Bei der für uns interessanten Fotosynthese wollen wir zunächst die natürliche Erzeugung von Sauerstoff (O2) mithilfe von Lichtenergie sichtbar machen. Fotosynthese wird generell von Pflanzen, Algen und einigen Bakterien betrieben. Grundsubstanz und für den chemischen Prozess notwendiger Stoff ist Chlorophyll.
Versuchsaufbau für das Fotosynthese-Experiment
Für das reine sichtbar machen der Fotosynthese genügen folgende Unterrichtsmaterialien:
- Elodea (Wasserpest)
- Wasser
- Glas-Gefäß
- Lichtquelle
Zu Beginn muss jetzt die Wasserpest in ein Gefäß aus Glas gegeben werden. Dabei ist es wichtig dass es sich um ein Glas-Gefäß handelt. Zum einen muss das Gefäß lichtdurchlässig sein und zum anderen möchte man die Reaktion auch genau beobachten können. Das Gefäß wird anschließend mit Wasser gefüllt. Hier kann gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden. Falls die Pflanze an die Oberfläche treibt, sollte diese beschwert werden. Wenn diese Pflanze jetzt von außen beleuchtet wird, beginnt die Fotosynthese. Bereits nach kurzer Zeit kann man Bläschen erkennen, die sich an der Pflanze bilden und an die Wasseroberfläche aufsteigen. Das Wasser macht sozusagen den Sauerstoff sichtbar. Bis zu diesem Status ist der Versuch auch für Schüler aus der Grundschule geeignet.
Sauerstoff nachweisen
Der Versuchsaufbau kann jetzt noch dahingehend erweitert werden, die Sauerstoff-Produktion bei der Fotosynthese mittels einer Glimmspanprobe nachzuweisen. Hierfür werden zusätzlich noch folgende Materialien benötigt:
- Glühender Holzspan
- Trichter mit verschließbarem Hals (Ventil)
Über die Wasserpest innerhalb des Gefäßes wird jetzt der Trichter gestülpt. Der Hals mit dem Ventil müssen nun aus dem Wasser rausragen. An dieser Stelle muss sichergestellt werden, dass sich innerhalb des Trichters nur Wasser befindet. Durch den Einsatz von Licht beginnt nun die Fotosynthese und kleine Bläschen beginnen in den Hals des Trichters aufzusteigen. Nach ca. 10 – 20 Minuten sollte sich genügend Sauerstoff im Hals gebildet haben. Durch Öffnen des Ventils beginnt dies auszuströmen. Genau zu diesem Moment muss der glühende Holzspan in das ausströmende Gas gehalten werden. Durch das Entflammen kann nachgewiesen werden, dass es sich hier um Sauerstoff handelt.
Weiterführende Experimente
An dieser Stelle kann der Versuch noch verfeinert werden. Dieses Experiment eignet sich für den Unterricht in der Mittel- und Oberstufe. Wenn man die Produktion im Wasser beobachtet, wird man feststellen, dass die Bläschen sehr gleichmäßig aufsteigen. Daher kann man davon ausgehen das die Sauerstoff-Produktion während der Fotosynthese gleichmäßig verläuft. Mit dieser Annahme kann nun mit Lichtstärke und Wasser-Temperatur experimentiert werden. Man wird hier genau erkennen können das diese Faktoren direkten Einfluss auf die Produzierte Menge hat.
Ein spannendes Schülerexperiment um die Fotosynthese sichtbar zu machen. Dieser Versuch ist relativ einfach durchzuführen und erfordert keinen nennenswerten Vorbereitungen oder teure Investitionen. Das Unterrichtsmaterial ist daher sehr erschwinglich.