Kurzbeschreibung
Mithilfe von Fotometriemessungen kann der Absorptionsgehalt von verschiedenen Gewässerproben bestimmt werden. Die hier dargestellten beiden Datensätze beinhalten Messwerte aus Absorptionsmessungen von a) 5 bereits bekannten Proben und b) einer unbekannten Gewässerprobe. Durch Auslesen der Absorptionsmesswerte der 5 bekannten Proben (mit bekanntem Nitratwert) und anschließendem Erstellen einer Regressionsgeraden lässt sich basierend auf dem ausgelesenen Absorptionswert des zweiten Datensatzes auf den Nitratgehalt der unbekannten Gewässerprobe schließen.
Vorschau
Eine Vorschau der zur Verfügung gestellten Daten können Sie dem untenstehenden Bild entnehmen:
Über den folgenden Link können Sie auf die Daten als Teil eines ausgearbeiteten Unterrichtsbeispiels in unserem Jupyter Toolkit zugreifen:
Beschreibung der Daten
Idee/Herkunft
Ein großer Fachbereich in der Chemie ist die analytische Chemie. Eine Aufgabe ist es hier, Inhaltsstoffe bekannter und unbekannter Konzentration zu bestimmen. Eine Möglichkeit, bekannte Inhaltsstoffe unbekannter Konzentration zu bestimmen, sind fotometrische Messungen mithilfe von Farbstoffen. Diese Farbstoffe entstehen durch eine Reaktion mit einem spezifischen Inhaltsstoff.
Je mehr von dem spezifischen Inhaltsstoff (Reaktionspartner) vorhanden ist, desto mehr Farbstoff entsteht und desto stärker verändert sich die Farbe der Lösung. Da eine Veränderung der Farbe nur dann zustande kommt, wenn die Reaktionspartner in einem bestimmten Verhältnis vorliegen, kann durch die Farbänderungen auf die Konzentration zurückgeschlossen werden.
Zur Bestimmung des Nitratgehaltes von Flüssen wurde eine Absorptionsmessung von 5 verschiedenen Proben mit bereits bekanntem Nitratgehalt gemacht (wasserdaten.csv). Aus den auslesbaren Absorptionswerten der 5 Proben lässt sich mit den zugehörigen Nitratwerten eine lineare Regression durchführen und eine entsprechende Regressionsgerade erstellen. In einer zweiten Absorptionsmessung (im Beispiel mit Wasser aus der Pader; flussdaten.csv) lässt sich der Absorptionswert eines Gewässers oder Flusses bestimmen. Durch Einordnung auf der linearen Regressionsgerade lässt sich dann auf den Nitratgehalt der Probe schließen.
Bei den zur Verfügung gestellten Daten handelt es sich um zwei CSV-Dateien, die jeweils Absorptionswerte aus zwei verschiedenen Messungen enthalten:
wasserdaten.csv:
- Zeitreihendaten einer Absorptionsmessung mit verschiedenen Messwerten für Absorption und Transmission unterschiedlicher Farben; Für die Bestimmung des Nitratgehalts des Flusswassers später relevant: Violett (450 nm) Absorption
flussdaten.csv:
- Zeitreihendaten der Absorptionsmessung für Wasser aus der Pader (Fluss in Paderborn); Für die Bestimmung des Nitratgehalts relevant: Violett (450 nm) Absorption
Die Dateien zum Download befinden sich im Reiter “DOWNLOAD”.
Verwendung in Unterrichtsmodulen
Die YOU-PB Daten werden ausführlich verwendet in der Unterrichtsreihe “Datendetektiv:innen bei der Arbeit“.
In dieser Unterrichtseinheit für die 8.–10. Klasse erkunden Schüler:innen anhand eines fiktiven Werbeplattform-Szenarios den YOU-PB-Datensatz zur Mediennutzung Jugendlicher. Mithilfe der kostenlosen Software CODAP analysieren sie echte Daten und lernen grundlegende Data-Science-Konzepte. Es stehen umfangreiche Materialien bereit; empfohlen wird die reduzierte Datensatzversion mit 50 Variablen, die differenzierbar eingesetzt werden kann.
Die YOU-PB Daten in CODAP-Umgebungen
Die Daten stehen in CODAP in vier Varianten zur Verfügung:
Wir empfehlen Variante 1 für den Unterricht.
50 Variablen, binär codiert: https://tinyurl.com/you-pb-50binaer
(Lang: https://codap.concord.org/app/static/dg/de/cert/index.html#shared=https%3A%2F%2Fcfm-shared.concord.org%2F9IuhADJvA994rSs6MLct%2Ffile.json)
50 Variablen, bis zu 7 Ausprägungen: https://tinyurl.com/you-pb-50
(Lang: https://codap.concord.org/app/static/dg/de/cert/index.html#shared=https%3A%2F%2Fcfm-shared.concord.org%2FH94YlIcxyFEYY9Ou8ZeL%2Ffile.json)
160 Variablen, bis zu 7 Ausprägungen: https://tinyurl.com/you-pb-160
(Lang: https://codap.concord.org/app/static/dg/de/cert/index.html#shared=https%3A%2F%2Fcfm-shared.concord.org%2FDohqN1dGy7r2mf9iqL2j%2Ffile.json)
160 Variablen, binär codiert: https://tinyurl.com/you-pb-160binaer
(Lang: https://codap.concord.org/app/static/dg/de/cert/index.html#shared=https%3A%2F%2Fcfm-shared.concord.org%2FstEcYRejbsfAPmTy9a26%2Ffile.json)
Downloads
Im Folgenden können Sie die bereitgestellten Daten herunterladen
Zitations- und Lizenzhinweis
Zitation:
ProDaBi-Team & Chemiedidaktik Universität Paderborn (2026). Daten zur Nitratanalyse. https://www.prodabi.de/unterricht/toolkit/daten-nitratanalyse/
Veröffentlicht am 23.03.2026
Version: 1.0
Lizenzhinweis: Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC BY-SA 4.0)
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