Messen und Auswerten

In der Chemie gibt es zahlreiche Teilshyordnungssysteme die jedes fuumlr sich die Abstraktion umfassenden Erfahrungsshywissens und experimenteller Arbeiten sind Eines davon ist die Spannungsreishyhe der Metalle eine gedanklich entwishyckelte Skala die die Auspraumlgung einer ganz bestimmten Eigenschaft einer Grupshype von Stoffen abbildet Moumlchte man dass die Schuumllerinnen und Schuumller am Ende der Auseinandersetzung mit diesem Thema die Spannungsreihe in ihrem Kopf aufspannen koumlnnen dann muss man ihnen Gelegenheit geben sich dieses Abshystraktum in einer parallelen Bearbeitung - praktisch-konkret und kognitiv - anshyzueignen beZiehungsweise es im eigenen Kopf zu konstruieren

Das vorgeschlagene Vorgehen sowohl im Unterricht als auch mit Studenten und in Fortbildungen erprobt erlaubt es dashybei einen Weg zu beschreiten der mit eishynem Minimum von Vorgaben auskommt Weder muumlssen die Schuumllerinnen und Schuumller von Anfang an die Orientierung von Plus- und Minus-Pol beruumlcksichtigen noch muumlssen sie uumlber entwickelte Vorshystellungen der Vorgaumlnge an den Elektroshyden verfuumlgen Vielmehr werden sie in eishyner gut definierten Situation mit einer Messvorschrift zur Quantifizierung eines Effektes konfrontiert und anschlieszligend mit der Frage wie denn die gewonnenen Ergebnisse sinnvoll miteinander in BeshyZiehung gesetzt werden koumlnnen

Die Vorbereitung

Zum Einstieg in die Thematik eignen sich sehr unterschiedliche Elemente [12] a) ein Brainstorming zur Frage Wie kann

man an einem beliebigen Ort ein elekshytrisches Geraumlt betreiben [3]

b) der bekannte Zitronen-Batterie-Vershysuch bei dem man le einen Streifen Kupferblech und Zinkblech in eine Zishytrusfrucht steckt und damit einen kleishynen Motor zum Laufen bringt [4]

Unterricht Chemie Y 14 Y 2003 Nr 7677 Y

c) ein historischer Text oder historische Abbildungen zur Entdeckung der cheshymischen Elektrizitaumlt [5 61

d) ein klassischer Demonstrationsversuch bei dem durch das Eintauchen der Metalle in eine Loumlsung der Stromkreis geschlossen und am Voltmeter ein Ausshyschlag abgelesen werden kann

e) bzw eine KombinatIon der verschiedeshynen Moumlglichkeiten z B c) und d) oder a) und b) in Partner- oder Gruppenarbeit

In der sich anschlieszligenden Phase werden einerseits die Ergebnisse und Uumlberleshygungen der Schuumllerinnen und Schuumller zusammengetragen andererseits muss vor diesem Hintergrund eine Fokussieshyrung auf die folgende experimentelle Frashygestellung stattfinden Fuumlr die Lehrkraft ist es dabei hilfreich wenn sie sich beshyreits sozusagen routinemaumlszligig auf die Grundsaumltze naturvvissenschaftlichen Vorshygehens berufen kann

Ein Phaumlnomen wird isoliert und von moumlglichen stoumlrenden Einfluumlssen abgeshyschirmt eine Versuchsanordnung wird entwickelt die sich eindeutig beschreishyben laumlsst und mittels der ein Parameter systematisch veraumlndert werden kann Schlieszliglich ist die Fragestellung die mit dieser experimentellen Anordnung vershyfolgt werden soll zumindest vorlaumlufig zu formulieren und es ist notwendig zu klaumlshyren wie die Ergebnisse der Versuche proshytokolliert werden

Am Ende dieser Phase steht die Vershysuchsanordnung mit austauschbaren Halbzeilen wie sie sich im Arbeitsblatt 1 wiederfindet

Anmerkungen zur Vorbereitung

Der Schwerpunkt dieser Unterrichtsseshyquenz liegt ausdruumlcklich auf den Aspekshyten Messen und Ausvverten wie man aber sieht lassen sich die anderen Eleshymente des naturwissenschaftlichen Arshybeitens kaum davon trennen Allerdings wuumlrde man die Lernenden uumlberfordern

Die Spannungsreihe der Metalle

Von Lutz Staumludel

beziehungsweise den Unterricht uumlbershyfrachten wenn man in jedem Fall alle Aspekte der naturwissenschaftlichen Vorgehensweise in gleichem Umfang thematisieren wollte

Bei der Formulierung der zentralen Fragestellung fuumlr die spaumlter durchzufuumlhshyrenden Messreihen ist zunaumlchst eine geshywisse Zuruumlckhaltung angebraCht Da sich die Spannungsreihe im Bewusstsein der Lernenden erst aus der Summe der Einzelmessungen ergeben wird kann hier nur ein konkretes Ziel der Messunshygen festgelegt werden zum Beispiel Welche Spannung erhaumllt man wenn man je zwei (der ausgegebenen) Metalshyle und ihrer Salzloumlsungen miteinander kombiniert Eine solche Fragestellung ershygibt sich in der Regel zwanglos aus dem Unterrichtsgespraumlch da die Schuumllerinshynen und Schuumller meist schnell wissen wollen welche Spannung man maximal mit zwei unterschiedlichen Metallen ershyreichen kann

Bei der -lehrergeleiteten - Herausarshybeitung einer geeigneten Versuchsanshyordnung kann die Leitfrage lauten Wie erhaumllt man moumlglichst eindeutige Vershysuchsbedingungen fuumlr die Kombination von zwei beliebigen Metallen Wie sich etwa beim Versuch mit der Zitronenbatshyterie zeigt variiert die Spannung stark mit dem Zustand der Zitrone wie stark sie zuvor gedruumlckt wurde um eine moumlglichst nicht unterbrochene fluumlssige Phase hershyzustellen wie ihr Saumluregehalt ist oder wie alt undoder saftig eine Frucht ist Daraus ergibt sich die Notwendigkeit eishyner kontrolliert hergestellten flUumlSSigen Phase Schuumllerinnen und Schuumller die beshyreits geuumlbt sind im expliziten Umgang mit der naturwissenschaftlichen Arshybeitsweise werden daruumlber hinaus auch die Groumlszlige Dicke und Eintauchtiefe der Metallstreifen thematisieren Da in der Regel aber keine gleich groszligen Metallshystuumlcke zur Verfuumlgung stehen ist dieser Aspekt zumindest in einem Kontrollver shysuch zu Uumlberpruumlfen

(209) 55

Die Verwendung einer elektrisch leishytenden Verbindung zwischen den Halbshyzeilen vvird bei dieser Form der Entvvickshylung derVersuchsanordnung zumindest einsichtig der konkrete Bau des Stromshyschluumlssels ein Filterpapierstreifen geshytraumlnkt mit KCI-Loumlsungmiddot wird von der Lehrkraft als erprobte Loumlsung eingeshybracht Bekanntermaszligen lassen sich Spannungsmessungen mit Paaren von Metallen im strom losen Zustand prakshytisch In beliebigen waumlssrigen Loumlsungen durchfuumlhren jedoch sind die Ergebnisse dann weder gut reproduzierbar noch chashyrakteristisch Inwieweit die Lehrkraft an dieser Stelle die Verwendung der Jeweils zugehoumlrigen Metallsalzloumlsungen (vorshyzugsweise der Chloride oder Sulfate) beshygruumlndet haumlngt davon ab ob zuvor bereits die Oxidation und Reduktion als Abgabe und Aufnahme von Elektronen erarbeitet wurden und inwieweit der Ionenbegriff verfuumlgbar ist Es sei jedoch darauf hinshy

gevviesen dass der Ionenbegrtff weder fuumlr die Durchfuumlhrung der Messreihen noch fuumlr die qualitative Erarbeitung der Spanshynungsreihe notwendig ist

Bei der gewaumlhlten Vorgehensweise shyjede Schuumllergruppe fuumlhrt alle Messunshygen durch - ergeben sich ganz zwanglos so viele Parallelergebnisse wie es Grupshypen gibt Trotzdem sollte vor Beginn der Gruppenarbeit thematisiert werden wie Wichtig es ist auf diese Weise jede Messhysung mehrfach durchfuumlhren zu koumlnnen um moumlgliche Fehler klein zu halten

Hinsichtlich der Protokollierung der Messergebnisse hat es sich als hilfreich erwiesen eine kurze Partnerarbeit vorshyzuschalten waumlhrend der entsprechende Vorschlaumlge entwickelt werden Will man nicht einen Teil der Ergebnisse vorwegshynehmen dann darf zu diesem Zeitpunkt weder die Abfolge der Metalle noch ihre Orientierung zueinander eine Rolle spieshylen (vglTab 1)

Durchfuumlhrung der Messungen und Zusammentragen der Ergebnisse

Fuumlr die Durchfuumlhrung der Messungen in Gruppenarbeit ist einschlieszliglich der Hershystellung der Halbzeilen je nach Geuumlbtheit der Schillerinnen und Schiller und Je nach Anzahl der Waagen zvvischen einer Stunshyde bis zu einer Doppelstunde zu veranshyschlagen Aus Gruumlnden der Zeitoumlkonomie sollte darauf hingewiesen vIerden dass bei der Herstellung der Metallsalzloumlsunshygen keine uumlbergroszlige Genauigkeit erforshyderlich ist Will man die Dauer fuumlr die Vorbereitung der Halbzeilen verkuumlrzen dann kann man bereits kleine beschriftete Becherglaumlser mit eingewogenen Salzen fuumlr die Gruppen zur Verfuumlgung stellen

Die Herstellung des Stromschluumlssels fuumlhrt die Lehrkraft am besten einmal vor damit diese kritische FehlersteIle (manshygelhafte Leitung mit dem Effekt zu nie -

A-RitEJTSB LAll middot

Spannungsmessung

T VORBEMERKUNG ZU DEN MESSUNGEN

Stellt vor Beginn der Messungen in eurer Gruppe fuumlr jedes zu untersuchende Metall eine Halbzeile her Dazu loumlst ihr die ausgegebenen Metallsalze jeweils in je einem kleinen Becherg las mit 50 mL destilliertem Krokodilklemme Wasser Ruumlhrt mit einem sa uberen Glasstab bis sich alles geloumlst hat Zinkblech Kupferblech

Bereitet eine ausreichende Za hl Stromschluumlssel vor Dazu schneidet ihr das ausgegebene Filtrierpapier in 15 cm lange und 5 cm breite Streifen und traumlnkt sie gruumlndlich mit KCI-Loumlsung Fuumlr jede Messung muss ein neuer Stromschluumlssel benutzt werden Bei den anschlieszligenden Messungen sollt ihr jede Halbzeile mit jeder anderen kombinieren (vg l Abb 1) Entwerft dazu einen sinnvollen Versuchsplan Macht euch Gedanken wie ihr die Messwerte sinnvoll proshy

Halbzeile mit Halbzeile mittokollieren koumlnnt Zinksalzloumlsung Kupfersalzloumlsung

Abb 1 Kombination der Zink- mit der KupferhalbzeIle T DURCHFUumlHRUNG DER MESSUNGEN

Steckt die Verbindungen zw ischen Metallelektroden Der Stromsch luumlssel muss tief genug in die Metallshyund Messgeraumlt be i ausgeschaltetem Messgeraumlt sa lz-Loumlsungen eintauchen und soll die MetallelekshyStellt zuerst einen groumlberen Messbereich ein dann troden nicht beruumlhren ein en kleineren fuumlr eine genau ere Messung Kombiniert jede Halbzeile mit jeder anderen I Achtet auf feste elektrische Verbindungen l Fuumlhrt jede Messung dreifach durch

- Filterpapier

56 (210) Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

drig gemessener Spannungen) moumlglichst ausgeschaltet werden kann Um eine Vershymischung der Metallsalzloumlsungen zu vershymeiden muss der Stromschluumlssel stets neu hergestellt werden

Kritisch sind auch die Kontakte zwishyschen Metallblechen und ihren Zuleishytungen Die Krokodilklemmen duumlrfen nicht korrodiert sein im Zweifelsfall schmirgelt man sie kurz und weist darshyauf hin dass sie gut zusammengedruumlckt werden muumlssen

Bei den Messungen treten erwarshytW1gsgemaumlszlig groumlszligere Schwankungen auf die sich in den gefundenen Spannungsshywerten dokumentieren Dies zeigt sich schnell wenn die Gruppen ihre Ergeb nisse an der Tafel in die zuvor kurz beshysprochene Tabelle eintragen Insbesonshydere bei der Kombination mit der Magnesium-Halbzeile finden sich vershymutlich wegen Stoumlrungen in der an der Elellttrode ausgebildeten Doppelschicht undoder pH-Wert-Veraumlnderungen Abshyweichungen von bis zu 50 nach unten Eine bloszlige Mittelvvertbildung waumlre hier kaum sinnvoll jedoch muss die Elimishynierung von einzelnen Werten zumindest plausibel gemacht werden Dies kann unter Hinweis auf gewoumlhnliche Batteshyrien erfolgen W1d mit der Frage wie wahrshyscheinlich es denn sei dass eine 15-VshyBatterie ploumltzlich eine deutlich houmlhere Spannung aufweisen wuumlrde wohingeshygen das Schwaumlcher-werden ja ein durchaus bekannter Effekt ist

Nach Diskussion der Einzeldaten kann man das Berechnen der Mittelwerte wieshyder den Gruppen uumlberlassen Schlieszliglich erhaumllt man Ergebniswerte wie in Tabelshyle 2

Konstruktion der Spannungsreihe aus den Messergebnissen

Die Idee fuumlr die anschlieszligende Phase der Ordnung und Systematisierung der Ershygebnisse bis hin zur Bildung der Span shynungsreihe als kognitivem Konstrukt ist denkbar einfach Schuumllerinnen und Schuumlshyler uumlbertragen die Messwerte in eine an schauIiche Form der DarstellW1g naumlmlich in Papierstreifen deren Laumlngen den nushymerischen Werten proportional sind Dashybei koumlnnen Je nach Schuumllerzahl und raumlumlichen Moumlglichkeiten sehr untershyschiedliche Maszligstaumlbe vorgegeben wershyden Am eindrucksvollsten ist ohne Zwei-

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Gemessene Spannungen in [V)

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 156 122 072 182 150 118 068 180 085 122 070 145

Kupfer 041 085 060 050 101 062 051 063

Eisen 050 100 048 076

091

Zink 137 145

092

Tab 1 Charakteristische Gruppenmesswerte

Gemittelte Messwerte in [VI

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 153 121 070 181

Kupfer 050 101 061

Eisen 049 095

Zink 141

Tab 2 Charakteristische gemittelte Werte

]

Arbeitsauftraumlge zum Aufstellen einer Spannungsreihe

Ihr habt fuumlr die Kombination von je zwei Metallen und ihren Salzloumlsungen

unterschiedliche Spannungen gemessen Stellt fuumlr jedes HalbzeIlenpaar einen Papierstreifen her der genau so lang ist wie es dem gemessenen Wert entspricht 10 Volt soll dabei durch eishynen Streifen von 1 m 100 cm Laumlnge dargestellt werden

bull Benutzt dazu die ausgeteilten RegistrierkassenrollenToilettenpapierrollen

bull Beschriftet die Papierstreifen an den Enden mit den chemischen Symboshylen der Metalle Legt die Papierstreifen auf dem Boden aus und versucht sie sinnvoll zu ordshy

nen

bull Fasst euer Ergebnis kurz zusammen

fel der Maszligstab 1 V = 1m was sich leicht mit Papier von einer Toilettenpapier-Rolshyle realisieren laumlsst Eher fuumlr die Arbeit am Gruppentisch eignet sich die Umsetzung 1 V = 1 dm Andere Umrechnungsfaktoshy

ren mit Zahlenwerten 1 haben sich nicht bewaumlhrt weil sie die Analogiebilshydung eher behindern

Ein Kompromiss kann darin bestehen der Mehrzahl der Gruppen die Tischva shy

(211) 57

Abb 1 Die Halbzeilen-Paare wurden von den Schuumllerinnen und Schuumllern zunaumlchst unsorshy

tiert auf dem Boden ausgebreitet

Ag Mg Ag CuCu Mg Ag ZnZn Mg Ag FeFe Mg

CU FeFe Zn Cu Zn

Ag Cu Fe Zn Mg

Abb 2 Richtige Kombination der HalbzeIlenpaare

riante vorzuschlagen und eine oder zwei Gruppen im Meter-Maszligstab arbeiten zu lassen Interessant ist auch eine Ausshywertung der Dezimeter-Variante am Overhead -Projektor

Mit dem Arbeitsauftrag versehen uumlbershytragen die Gruppen die gernittelten Messshywerte auf Papierstreifen schneiden sie entsprechend ab und beschriften die Enshyden Die anschlieszligende Phase des Ordshynens erscheint zunaumlchst oft chaotisch bzw unstrukturiert nach kurzer Zeit aber beginnen einige Schuumller Streifen mit gleishychen Bezeichnungen parallel zu legen Bei den vorgegebenen 5 Halbzeilen-Paaren ergeben sich die in Abbildung 2 dargeshystellten Kombinationen dIe nach anshyfaumlnglichen Schwierigkeiten relativ schnell herausgearbeitet werden

Nach der gegenseitigen Vorstellung der Gruppenergebnisse ist es nur noch ein kleiner Schritt bis die parallel gelegshyten Strecken auf einen gemeinsamen

58 (212)

Streifen uumlbertragen werden der dann mit entsprechenden Markierungen versehen wird (Abb 3) Zu diesem Zeitpunkt wershyden immer noch Abstaumlnde aufgetrashygen aber es laumlsst sich jetzt ohne groumlszligeshyre Probleme begruumlnden welchen Vorteil eine Skala mit frei geWaumlhltem Nullpunkt hat Weil sich die Funktionsweise der Wasserstoff -Standard -Elektrode oft dem Verstaumlndnis entzieht kann hier zunaumlchst die Bezugnahme auf den Wasserstoff uumlber das Reaktionsverhalten gegenuumlber vershyduumlnnten Saumluren vermittelt werden eine Praumlzisierung der Nullpunktswahl kann spaumlter noch erfolgen

Nachbetrachtungen

Der hier vorgestellte Ansatz zur Erarbeishytung der Spannungsreihe verdankt seine Existenz der Diskussion um die Vorstelshylung von konstruktivistischen Lernproshy

zessen Wie bei aumlhnlichen Material ge shystuumltzten Unterrichtssequenzen - z B dem Ordnen eines Kaumlrtchentisches zu den Aggregatzustaumlnden [7 81- wird eishyne Parallelitaumlt aumluszligerer konkreter und inshynerer geistiger Taumltigkeiten unterstellt So wie sich auszligen eine Ordnung der Metal shyle auf Grund visualisierter Messwerte herausbildet kann sich im Bewusstsein der Lernenden diese Skala bilden die wir traditionsgemaumlszlig Spannungsreihe nenshynen Wie man sieht ist der Aufwand hiershyfuumlr kaum groumlszliger als bei anderen Verfahshyren der Einfuumlhrung jedoch sind die vorab zu machenden Annahmen und Regeln deutlich weniger und den Schuumllerinnen und Schuumllern kann schlieszliglich das Ershygebnis als Produkt einer geistigen Anshystrengung vermittelt werden - wie viele andere Gesetze Regeln oder Modelle der Naturwissenschaften auch [91

Literatur

[1] Schmidkunz H Pohl J Elektrochemie Nashyturwissenschaften im Unterricht - Chemie 66 (2001)

[2[ Jansen W(Hrsg) Handbuch der experimenshytellen Chemie Sekundarbereich II Bd6 Elektrochemie Koumlln 1994

[3 ] DucciM Ducci B OetkenM Aluminium in der Spannungsreihe der Metalle NiUmiddotCheshymie 12 (2001) Nr 66 S 39middot42

]4] httpwwwscience-cublulfuerschenexplKarshytoffelbakterielkartoffelhtm

[5] http marvin sn schule del-gyfloeha rtl lex03voltahtmJ

[6] httpdc2unimiddotbielefelddedc2hausstrom(R Blume)

[7] Freiman T Schlieker T Methodenwerkzeushyge NiU Chemie 12 (2001) Nr 6465 S 84-89

[8] Stamme M Fressen und gefressen werden Strukturelles Denken entwickeln In Friedlich Jahresheft Aufgaben (2003) S 90-92

[9] StaumludeIL WerberB Freiman T LernboxNashyturwissenschaften verstehen und anwenden Seelze 2002 S 71-81 (Kapitel 7 Regeln Geshysetze Theorien)

~ Dr Lutz Staumludel seit 1976 wissenschaftshy

licher Mitarbeiter an der Universitaumlt Kassel

(Chemiedidaktik)

Eisenschmiede 76 34125 Kassel

Lutzsuni-kasselde ~

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Die Verwendung einer elektrisch leishytenden Verbindung zwischen den Halbshyzeilen vvird bei dieser Form der Entvvickshylung derVersuchsanordnung zumindest einsichtig der konkrete Bau des Stromshyschluumlssels ein Filterpapierstreifen geshytraumlnkt mit KCI-Loumlsungmiddot wird von der Lehrkraft als erprobte Loumlsung eingeshybracht Bekanntermaszligen lassen sich Spannungsmessungen mit Paaren von Metallen im strom losen Zustand prakshytisch In beliebigen waumlssrigen Loumlsungen durchfuumlhren jedoch sind die Ergebnisse dann weder gut reproduzierbar noch chashyrakteristisch Inwieweit die Lehrkraft an dieser Stelle die Verwendung der Jeweils zugehoumlrigen Metallsalzloumlsungen (vorshyzugsweise der Chloride oder Sulfate) beshygruumlndet haumlngt davon ab ob zuvor bereits die Oxidation und Reduktion als Abgabe und Aufnahme von Elektronen erarbeitet wurden und inwieweit der Ionenbegriff verfuumlgbar ist Es sei jedoch darauf hinshy

gevviesen dass der Ionenbegrtff weder fuumlr die Durchfuumlhrung der Messreihen noch fuumlr die qualitative Erarbeitung der Spanshynungsreihe notwendig ist

Bei der gewaumlhlten Vorgehensweise shyjede Schuumllergruppe fuumlhrt alle Messunshygen durch - ergeben sich ganz zwanglos so viele Parallelergebnisse wie es Grupshypen gibt Trotzdem sollte vor Beginn der Gruppenarbeit thematisiert werden wie Wichtig es ist auf diese Weise jede Messhysung mehrfach durchfuumlhren zu koumlnnen um moumlgliche Fehler klein zu halten

Hinsichtlich der Protokollierung der Messergebnisse hat es sich als hilfreich erwiesen eine kurze Partnerarbeit vorshyzuschalten waumlhrend der entsprechende Vorschlaumlge entwickelt werden Will man nicht einen Teil der Ergebnisse vorwegshynehmen dann darf zu diesem Zeitpunkt weder die Abfolge der Metalle noch ihre Orientierung zueinander eine Rolle spieshylen (vglTab 1)

Durchfuumlhrung der Messungen und Zusammentragen der Ergebnisse

Fuumlr die Durchfuumlhrung der Messungen in Gruppenarbeit ist einschlieszliglich der Hershystellung der Halbzeilen je nach Geuumlbtheit der Schillerinnen und Schiller und Je nach Anzahl der Waagen zvvischen einer Stunshyde bis zu einer Doppelstunde zu veranshyschlagen Aus Gruumlnden der Zeitoumlkonomie sollte darauf hingewiesen vIerden dass bei der Herstellung der Metallsalzloumlsunshygen keine uumlbergroszlige Genauigkeit erforshyderlich ist Will man die Dauer fuumlr die Vorbereitung der Halbzeilen verkuumlrzen dann kann man bereits kleine beschriftete Becherglaumlser mit eingewogenen Salzen fuumlr die Gruppen zur Verfuumlgung stellen

Die Herstellung des Stromschluumlssels fuumlhrt die Lehrkraft am besten einmal vor damit diese kritische FehlersteIle (manshygelhafte Leitung mit dem Effekt zu nie -

A-RitEJTSB LAll middot

Spannungsmessung

T VORBEMERKUNG ZU DEN MESSUNGEN

Stellt vor Beginn der Messungen in eurer Gruppe fuumlr jedes zu untersuchende Metall eine Halbzeile her Dazu loumlst ihr die ausgegebenen Metallsalze jeweils in je einem kleinen Becherg las mit 50 mL destilliertem Krokodilklemme Wasser Ruumlhrt mit einem sa uberen Glasstab bis sich alles geloumlst hat Zinkblech Kupferblech

Bereitet eine ausreichende Za hl Stromschluumlssel vor Dazu schneidet ihr das ausgegebene Filtrierpapier in 15 cm lange und 5 cm breite Streifen und traumlnkt sie gruumlndlich mit KCI-Loumlsung Fuumlr jede Messung muss ein neuer Stromschluumlssel benutzt werden Bei den anschlieszligenden Messungen sollt ihr jede Halbzeile mit jeder anderen kombinieren (vg l Abb 1) Entwerft dazu einen sinnvollen Versuchsplan Macht euch Gedanken wie ihr die Messwerte sinnvoll proshy

Halbzeile mit Halbzeile mittokollieren koumlnnt Zinksalzloumlsung Kupfersalzloumlsung

Abb 1 Kombination der Zink- mit der KupferhalbzeIle T DURCHFUumlHRUNG DER MESSUNGEN

Steckt die Verbindungen zw ischen Metallelektroden Der Stromsch luumlssel muss tief genug in die Metallshyund Messgeraumlt be i ausgeschaltetem Messgeraumlt sa lz-Loumlsungen eintauchen und soll die MetallelekshyStellt zuerst einen groumlberen Messbereich ein dann troden nicht beruumlhren ein en kleineren fuumlr eine genau ere Messung Kombiniert jede Halbzeile mit jeder anderen I Achtet auf feste elektrische Verbindungen l Fuumlhrt jede Messung dreifach durch

- Filterpapier

56 (210) Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

drig gemessener Spannungen) moumlglichst ausgeschaltet werden kann Um eine Vershymischung der Metallsalzloumlsungen zu vershymeiden muss der Stromschluumlssel stets neu hergestellt werden

Kritisch sind auch die Kontakte zwishyschen Metallblechen und ihren Zuleishytungen Die Krokodilklemmen duumlrfen nicht korrodiert sein im Zweifelsfall schmirgelt man sie kurz und weist darshyauf hin dass sie gut zusammengedruumlckt werden muumlssen

Bei den Messungen treten erwarshytW1gsgemaumlszlig groumlszligere Schwankungen auf die sich in den gefundenen Spannungsshywerten dokumentieren Dies zeigt sich schnell wenn die Gruppen ihre Ergeb nisse an der Tafel in die zuvor kurz beshysprochene Tabelle eintragen Insbesonshydere bei der Kombination mit der Magnesium-Halbzeile finden sich vershymutlich wegen Stoumlrungen in der an der Elellttrode ausgebildeten Doppelschicht undoder pH-Wert-Veraumlnderungen Abshyweichungen von bis zu 50 nach unten Eine bloszlige Mittelvvertbildung waumlre hier kaum sinnvoll jedoch muss die Elimishynierung von einzelnen Werten zumindest plausibel gemacht werden Dies kann unter Hinweis auf gewoumlhnliche Batteshyrien erfolgen W1d mit der Frage wie wahrshyscheinlich es denn sei dass eine 15-VshyBatterie ploumltzlich eine deutlich houmlhere Spannung aufweisen wuumlrde wohingeshygen das Schwaumlcher-werden ja ein durchaus bekannter Effekt ist

Nach Diskussion der Einzeldaten kann man das Berechnen der Mittelwerte wieshyder den Gruppen uumlberlassen Schlieszliglich erhaumllt man Ergebniswerte wie in Tabelshyle 2

Konstruktion der Spannungsreihe aus den Messergebnissen

Die Idee fuumlr die anschlieszligende Phase der Ordnung und Systematisierung der Ershygebnisse bis hin zur Bildung der Span shynungsreihe als kognitivem Konstrukt ist denkbar einfach Schuumllerinnen und Schuumlshyler uumlbertragen die Messwerte in eine an schauIiche Form der DarstellW1g naumlmlich in Papierstreifen deren Laumlngen den nushymerischen Werten proportional sind Dashybei koumlnnen Je nach Schuumllerzahl und raumlumlichen Moumlglichkeiten sehr untershyschiedliche Maszligstaumlbe vorgegeben wershyden Am eindrucksvollsten ist ohne Zwei-

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Gemessene Spannungen in [V)

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 156 122 072 182 150 118 068 180 085 122 070 145

Kupfer 041 085 060 050 101 062 051 063

Eisen 050 100 048 076

091

Zink 137 145

092

Tab 1 Charakteristische Gruppenmesswerte

Gemittelte Messwerte in [VI

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 153 121 070 181

Kupfer 050 101 061

Eisen 049 095

Zink 141

Tab 2 Charakteristische gemittelte Werte

]

Arbeitsauftraumlge zum Aufstellen einer Spannungsreihe

Ihr habt fuumlr die Kombination von je zwei Metallen und ihren Salzloumlsungen

unterschiedliche Spannungen gemessen Stellt fuumlr jedes HalbzeIlenpaar einen Papierstreifen her der genau so lang ist wie es dem gemessenen Wert entspricht 10 Volt soll dabei durch eishynen Streifen von 1 m 100 cm Laumlnge dargestellt werden

bull Benutzt dazu die ausgeteilten RegistrierkassenrollenToilettenpapierrollen

bull Beschriftet die Papierstreifen an den Enden mit den chemischen Symboshylen der Metalle Legt die Papierstreifen auf dem Boden aus und versucht sie sinnvoll zu ordshy

nen

bull Fasst euer Ergebnis kurz zusammen

fel der Maszligstab 1 V = 1m was sich leicht mit Papier von einer Toilettenpapier-Rolshyle realisieren laumlsst Eher fuumlr die Arbeit am Gruppentisch eignet sich die Umsetzung 1 V = 1 dm Andere Umrechnungsfaktoshy

ren mit Zahlenwerten 1 haben sich nicht bewaumlhrt weil sie die Analogiebilshydung eher behindern

Ein Kompromiss kann darin bestehen der Mehrzahl der Gruppen die Tischva shy

(211) 57

Abb 1 Die Halbzeilen-Paare wurden von den Schuumllerinnen und Schuumllern zunaumlchst unsorshy

tiert auf dem Boden ausgebreitet

Ag Mg Ag CuCu Mg Ag ZnZn Mg Ag FeFe Mg

CU FeFe Zn Cu Zn

Ag Cu Fe Zn Mg

Abb 2 Richtige Kombination der HalbzeIlenpaare

riante vorzuschlagen und eine oder zwei Gruppen im Meter-Maszligstab arbeiten zu lassen Interessant ist auch eine Ausshywertung der Dezimeter-Variante am Overhead -Projektor

Mit dem Arbeitsauftrag versehen uumlbershytragen die Gruppen die gernittelten Messshywerte auf Papierstreifen schneiden sie entsprechend ab und beschriften die Enshyden Die anschlieszligende Phase des Ordshynens erscheint zunaumlchst oft chaotisch bzw unstrukturiert nach kurzer Zeit aber beginnen einige Schuumller Streifen mit gleishychen Bezeichnungen parallel zu legen Bei den vorgegebenen 5 Halbzeilen-Paaren ergeben sich die in Abbildung 2 dargeshystellten Kombinationen dIe nach anshyfaumlnglichen Schwierigkeiten relativ schnell herausgearbeitet werden

Nach der gegenseitigen Vorstellung der Gruppenergebnisse ist es nur noch ein kleiner Schritt bis die parallel gelegshyten Strecken auf einen gemeinsamen

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Streifen uumlbertragen werden der dann mit entsprechenden Markierungen versehen wird (Abb 3) Zu diesem Zeitpunkt wershyden immer noch Abstaumlnde aufgetrashygen aber es laumlsst sich jetzt ohne groumlszligeshyre Probleme begruumlnden welchen Vorteil eine Skala mit frei geWaumlhltem Nullpunkt hat Weil sich die Funktionsweise der Wasserstoff -Standard -Elektrode oft dem Verstaumlndnis entzieht kann hier zunaumlchst die Bezugnahme auf den Wasserstoff uumlber das Reaktionsverhalten gegenuumlber vershyduumlnnten Saumluren vermittelt werden eine Praumlzisierung der Nullpunktswahl kann spaumlter noch erfolgen

Nachbetrachtungen

Der hier vorgestellte Ansatz zur Erarbeishytung der Spannungsreihe verdankt seine Existenz der Diskussion um die Vorstelshylung von konstruktivistischen Lernproshy

zessen Wie bei aumlhnlichen Material ge shystuumltzten Unterrichtssequenzen - z B dem Ordnen eines Kaumlrtchentisches zu den Aggregatzustaumlnden [7 81- wird eishyne Parallelitaumlt aumluszligerer konkreter und inshynerer geistiger Taumltigkeiten unterstellt So wie sich auszligen eine Ordnung der Metal shyle auf Grund visualisierter Messwerte herausbildet kann sich im Bewusstsein der Lernenden diese Skala bilden die wir traditionsgemaumlszlig Spannungsreihe nenshynen Wie man sieht ist der Aufwand hiershyfuumlr kaum groumlszliger als bei anderen Verfahshyren der Einfuumlhrung jedoch sind die vorab zu machenden Annahmen und Regeln deutlich weniger und den Schuumllerinnen und Schuumllern kann schlieszliglich das Ershygebnis als Produkt einer geistigen Anshystrengung vermittelt werden - wie viele andere Gesetze Regeln oder Modelle der Naturwissenschaften auch [91

Literatur

[1] Schmidkunz H Pohl J Elektrochemie Nashyturwissenschaften im Unterricht - Chemie 66 (2001)

[2[ Jansen W(Hrsg) Handbuch der experimenshytellen Chemie Sekundarbereich II Bd6 Elektrochemie Koumlln 1994

[3 ] DucciM Ducci B OetkenM Aluminium in der Spannungsreihe der Metalle NiUmiddotCheshymie 12 (2001) Nr 66 S 39middot42

]4] httpwwwscience-cublulfuerschenexplKarshytoffelbakterielkartoffelhtm

[5] http marvin sn schule del-gyfloeha rtl lex03voltahtmJ

[6] httpdc2unimiddotbielefelddedc2hausstrom(R Blume)

[7] Freiman T Schlieker T Methodenwerkzeushyge NiU Chemie 12 (2001) Nr 6465 S 84-89

[8] Stamme M Fressen und gefressen werden Strukturelles Denken entwickeln In Friedlich Jahresheft Aufgaben (2003) S 90-92

[9] StaumludeIL WerberB Freiman T LernboxNashyturwissenschaften verstehen und anwenden Seelze 2002 S 71-81 (Kapitel 7 Regeln Geshysetze Theorien)

~ Dr Lutz Staumludel seit 1976 wissenschaftshy

licher Mitarbeiter an der Universitaumlt Kassel

(Chemiedidaktik)

Eisenschmiede 76 34125 Kassel

Lutzsuni-kasselde ~

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

drig gemessener Spannungen) moumlglichst ausgeschaltet werden kann Um eine Vershymischung der Metallsalzloumlsungen zu vershymeiden muss der Stromschluumlssel stets neu hergestellt werden

Kritisch sind auch die Kontakte zwishyschen Metallblechen und ihren Zuleishytungen Die Krokodilklemmen duumlrfen nicht korrodiert sein im Zweifelsfall schmirgelt man sie kurz und weist darshyauf hin dass sie gut zusammengedruumlckt werden muumlssen

Bei den Messungen treten erwarshytW1gsgemaumlszlig groumlszligere Schwankungen auf die sich in den gefundenen Spannungsshywerten dokumentieren Dies zeigt sich schnell wenn die Gruppen ihre Ergeb nisse an der Tafel in die zuvor kurz beshysprochene Tabelle eintragen Insbesonshydere bei der Kombination mit der Magnesium-Halbzeile finden sich vershymutlich wegen Stoumlrungen in der an der Elellttrode ausgebildeten Doppelschicht undoder pH-Wert-Veraumlnderungen Abshyweichungen von bis zu 50 nach unten Eine bloszlige Mittelvvertbildung waumlre hier kaum sinnvoll jedoch muss die Elimishynierung von einzelnen Werten zumindest plausibel gemacht werden Dies kann unter Hinweis auf gewoumlhnliche Batteshyrien erfolgen W1d mit der Frage wie wahrshyscheinlich es denn sei dass eine 15-VshyBatterie ploumltzlich eine deutlich houmlhere Spannung aufweisen wuumlrde wohingeshygen das Schwaumlcher-werden ja ein durchaus bekannter Effekt ist

Nach Diskussion der Einzeldaten kann man das Berechnen der Mittelwerte wieshyder den Gruppen uumlberlassen Schlieszliglich erhaumllt man Ergebniswerte wie in Tabelshyle 2

Konstruktion der Spannungsreihe aus den Messergebnissen

Die Idee fuumlr die anschlieszligende Phase der Ordnung und Systematisierung der Ershygebnisse bis hin zur Bildung der Span shynungsreihe als kognitivem Konstrukt ist denkbar einfach Schuumllerinnen und Schuumlshyler uumlbertragen die Messwerte in eine an schauIiche Form der DarstellW1g naumlmlich in Papierstreifen deren Laumlngen den nushymerischen Werten proportional sind Dashybei koumlnnen Je nach Schuumllerzahl und raumlumlichen Moumlglichkeiten sehr untershyschiedliche Maszligstaumlbe vorgegeben wershyden Am eindrucksvollsten ist ohne Zwei-

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Gemessene Spannungen in [V)

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 156 122 072 182 150 118 068 180 085 122 070 145

Kupfer 041 085 060 050 101 062 051 063

Eisen 050 100 048 076

091

Zink 137 145

092

Tab 1 Charakteristische Gruppenmesswerte

Gemittelte Messwerte in [VI

Magnesium Kupfer Eisen Zink Silber

Magnesium 153 121 070 181

Kupfer 050 101 061

Eisen 049 095

Zink 141

Tab 2 Charakteristische gemittelte Werte

]

Arbeitsauftraumlge zum Aufstellen einer Spannungsreihe

Ihr habt fuumlr die Kombination von je zwei Metallen und ihren Salzloumlsungen

unterschiedliche Spannungen gemessen Stellt fuumlr jedes HalbzeIlenpaar einen Papierstreifen her der genau so lang ist wie es dem gemessenen Wert entspricht 10 Volt soll dabei durch eishynen Streifen von 1 m 100 cm Laumlnge dargestellt werden

bull Benutzt dazu die ausgeteilten RegistrierkassenrollenToilettenpapierrollen

bull Beschriftet die Papierstreifen an den Enden mit den chemischen Symboshylen der Metalle Legt die Papierstreifen auf dem Boden aus und versucht sie sinnvoll zu ordshy

nen

bull Fasst euer Ergebnis kurz zusammen

fel der Maszligstab 1 V = 1m was sich leicht mit Papier von einer Toilettenpapier-Rolshyle realisieren laumlsst Eher fuumlr die Arbeit am Gruppentisch eignet sich die Umsetzung 1 V = 1 dm Andere Umrechnungsfaktoshy

ren mit Zahlenwerten 1 haben sich nicht bewaumlhrt weil sie die Analogiebilshydung eher behindern

Ein Kompromiss kann darin bestehen der Mehrzahl der Gruppen die Tischva shy

(211) 57

Abb 1 Die Halbzeilen-Paare wurden von den Schuumllerinnen und Schuumllern zunaumlchst unsorshy

tiert auf dem Boden ausgebreitet

Ag Mg Ag CuCu Mg Ag ZnZn Mg Ag FeFe Mg

CU FeFe Zn Cu Zn

Ag Cu Fe Zn Mg

Abb 2 Richtige Kombination der HalbzeIlenpaare

riante vorzuschlagen und eine oder zwei Gruppen im Meter-Maszligstab arbeiten zu lassen Interessant ist auch eine Ausshywertung der Dezimeter-Variante am Overhead -Projektor

Mit dem Arbeitsauftrag versehen uumlbershytragen die Gruppen die gernittelten Messshywerte auf Papierstreifen schneiden sie entsprechend ab und beschriften die Enshyden Die anschlieszligende Phase des Ordshynens erscheint zunaumlchst oft chaotisch bzw unstrukturiert nach kurzer Zeit aber beginnen einige Schuumller Streifen mit gleishychen Bezeichnungen parallel zu legen Bei den vorgegebenen 5 Halbzeilen-Paaren ergeben sich die in Abbildung 2 dargeshystellten Kombinationen dIe nach anshyfaumlnglichen Schwierigkeiten relativ schnell herausgearbeitet werden

Nach der gegenseitigen Vorstellung der Gruppenergebnisse ist es nur noch ein kleiner Schritt bis die parallel gelegshyten Strecken auf einen gemeinsamen

58 (212)

Streifen uumlbertragen werden der dann mit entsprechenden Markierungen versehen wird (Abb 3) Zu diesem Zeitpunkt wershyden immer noch Abstaumlnde aufgetrashygen aber es laumlsst sich jetzt ohne groumlszligeshyre Probleme begruumlnden welchen Vorteil eine Skala mit frei geWaumlhltem Nullpunkt hat Weil sich die Funktionsweise der Wasserstoff -Standard -Elektrode oft dem Verstaumlndnis entzieht kann hier zunaumlchst die Bezugnahme auf den Wasserstoff uumlber das Reaktionsverhalten gegenuumlber vershyduumlnnten Saumluren vermittelt werden eine Praumlzisierung der Nullpunktswahl kann spaumlter noch erfolgen

Nachbetrachtungen

Der hier vorgestellte Ansatz zur Erarbeishytung der Spannungsreihe verdankt seine Existenz der Diskussion um die Vorstelshylung von konstruktivistischen Lernproshy

zessen Wie bei aumlhnlichen Material ge shystuumltzten Unterrichtssequenzen - z B dem Ordnen eines Kaumlrtchentisches zu den Aggregatzustaumlnden [7 81- wird eishyne Parallelitaumlt aumluszligerer konkreter und inshynerer geistiger Taumltigkeiten unterstellt So wie sich auszligen eine Ordnung der Metal shyle auf Grund visualisierter Messwerte herausbildet kann sich im Bewusstsein der Lernenden diese Skala bilden die wir traditionsgemaumlszlig Spannungsreihe nenshynen Wie man sieht ist der Aufwand hiershyfuumlr kaum groumlszliger als bei anderen Verfahshyren der Einfuumlhrung jedoch sind die vorab zu machenden Annahmen und Regeln deutlich weniger und den Schuumllerinnen und Schuumllern kann schlieszliglich das Ershygebnis als Produkt einer geistigen Anshystrengung vermittelt werden - wie viele andere Gesetze Regeln oder Modelle der Naturwissenschaften auch [91

Literatur

[1] Schmidkunz H Pohl J Elektrochemie Nashyturwissenschaften im Unterricht - Chemie 66 (2001)

[2[ Jansen W(Hrsg) Handbuch der experimenshytellen Chemie Sekundarbereich II Bd6 Elektrochemie Koumlln 1994

[3 ] DucciM Ducci B OetkenM Aluminium in der Spannungsreihe der Metalle NiUmiddotCheshymie 12 (2001) Nr 66 S 39middot42

]4] httpwwwscience-cublulfuerschenexplKarshytoffelbakterielkartoffelhtm

[5] http marvin sn schule del-gyfloeha rtl lex03voltahtmJ

[6] httpdc2unimiddotbielefelddedc2hausstrom(R Blume)

[7] Freiman T Schlieker T Methodenwerkzeushyge NiU Chemie 12 (2001) Nr 6465 S 84-89

[8] Stamme M Fressen und gefressen werden Strukturelles Denken entwickeln In Friedlich Jahresheft Aufgaben (2003) S 90-92

[9] StaumludeIL WerberB Freiman T LernboxNashyturwissenschaften verstehen und anwenden Seelze 2002 S 71-81 (Kapitel 7 Regeln Geshysetze Theorien)

~ Dr Lutz Staumludel seit 1976 wissenschaftshy

licher Mitarbeiter an der Universitaumlt Kassel

(Chemiedidaktik)

Eisenschmiede 76 34125 Kassel

Lutzsuni-kasselde ~

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Abb 1 Die Halbzeilen-Paare wurden von den Schuumllerinnen und Schuumllern zunaumlchst unsorshy

tiert auf dem Boden ausgebreitet

Ag Mg Ag CuCu Mg Ag ZnZn Mg Ag FeFe Mg

CU FeFe Zn Cu Zn

Ag Cu Fe Zn Mg

Abb 2 Richtige Kombination der HalbzeIlenpaare

riante vorzuschlagen und eine oder zwei Gruppen im Meter-Maszligstab arbeiten zu lassen Interessant ist auch eine Ausshywertung der Dezimeter-Variante am Overhead -Projektor

Mit dem Arbeitsauftrag versehen uumlbershytragen die Gruppen die gernittelten Messshywerte auf Papierstreifen schneiden sie entsprechend ab und beschriften die Enshyden Die anschlieszligende Phase des Ordshynens erscheint zunaumlchst oft chaotisch bzw unstrukturiert nach kurzer Zeit aber beginnen einige Schuumller Streifen mit gleishychen Bezeichnungen parallel zu legen Bei den vorgegebenen 5 Halbzeilen-Paaren ergeben sich die in Abbildung 2 dargeshystellten Kombinationen dIe nach anshyfaumlnglichen Schwierigkeiten relativ schnell herausgearbeitet werden

Nach der gegenseitigen Vorstellung der Gruppenergebnisse ist es nur noch ein kleiner Schritt bis die parallel gelegshyten Strecken auf einen gemeinsamen

58 (212)

Streifen uumlbertragen werden der dann mit entsprechenden Markierungen versehen wird (Abb 3) Zu diesem Zeitpunkt wershyden immer noch Abstaumlnde aufgetrashygen aber es laumlsst sich jetzt ohne groumlszligeshyre Probleme begruumlnden welchen Vorteil eine Skala mit frei geWaumlhltem Nullpunkt hat Weil sich die Funktionsweise der Wasserstoff -Standard -Elektrode oft dem Verstaumlndnis entzieht kann hier zunaumlchst die Bezugnahme auf den Wasserstoff uumlber das Reaktionsverhalten gegenuumlber vershyduumlnnten Saumluren vermittelt werden eine Praumlzisierung der Nullpunktswahl kann spaumlter noch erfolgen

Nachbetrachtungen

Der hier vorgestellte Ansatz zur Erarbeishytung der Spannungsreihe verdankt seine Existenz der Diskussion um die Vorstelshylung von konstruktivistischen Lernproshy

zessen Wie bei aumlhnlichen Material ge shystuumltzten Unterrichtssequenzen - z B dem Ordnen eines Kaumlrtchentisches zu den Aggregatzustaumlnden [7 81- wird eishyne Parallelitaumlt aumluszligerer konkreter und inshynerer geistiger Taumltigkeiten unterstellt So wie sich auszligen eine Ordnung der Metal shyle auf Grund visualisierter Messwerte herausbildet kann sich im Bewusstsein der Lernenden diese Skala bilden die wir traditionsgemaumlszlig Spannungsreihe nenshynen Wie man sieht ist der Aufwand hiershyfuumlr kaum groumlszliger als bei anderen Verfahshyren der Einfuumlhrung jedoch sind die vorab zu machenden Annahmen und Regeln deutlich weniger und den Schuumllerinnen und Schuumllern kann schlieszliglich das Ershygebnis als Produkt einer geistigen Anshystrengung vermittelt werden - wie viele andere Gesetze Regeln oder Modelle der Naturwissenschaften auch [91

Literatur

[1] Schmidkunz H Pohl J Elektrochemie Nashyturwissenschaften im Unterricht - Chemie 66 (2001)

[2[ Jansen W(Hrsg) Handbuch der experimenshytellen Chemie Sekundarbereich II Bd6 Elektrochemie Koumlln 1994

[3 ] DucciM Ducci B OetkenM Aluminium in der Spannungsreihe der Metalle NiUmiddotCheshymie 12 (2001) Nr 66 S 39middot42

]4] httpwwwscience-cublulfuerschenexplKarshytoffelbakterielkartoffelhtm

[5] http marvin sn schule del-gyfloeha rtl lex03voltahtmJ

[6] httpdc2unimiddotbielefelddedc2hausstrom(R Blume)

[7] Freiman T Schlieker T Methodenwerkzeushyge NiU Chemie 12 (2001) Nr 6465 S 84-89

[8] Stamme M Fressen und gefressen werden Strukturelles Denken entwickeln In Friedlich Jahresheft Aufgaben (2003) S 90-92

[9] StaumludeIL WerberB Freiman T LernboxNashyturwissenschaften verstehen und anwenden Seelze 2002 S 71-81 (Kapitel 7 Regeln Geshysetze Theorien)

~ Dr Lutz Staumludel seit 1976 wissenschaftshy

licher Mitarbeiter an der Universitaumlt Kassel

(Chemiedidaktik)

Eisenschmiede 76 34125 Kassel

Lutzsuni-kasselde ~

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677

Naturwissenschaften im Heft 7677 August 2003 14 Jahrgang

UD[J[)~[[D~[uli N AT UR W ISS E N S C HAFT LI eHE SChemie ARBEITEN

Herausgeber Prof Dr Peter Pfeifer Nuumlrnberg Thomas Freiman Erlangen Dr Lutz Staumludel Kassel

BASISARTIKEL MAGAZIN

Lutz Staumludel Michael Schminke und Peter Pfeifer ANREGUNG Rebekka Heimann

Naturwissenschaftliches Arbeiten 4 Wie viel Zucker ist im Ice-Tea 44 Strategische Versuchs-

Peter Pfeifer

Was heiszligt naturwissenschaftliches

Eine qualitative und quantitative

Untersuchung auswertung

Eine Untersuchung zu

93

Arbeiten 7 Katrin Sommer kognitiven Voraussetzun-

Thomas Freiman Blindproben

Ein unverzichtbarer Schritt auf dem

49 gen fuumlr naturwissenshy

schaftliches Arbeiten

Bildung Grundbildung 12 Weg zur Klarheit

Heinz Schmidkunz

UNTERRICHTSPRAXIS Thomas Freiman

Die Wertigkeit 52

Zur Bedeutung der

Konzentration 96

Manfred Prenzel und Ilka Parchmann Plaumldoyer fuumlr ein fast vergessenes Konzept

Kompetenz entwickeln 15 Lutz Staumludel KARTEIKARTEN 99 Vom naturwissenschaftlichen Arbeiten zum Messen und Auswerten 55

naturwissenschaftlichen Denken Die Spannungsreihe der Metalle Meike Pfluumlger und

Elfriede Nahrgang

Foumlrderung der Lesefaumlhigkeit 20

Werner Rink

Lithiumbatterien im Schullabor selbst

herstellen 59

Harald Sachs

Rotkohlsaft als

Indikator 99 Eike Peter

Beobachten Verbalisieren Ordnen Ein Beispiel fuumlr ein anspruchsvolles Projekt

Martin Holfeld Deuten 24 Thomas Freiman Wolfgang Proske und Ein Starter-Experiment im Chemie- Das Pulver selber wieder erfinden 65 Volker Wiskamp unterricht Eine Retro-Modellierung Fotometrische Coffei n-

Peter Slaby

100 alltaumlgliche Stoffe 28

Lutz Staumludel

Der Mineralwasser-Effekt 67

Bestimmung in

Energy-Drinks 99

Multiples Training im Umgang mit Modellieren als Element naturwissenschaft-

I nformationen lichen Arbeitens

Karl Boumlgler Judy Fuchs Annett Hertel Andrea Gerdes

Heike Roth und Wolf Kraus Mit Modellen arbeiten 71

Durcharbeiten 30 Legosteine Massenkonstanz und das

Vom Schulbuchversuch zum Gesetz der konstanten Proportionen

selbst geplanten Modellversuch Dagmar Steiner

Andrea Gerdes Neue Medien - andere Methoden 76

Experimente entwickeln 33 Voiker Schlieker Die Erhaltung der Masse Arbeiten im Team 80

Lutz Neider Erfahrungen in einem Grundkurs Chemie

Anfangen - aber wie 35 13 Jahrgang

Chemieanfangsunterricht in Klasse 11 Waltraud Habelitz-Tkotz

Hubert Roumlsch Kumulativ lernen 84

Das projektorientierte naturwissenshy

schaftliche Praktikum 37 Volker Woest

Katrin Sommer

Backpulver und Brausetablette

Anwendung naturwissenschaftlicher

42

Methode Berater oder Experte

Die Foumlrderung naturwissenschaftlichen

Lernens durch die Rolle der Lehrperson

89

Denk- und Arbeitsweisen

Unterricht Chemie 14 2003 Nr 7677 (157) 3