Embed Size (px)
Citation preview
Thema:
Trennverfahren I: Filtration, Eindampfen und
Destillation
1
Schriftliche Ausarbeitung der Unterrichtseinheit Thema: Trennverfahren I: Filtration, Eindampfen und
Destillation
Übergeordnete Lernziele für die gesamte Unterrichtseinheit:
- Die SuS sollen verschiedene Trennverfahren kennenlernen und diese anwenden
können.
- Die SuS sollen grundlegende Laborgeräte benennen können und den Umgang mit
ihnen üben.
- Durch die Durchführung von Experimenten in Gruppen und Partnerarbeit sollen die
sozialen Kompetenzen der SuS ebenso verbessert werden, ebenso ihre
sensomotorischen Fähigkeiten.
- Die SuS sollen zeigen, dass sie durch Nachdenken zu Problemlösungsvorschlägen
kommen, ihre Überlegungen in einem Experiment überprüfen und die Ergebnisse
protokollieren können.
- Durch das Anfertigen von Protokollen sollen die SuS zeigen, dass sie die in der Praxis
gewonnenen Erkenntnisse auch verbalisieren können.
Notwendiges Vorwissens der SuS:
Die SuS der Jahrgangstufe 7 haben in den vorangegangenen Stunden bereits verschiedene
Gemische kennen gelernt. Dabei wurde deutlich zwischen heterogenen und homogenen
Gemischen unterschieden. In einigen Versuchen sind verschiedene Gemische von den
Schülern zusammengestellt worden (z.B. Wasser und Mehl, Zucker in Wasser, Sand-Wasser-
Salz-Gemisch)
Die Theorie bezüglich der unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften ist
abgehandelt worden und den SuS somit bekannt.
2
3
Planung der 1. Unterrichtsstunde : Thema : Trennung eines Wasser/Sand- und eines Tee/Wasser- Gemisches im
Schülerexperiment
Kernanliegen :
Auf der Grundlage der bekannten Stoffeigenschaften soll durch problemlösendes Denken der
SuS ein Trennverfahren entwickelt und experimentell überprüft werden, dass durch
Anfertigen eines Versuchsprotokolls vertieft und gesichert wird.
Didaktischer
Kommentar: Die SuS sollen in der 1. Std. in die Thematik der Trennverfahren eingeführt zu
werden. Bei diesem Versuch ist zum einen der Alltagsbezug und zum anderen
die klare optische Trennung der zwei Gemischkomponenten gegeben.
Alltägliche Verfahren, wie z.B. Kaffee/Tee kochen, werden auf die Chemie
übertragen und erleichtern somit die Einführung der Fachbegriffe.
Die Vorteile dieses Experimentes sind der geringe Zeitliche und der geringe
Materialaufwand. Außerdem wird bei diesem Versuch eine fachliche
Grundlage geschaffen, die für die aufbauenden Unterrichtsinhalte von Nutzen
sind. Das Schülerexperiment festigt die vorher von den SuS entwickelten Ideen
zur Trennung der heterogenen Gemische und zeigt gleichzeitig, dass jedoch
zeitliche Nachteile auftreten können. Die verbesserte Methode wird daher mit
Hilfe des weiterführenden Lehrerexperiments aufgezeigt.
4
Phase
Inhalt/Lehrerverhalten Sozialformen
Medien
Erwartetes Schülerverhalten
Problemgewinnung
Die in der vorangegangenen Unterrichtseinheit erstellten Gemische aus Wasser und Sand werden vom Lehrer auf das Pult gestellt. Daneben wird eine Kanne mit Wasser und Teebeutel platziert.
Unterrichtsgespräch
Präparate
Es sollen die grundlegenden Eigenschaften dieser Gemische wiederholt werden und die Gemeinsamkeit zwischen dem Wasser/Sand- und dem Wasser/Tee- Gemisches erkannt werden.
Überlegungen zur
Problemlösung
Durchführung eines Lösungsvorschlages
Der Lehrer fragt die SuS, wie man diese Gemische in seine reinen Stoffe überführen kann. Die Ideen werden an der Tafel festgehalten. Durchführung des auf den Ideen der Schüler basierenden Experimentes.
Unterrichtsgespräch
Tafel
Schülerexperiment
In einem kurzen Brainstorming sollen die Ideen der Schüler, die auf Grund von Alltagsvorstellungen aufkommen, an der Tafel festgehalten werden und zu einer Versuchsanweisung ergänzt werden. Es wird vom Lehrer erwartet, dass die Trennung eines Wasser/Tee- Gemisches mittels eines Filters bekannt ist und auf das Wasser/ Sand – Gemisch übertragen werden können. Die Schüler sollen das Wasser/Tee- und das Wasser/ Sand- Gemisch experimentell trennen. Dabei wird in Gruppen von 2-3 Personen eine Filtration durchgeführt. Die Dauer der Versuchsdurchführung soll protokolliert werden.
5
Abstraktion der gewonnenen Erkenntnisse
Wiederholung durch die Schüler, auf welcher physikalischen Tatsache dieser Trennvorgang basiert; Einführung von Fachbegriffen durch den Lehrer.
Unterrichtsgespräch
Tafel, Heft
Einführung und Definition des Begriffs „Filtration“ Die Schüler sollen erkennen, dass mittels einer porösen Trennschicht ein heterogenes Gemisch getrennt werden kann.
Sicherung Der Lehrer fragt, ob bei der Durchführung des Experimentes Probleme aufgekommen sind und was man verbessern könnte. Der Lehrer führt die Filtration eines Wasser/Sand- Gemisches mittels einer Saugflasche und Filtriernutsche mit Wasserstrahlpumpe durch.
Unterrichtsgespräch Lehrerexperiment
Die SuS sollen auf Grund der protokollierten Versuchsdauer erkennen, dass die Filtration großer Mengen viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Es muss also ein Verfahren geben, die Versuchsdauer zu beschleunigen. Dieser Versuch soll den SuS demonstrieren, wie das Trennverfahren „Filtration“ beschleunigt werden kann. Das Ergebnis dieses Versuchs soll im Versuchsprotokoll des vorangegangenen Versuchs kurz erwähnt werden.
Hausaufgabenstellung Anfertigung eines Versuchsprotokolls zum durchgeführten Versuch. Ideen zur weiteren Anwendung des Trennverfahrens „Filtration“ im Alltag.
Die SuS sollen zu Hause ein vollständiges Versuchsprotokoll anfertigen, das Informationen zu eingesetzten Geräten, Chemikalien sowie zur Durchführung, Beobachtung und Ergebnissen enthält. Des Weiteren sollen sich die SuS Gedanken darüber machen, wo man das Verfahren der Filtration im Alltag noch anwenden kann.
Versuchsprotokoll :
Filtration eines Wasser/Sand bzw. Tee/Wasser
Gemisches
Geräte: 4 Bechergläser, Löffel, Trichter, Filterpapier Chemikalien: Wasser, Sand, Teebeutel Gefahrstoff- verordnungen: --- Durchführung: Ein Gemisch aus Wasser und Sand (ca. 30 ml), sowie ein Gemisch aus
Wasser und Teeblüten (ca. 30 ml) werden auf einen Trichter mit Filterpapier gegossen und anschließend in je einem Becherglas aufgefangen.
Beobachtung: Der Sand und die Teeblüten werden im Filter zurückgehalten. In den
Bechergläsern befindet sich klares Wasser und Tee. Es dauert etwa 10 Minuten pro Ansatz, bis das Gemisch vollständig getrennt wurde.
Auswertung: Mit Hilfe des Filtrierens können unlösliche von löslichen Stoffen
getrennt werden. Dabei wirkt der Filter wie ein Sieb mit feinen Poren. Die unlöslichen Bestandteile der Gemische bleiben aufgrund ihrer Größe als Rückstand im Filter. Die hindurchgeflossene Lösung wird Filtrat genannt.
Mit Hilfe einer Wasserstrahlpumpe kann ein Unterdruck erzeugt werden, der die Filtration deutlich beschleunigt.
6
7
Planung der 2. Unterrichtsstunde: Thema: Eindampfen einer Kochsalzlösung im Schülerexperiment
Kernanliegen:
Die SuS sollen durch Überlegungen ihr problemlösendes Denken fördern und durch die
Durchführung eines Schülerexperimentes ihre sozialen und sensomotorischen Kompetenzen
verbessern.
Didaktischer
Kommentar: Bei diesem Versuch geht es darum, ein einfaches Trennverfahren kennen zu
lernen. Der Versuch steht zu Beginn einer Unterrichtsreihe und soll auf ein
besseres Trennverfahren, die Destillation hinführen.
Außerdem lässt sich mit diesem Versuch gut ein Realitätsbezug herstellen,
denn die Methode wird großtechnisch in abgewandelter Form zur
Gewinnung von Meersalz genutzt.
Es ist darauf zu achten, dass nicht zu viel Lösung hergestellt wird, damit der
Versuch nicht als 10-15 Minuten dauert.
Das durchgeführte Experiment bestätigt, dass eine Kochsalzlösung durch
Eindampfen getrennt werden kann und gleichzeitig als
Problemfindungsexperiment dient, da den SuS bewusst wird, dass sie mittels
dieser Methode nur einen einzigen Ausgangsstoff zurückgewinnen können.
Phase Inhalt/Lehrerverhalten Sozialformen
Medien
Erwartetes Schülerverhalten
Einstieg
Der Lehrer fordert die SuS auf zu wiederholen, um was für eine Art von Gemisch es sich bei Wasser/Salz handelt.
Lehrerimpuls Schüleräußerungen
Tafel
Die SuS sollen wiederholen, dass es sich um ein homogenes Gemisch aus einem Feststoff und einer Flüssigkeit handelt.
Problemgewinnung
Frage des Lehrers, worin der Unterschied dieses Gemisches im Vergleich zum Wasser/Sand-Gemisch der letzten Stunde besteht.
Unterrichtsgespräch
Die Schüler sollen bemerken, dass es sich in der letzten Stunde um ein heterogenes Gemisch gehandelt hat, welches man mittels Filtration trennen konnte. Eine solche Trennung ist bei homogenen Gemischen jedoch nicht möglich (u.U. demonstrieren).
Überlegungen zur
Problemlösung
Durchführung eines Lösungsvorschlages
Der Lehrer lässt die SuS Vorschläge machen, wie man dieses Gemisch wieder in seine Bestandteile zerlegen kann. Eindampfen der Lösung.
Unterrichtsgespräch
Schülerversuch
Der vermutlich erste und einfachste Vorschlag wird sein, das Gemisch einfach einzudampfen. Der bisher noch ungewohnte Umgang mit der grundlegenden Laborausstattung soll mit Hilfe dieses Versuches geübt werden. .
Abstraktion der gewonnen Erkenntnisse
Die Schüler sollen eine Erklärung dafür finden, warum man das Wasser/Salz-Gemisch auf diese Art trennen kann.
Unterrichtsgespräch
Heft
Das Gemisch lässt sich auf Grund der unterschiedlichen Siedepunkte der beiden Stoffe trennen.
8
9
Sicherung
Die SuS sollen das Problem aufwerfen, dass bei dieser Art der Trennung nur das Salz, nicht aber das Wasser zurückgewonnen wird. Im Gespräch soll eine Lösung für dieses Problem gefunden werden. Vorschläge werden an der Tafel gesammelt. Durchführung des Versuchs; die Lösung wird jedoch frisch hergestellt und die Menge der eingesetzten Stoffe an der Tafel notiert. Nach dem Versuch werden die Mengen der erhaltenen Stoffe gemessen und an der Tafel den vorherigen Werten gegenübergestellt.
Schülergespräch Tafel Lehrerversuch Tafel
Die SuS sollen feststellen, dass das Eindampfen der Lösung nur eine unbefriedigende Lösung der Trennung ist. Diese Schwäche soll erkannt und Verbesserungsvorschläge gemacht werden Das Wasser kann an einer Glasscheibe kondensiert und aufgefangen werden. Die Schüler sollen bemerken, dass für die Verbesserung der Versuchsmethode auch Messwerte erforderlich sind Die Schüler sollen sich zur Ausbeute äußern. Wenn sie bereits die Prozentrechnung beherrschen, kann diese hier angewandt werden, ansonsten genügen einfache Quotienten
Hausaufgabenstellung Anfertigung eines Versuchsprotokolls zum Versuch „Eindampfen einer Kochsalzlösung“ Überlegungen anstellen, wie die Ausbeute beim letzten Versuch erhöht werden kann.
Arbeitsblatt Die Protokollführung, sowie neue Begriffe sollen geübt werden.
Versuchsprotokoll:
Eindampfen einer Kochsalzlösung
Geräte: Becherglas, Löffel, Vierfuß mit Keramikplatte, Bunsenbrenner Chemikalien: Destilliertes Wasser, Natriumchlorid (NaCl) Gefahrstoff- verordnungen: --- Durchführung: Es werden ca. 30-50 ml einer Kochsalzlösung in einem Becherglas
hergestellt. Das Gemisch wird mit dem Brenner so lange erhitzt, bis alles Wasser verdampft ist.
Beobachtung: Das Wasser verdampft und am Boden des Becherglases, sowie an
dessen Rand bleibt eine weiße Kruste zurück. Auswertung: Das Salz kann aus dem Wasser-Kochsalz-Gemisch mit Hilfe der
Methode des Eindampfens zurückgewonnen werden, da die Siedepunkte der zu trennenden Stoffe sehr weit auseinander liegen.
10
11
Planung der 3. Unterrichtsstunde: Thema: Experimentelle Entwicklung einer Destillationsapparatur durch anhand
aufbauender Lehrerversuchen von Wasserdampfkondensationen an einer
Glasplatte über luftgekühltem Glasrohr bis zur wassergekühlten Vorlage.
Kernanliegen:
Durch Verbalisierung ihrer Überlegungen soll den SuS ein neues Trennungsverfahren nahe
gebracht werden, das sie durch Transferdenken auch auf andere Gemische übertragen können.
Gleichzeitig sollen ihr problemlösendes Denken und ihre Fähigkeit quantitative Aussagen zu
Versuchen zu machen gefördert werden.
Didaktischer
Kommentar: Da oftmals nicht genügend Destillationsapparaturen in der Schule zur
Verfügung stehen und die Destillation eine einfache und gute Methode im
Trennverfahren ist, stellen diese Versuche eine wichtige Bedeutung da und
sollten in einer Unterrichtsreihe eingeführt werden. Es sollte gezeigt werden,
dass das Verfahren des Eindampfens Salz/ Zucker und Wasser trennt, da das
Wasser als Wasserdampf entweicht und das Salz als Rückstand zurück bleibt.
Nun sollte aber eineMöglichkeit gefunden werden, destilliertes Wasser zu
gewinnen. Dabei bauen die Versuche aufeinander auf, wobei die erhöhte
Ausbeute die erwartete Verbesserung der Versuchsdurchführung zeigt. Jeder
Versuch dauert etwa 15 min. Eine gute Handhabung der Geräte durch die
Schüler ist erforderlich. Besonders der Umgang mit dem Bunsenbrenner
sollte geübt sein, da durch zu starkes Erhitzen der Siedeverzug im
Reagenzglas trotz Siedesteinchen zu groß ist.
Die durchgeführten Experimente sind sowohl Überlegungsbestätigend, zum
anderen aber auch Problemaufwerfend. Es soll festgestellt werden, dass
Stoffe mit unterschiedlichen Siedepunkten mittels Destillation voneinander
getrennt werden können.
Phase Inhalt/Lehrerverhalten Sozialformen
Medien
Erwartetes Schülerverhalten
Problemgewinnung
Der Lehrer fragt die SuS, worin das Problem am Ende der letzten Stunde bestand.
Unterrichtsgespräch
Die verschiedenen Probleme der letzten Stunde werden wiederholt, bis schließlich das eigentlich geforderte Problem genannt wird: die geringe Ausbeute
Überlegungen zur Problemlösung Durchführung eines Lösungsvorschlages
Die Schülervorschläge zur Lösung dieses Problems werden angeschrieben und diskutiert. Durchführung der Versuche; wiederum werden die eingesetzten Mengen protokolliert und den nach dem Versuch erhaltenen Mengen gegenübergestellt. Die erhaltenen Messwerte werden an der Tafel tabellarisch dokumentiert und sind von den Schülern ins Heft zu übernehmen
Unterrichtsgespräch Tafel
Lehrerexperiment, Schüler assistieren Tafel
Problem: Auffangen des Wasserdampfes; kann mit direkt an das Reagenzglas angeschlossenem Winkelrohr gelöst werden Trotz der höheren Ausbeute sollen die SuS dazu ermutigt werden, beharrlich weitere und bessere Möglichkeiten des wissenschaftlichen Arbeitens zu entwickeln. Problem: Kondensieren des Wasserdampfes kann durch Kühlen der Vorlage verbessert werden Die Ausbeute wird enorm gesteigert, das von den Schülern zu erwartende Ziel wurde erreicht!
13
14
Abstraktion der gewonnenen Erkenntnisse
Wiederholung durch die Schüler, auf welcher physikalischen Tatsache dieser Trennvorgang basiert; Einführung von Fachbegriffen durch den Lehrer.
Schülergespräch Tafel, Heft
Einführung und Definition des Begriffs
„Destillation“
Wissenssicherung Frage des Lehrers, ob der Begriff der Destillation vielleicht irgendwoher bekannt ist. Vorstellen einer „professionellen“ Destillationsapparatur
Unterrichtsgespräch Allgemeine Anwendbarkeit der Methode, auch flüssig/flüssig Gemische können getrennt werden Einführung weiterer Laborgeräte
Hausaufgabenstellung Zu allen Versuchen werden die entsprechenden Protokolle ausgeteilt, in denen jedoch die Zeichnungen fehlen. Diese sollen von den Schülern vervollständigt und beschriftet werden
Arbeitsblatt Übung zur Anfertigung von Versuchsskizzen Übung zur Benennung von Labormaterial
Tafelbild:
Trennung eines Kochsalz/Wasser-Gemisches Zurückgewonnene Menge Eingesetzt: Wasser [ml] 10 1,8 3,9 8,7 Salz [g] 3 1,4 1,4 1,4
Versuchsprotokoll:
Entwicklung einer Destillationsapparatur
a) Kondensation von Wasserdampf an kühler Glasplatte b) Kondensation in luftgekühltem Glasrohr c) Kondensation in wassergekühlter Vorlage
Geräte: Becherglas, Löffel, Vierfuß mit Keramikplatte, Bunsenbrenner,
Siedesteine, Reagenzgläser (2), Glasrohr, Gummistopfen, Uhrglas, Reagenzglasklammer, Stativ, Klemmen
Chemikalien: Destilliertes Wasser, Natriumchlorid (NaCl) Gefahrstoff- verordnungen: ---
15
Durchführung: Es werden ca. 30ml einer Zuckerlösung in einem Becherglas hergestellt. a) Ein Teil der Kochsalzlösung wird im Becherglas zum Sieden
erhitzt. Mit einer Reagenzglasklammer wird ein gut gesäubertes Uhrglas in den Dampf gehalten.
b) Ein weiterer Teil der Kochsalzlösung wird in ein Reagenzglas gefüllt. Dies wird nach Zugabe einiger Siedesteine mit einem Gummistopfen verschlossen, durch den ein Glasröhrchen geschoben ist. Das andere Ende des Glasrohres wird in ein weiteres Reagenzglas geführt. Nun wird das Wasser im ersten Reagenzglas zum Sieden erhitzt.
c) In diesem Teil des Versuches wird wie in Teil b) verfahren. Der Unterschied hierbei ist jedoch, dass das Reagenzglas 2 zur Kühlung in einen Becher mit kaltem Wasser gestellt wird.
Skizze zum Versuchsteil a):
Skizze zum Versuchsteil b):
16
Skizze zum Versuchsteil c):
Beobachtung: a) Das Wasser verdampft und im Becherglas bleibt ein Salzrückstand
zurück. Ein Teil des Dampfes kondensiert an der Oberfläche des Uhrglases, aber der überwiegende Teil geht in der Atmosphäre verloren. Des Weiteren läuft das kondensierte Wasser nicht richtig an der abfallenden Seite des Uhrglases ab.
b) Das Wasser verdampft im Reagenzglas. Der Dampf diffundiert durch das luftgekühlte Glasrohr (Raumtemperatur ca. 21°C), kondensiert aber größtenteils nicht. Er entweicht am Ende des Röhrchens und verfliegt in der Atmosphäre.
c) Auch hier verdampft das Wasser und das Salz bleibt zurück. Der Dampf diffundiert durch das Glasrohr, wird dann aber durch das Wasser im Becherglas gekühlt. Der Dampf kondensiert und das Wasser sammelt sich im zweiten Reagenzglas. Es entweicht kein Dampf in die Atmosphäre.
Auswertung: Um eine gute Ausbeute an destilliertem Wasser zu erhalten, benötigt
man eine Versuchsapparatur, die zum einen von außen gut gekühlt ist und bei der zum anderen möglichst wenig Wasserdampf entweichen kann. So ist die Ausbeute im ersten Versuch sehr gering. Im zweiten entweicht noch ziemlich viel Dampf, da sich das luftgekühlte Glasrohr erwärmt und so den Wasserdampf nicht kondensieren lässt. Das beste Ergebnisse erreicht man, wenn man eine gekühlte Vorlage hat, die in Versuchsteil c) gegeben ist.
17
18
Planung der 4. Unterrichtsstunde : Thema : Experimentelle Trennung eines Wasser/Salz/Sand- Gemisches mittels der in
den vorangegangenen Stunden erworbenen Kenntnissen
Kernanliegen :
Durch Verbalisierung in der Gruppe sollen die erworbenen Kenntnisse des Trennverfahrens
problemorientiert eingesetzt werden und damit verbundene Lösungsvorschläge für ein neues
Problem erörtert werden. Dieses Experiment ist zur Heterogenität bestimmt.
Didaktischer
Kommentar : In der letzten Stunde der Unterrichtsreihe sollen die SuS sie vorher erworbenen
Kenntnisse anhand eines Beispieles wissenschaftlich anwenden und
durchführen können.
Die Schüler/innen müssen hierbei vom Lehrer nicht mehr angeleitet werden,
sondern können frei arbeiten.
Zur Lösung eines bestimmten Problems ist die Durchführung des Experimentes
aufbauend auf den Grundlagen der vorangegangenen Stunden nötig. Hier sollte
noch einmal Erlerntes wiederholt und gefestigt werden. Hinzu kam der zu
leistende Transfer, die bekannten Trennverfahren in der richtigen Reihenfolge
durchzuführen. So ist dieses Experiment sowohl Bestätigungs- als auch
weiterführendes Experiment.
Phase
Inhalt/Lehrerverhalten Sozialformen
Medien
Erwartetes Schülerverhalten
Einstieg
Per OHP wird zu Beginn der Stunde ein Bild an die Wand projiziert, auf dem sich eine Person in der Wüste befindet.
Unterrichtsgespräch
OHP
Dieses Bild dient als stiller Impuls. Die SuS sollen sich überlegen, was dieses Bild wohl mit der derzeitigen Unterrichtsthematik zu tun hat.
Problemgewinnung
Überlegungen zur Problemlösung, Durchführung eines Lösungsvorschlages
Der Lehrer liest eine kleine Geschichte vor, die das Problem verdeutlicht: Um nicht zu verdursten, müssen die SuS einen Weg finden aus Salzwasser, Süßwasser zu gewinnen. Der Lehrer teilt die Schüler in Gruppen a 5 Personen. Dann verteilt er Kisten mit Arbeitsmaterial und ein Gemisch aus Wasser, Salz und Sand.
Lehrervortrag
Schülerexperiment
Die SuS sollen nun Ideen vortragen, wie sie in der Situation vorgehen würden. Dabei wird erwartet, dass die SuS den Vorschlag machen, aus dem Salzwasser, Süßwasser herzustellen. Die SuS sollen nun mit Hilfe der erworbenen Kenntnisse zum Thema “Trennverfahren“ das Gemisch aus Wasser, Salz und Sand trennen. Eine Versuchsanleitung wird nicht ausgeteilt, sondern soll von den Schülern erstellt werden. Den Schülern stehen die Protokolle aus den vorangegangenen Stunden zur Verfügung. Es wird erwartet, dass die Schüler das Problem erkennen, erst zu filtrieren und dann zu destillieren, damit nicht ein Salz/Sand Gemisch übrig bleibt, dessen Trennung die Schüler nicht durchführen können.
19
20
Sicherung Die Ergebnisse des Versuches werden besprochen und die Grundlagen der Unterrichtsthematik noch einmal kurz wiederholt
Unterrichtsgespräch
Hausaufgabenstellung Anfertigung eines Versuchsprotokolls zum durchgeführten Versuch.
Die SuS sollen zu Hause ein vollständiges Versuchsprotokoll anfertigen, dass Informationen zu eingesetzten Geräten, Chemikalien sowie zur Durchführung, Beobachtung und Ergebnissen enthält.
Arbeitsblatt zur Stunde :
Verloren in der Wüste?
Stellt euch vor ihr seid mit der Chemieklasse auf einem Schülerausflug in der Sahara. Einer oder eine von euch verliert den Anschluss zur Gruppe und plötzlich bist du allein.
Nachdem du vergeblich versucht hast den Anschluss zur Gruppe wiederherzustellen, bemerkst du, dass die Sonne immer stärker brennt und du sehr viel Durst bekommst. Leider jedoch hattest du in deinem Rucksack keinen Platz mehr für weitere Getränke, weil du jede Menge Laborgeräte dabei hast. Glücklicherweise kommst du an einer Wasserstelle vorbei,
doch dir wird schnell klar, dass dieses Wasser zu salzig und sandig zum trinken ist. Du setzt dich vor die Wasserstelle und überlegst, ob man das Salz, den Sand und das Wasser nicht
irgendwie trennen kann. Dabei schaust du in deinen Rucksack und siehst folgende Materialien:
- Gasbrenner – Streichhölzer – Trichter – Reagenzgläser – Filter - Tiegelzange –
Porzellanschälchen – zwei gebogene Glasröhrchen – einige Stopfen – Bechergläser Kurz nachdem du alles ausgepackt hast, wird dir klar, da war doch mal was, oder?
Dieses Bild ist sowohl für den OHP, als auch für das Arbeitsblatt vorgesehen.
21
Versuchsprotokoll :
Filtration/Destillation eines
Salz/Wasser/Sand- Gemisches
Geräte: Gasbrenner – Streichhölzer – Trichter – Reagenzgläser – Filter -
Tiegelzange – Porzellanschälchen – zwei gebogene Glasröhrchen – einige Stopfen - Bechergläser
Chemikalien: Wasser, Kochsalz, Sand Gefahrstoff- verordnungen: --- Durchführung: Zuerst muss das Gemisch filtriert werden. Dabei wird der Filter in den
Trichter gegeben und das Gemisch hinzugefügt. Nach der Filtration muss das Filtrat destilliert werden. Hierzu füllt man es in ein Reagenzglas. Auf das Reagenzglas gibt man einen Stopfen, durch den ein gebogenes Glasröhrchen gesteckt wird. Das Ende des Röhrchens führt in ein zweites Reagenzglas, das in einem mit Wasser gefüllten Becherglas taucht.
22
Beobachtung: Bei der Durchführung der Filtration wird Wasser und das gelöste Salz
vom Sand getrennt. Der Sand bleibt im Filter zurück. Nun muss man das Wasser/Salz- Gemisch destillieren. Dabei erhält man als Destillat das Wasser. Das Salz bleibt im ersten Reagenzglas zurück.
Auswertung : Mit Hilfe dieser beiden Trennverfahren kann man ein Gemisch aus
Wasser, Salz und Sand trennen. Wichtig ist die Einhaltung der Reihenfolge. Sollte zuerst destilliert werden, so erhält man als Rückstand Salz und Sand. Dieses Gemisch zweier fester Stoffe ist nur schwer zu trennen und würde eine erneute Zugabe von Wasser nötig machen.
Literatur : BOTSCH, HÖFLING, MAUCH: Chemie in Versuch, Theorie und Übung.
Verlag Moritz Diesterweg, Frankfurt am Main, 1984
23
