Arbeitsblatt: Trennverfahren

  Bausteine  unserer  Umwelt   Trennverfahren   Modul:  Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern                                                   Autor:              M.  Leuch   HS  2013   PH  Thurgau   Dozentin:  G.  Brand   Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand         Martin  Leuch   HS  2013   Bausteine  unserer  Umwelt   Einleitung     Im  dritten  Jahr  der  Sekundarschule  wird  üblicherweise  das  Thema  „Bausteine  unserer   Umwelt  im  Unterricht  durchgeführt.  Dieses  beinhaltet  den  Unterschied  zwischen   belebter  und  unbelebter  Natur,  Zellkunde  und  Mikroskopieren,  sowie  der  Aufbau  aller   Stoffe.  Ebenfalls  wird  den  Schülerinnen  und  Schüler  ein  modellhafter  Überblick  über  die   Einteilung  dieser  Stoffe  vermittelt.  Hierin  unterscheidet  man  zunächst  zwischen  reinen   Stoffen  und  Stoffgemischen.  Diese  Arbeit  beschäftigt  sich  mit  den  Stoffgemischen,  deren   typisches  Merkmal  es  ist,  dass  sie  mit  physikalischen  Methoden  getrennt  werden   können.  Stoffgemische  und  deren  Trennung  ist  ein  Thema,  welches  jedes  Kind  schon  x-‐ Mal  unbewusst  durchgeführt  hat,  sei  es  im  Sandkasten  mit  einem  Sieb  oder  beim   Auflösen  von  Salz  oder  Zucker  in  Pfanne  oder  Tasse.  Es  hat  also  für  die  Lernenden  einen   stark  lebensweltlichen  Bezug.     Rahmenbedingungen     • 9.  Klasse   • 3  -‐  5  Lektionen     • Die  Unterrichtssequenz  ist  vorzugsweise  während  des  grossen  Quartalsthemas   „Bausteine  unserer  Umwelt  einzusetzen       Lehrplanbezug     Das  Thema  Trennverfahren  ist  im  Lehrplan  der  Oberstufe  separat  aufgeführt:     „Die  Schüler  und  Schülerinnen  lernen  Trenn-‐  und  Nachweisverfahren  kennen.  Ebenfalls   bietet  es  Anknüpfungspunkte  zu  Geschichte:  „Die  Schüler  und  Schülerinnen  lernen   unterschiedliche  Methoden  und  Modelle  kennen,  die  zur  Deutung  der  Welt  im  Laufe  der   Zeit  benutzt  worden  sind.       Die  SuS  lernen  also  Ordnungskriterien,  Methoden  und  Modelle  als   naturwissenschaftliche  Mittel  kennen  und  erhalten  dadurch  Einblick  in  natur-‐                2       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern     Martin  Leuch   PHTG     HS  2013   Dozentin:  G.  Brand   wissenschaftliche  Denk-‐  und  Arbeitsmethoden.  Sie  sollen  die  Fähigkeit  entwickeln,   komplizierte  Naturvorgänge  modellhaft  zu  erfassen.       Fachlicher  Hintergrund       Didaktische  Überlegungen     Gemäss  dem  von  Metzger  &  Labudde  (2007)  erstellten  „dreidimensionalen   Kompetenzmodell,  welches  im  HarmoS  Konsortium  erschienen  ist,  unterscheidet  man   zwischen  Handlungsaspekten,  Themenbereichen  und  Niveaus.  Diese  können   miteinander  kombiniert  werden.  In  dieser  Unterrichtssequenz  werden  vor  allem   Handlungsaspekte  „ordnen,  strukturieren,  modellieren  bearbeitet,  aber  auch  das   „eigenständige  arbeiten  gefördert,  sowie  „mitteilen  und  austauschen.  Der   Themenbereich  ist  hier  klar  vorgegeben  und  lässt  sich  im  Modell  unter  „Stoffe  und   Stoffveränderungen  einbetten.     Das  Themenfeld  lässt  sich  rechtfertigen,  weil  es  den  Qualitätskriterien  nach  Stöckli   (2008)  entspricht,  u.a.  der  lebensweltliche  Bezug,  Handlungs-‐  und  Erfahrungsräume  und   Zusammenhänge  schaffen.       Der  Aufbau  der  Unterrichtssequenz  entstand  mit  dem  Hintergrund  fachdidaktischer   Überlegungen.  Zu  Beginn  der  ersten  Lektion  steht  ein  Problem,  welches  für  die   Lernenden  als  Ausgangspunkt  für  die  kommenden  Experimente  und  Lernprozesse   stehen  soll.  Die  gesamte  Unterrichtssequenz  ist  nebst  der  Problemorientierung  auch   handlungsorientiert.  Insbesondere  bei  der  Postenarbeit  während  der  2-‐4  Lektion  sollen   die  Lernenden  die  Trennmethoden  in  eigenständiger  und  praktischer  Arbeit   kennenlernen.     Die  Postenarbeit  lässt  sich  problemlos  um  weitere  Trennmethoden  ausdehnen  oder   verkürzen.                      3       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand       Martin  Leuch   HS  2013   Ablauf  der  Unterrichtseinheit     LZ   Die  SuS  können  Trennverfahren  zum  Trennen  von  Stoffgemischen  durchführen,   beschreiben  und  auswerten     Zeit   Unterrichtsschritte   Material/Medien/ andere   Möglichkeiten   1  Lektion   Einstieg     (bzw.  Anknüpfung  letzte  Stunde)     • LP  zeigt  verschiedene  Bilder  von  Reinstoffen     und  Stoffgemischen  Metalle,     Studentenfutter,.  (PP  oder  ausdrucke),  SuS     sortieren  Bilder  und  liefern  begründete     Antwort.         Laborjournale,  PP   Hauptteil   oder  Bilder,     • Stoffgemische  lassen  sich  mit  physikalischen(den     Ausgangsstoff  nicht  verändernden)  Vorgängen     trennen.       • Ich  mische  euch  ein  Gemisch  aus  Aluminium,  Salz     und  Holz.       • Auftrag:  Ich  möchte  nachher  alle  Stoffe  in     Einzelteilen  in  Schälchen  haben.       • Material  auf  Tischen       • Wasserzugabe  möglich,  Brennen  möglich,  Holz     darf  nicht    gebrannt  werden.     • Ihr  schreibt  jeden  Schritt  den  ihr  macht  im     Laborjournal  auf,  auch  Sackgassen.  Schreibt  auch     eure  Überlegungen  auf.     • Vorstellen  eurer  Methode  am  Schluss,  inkl     Überlegungen  ca.  3  min.         Mischen  des  Gemischs  und  verteilen  an  Gruppen         Schluss     Präsentation  der  Trennmethoden  der  Gruppen.   Holz  (Späne),           2   Einstieg     Lektionen   Anknüpfung  letzte  Stunde    Was  gemacht?    Wie  könnte  man  sonst  noch  trennen?     Hauptteil   Postenarbeit  in  PA   • 6  Posten  à  10  min     Schluss                  4       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern     PHTG     Dozentin:  G.  Brand   Fragen  klären     AB  Übersichtsblatt  Trennmethoden     1  Lektion   Ev.  Demoexperiment  Destillation  oder  Minidestillation                      5       Martin  Leuch   HS  2013   Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand       Martin  Leuch   HS  2013   Arbeitsmaterialen     1.  Übersichtsblatt  Trennmethoden                        6       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand   2.  Postenarbeit  Trennmethoden           Martin  Leuch   HS  2013   Station  1   Reinstoff/Gemisch     Stoffe,  die  einheitlich  zusammengesetzt  sind  und  nicht  mit  anderen  Stoffen   vermischt  werden,  nennt  man  Reinstoffe.   Stoffgemische  bestehen  aus  verschiedenen  Reinstoffen.     Aufgabe:   Schütte  Brausepulver  auf  ein  Blatt  Papier  und  untersuche  das  Pulver  mit  der  Lupe.   Schreibe  auf,  was  du  siehst.     Benötigtes  Material:   Brausepulver     Lupe                 Station  2   Auslese       Durch  Auslese  kann  man  Gemische  aus  festen  Stoffen  trennen.  Dabei  werden   Eigenschaften  wie  Form,  Farbe,  Größe  und  Geruch  genutzt.     Aufgabe:   Sortiere  eine  Hand  voll  des  Gemischs  in  seine  Bestandteile.  Verwende  eine  Pinzette!   Welche  Eigenschaften  benutzt  du?     Benötigtes  Material:   Stoffgemisch   Pinzette                                  7       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand         Martin  Leuch   HS  2013   Station  3   Filtrieren       Aufgabe:   Filtriere  das  Stoffgemisch.  Was  kannst  du  beobachten?     Benötigtes  Material:   Sieb,  Filter,  Gefäß   Becherglas,  Holzstück,  Stein,  Kreidestaub,  Sand,  Salz,  Zucker               Station  4   Sedimentieren  (Absetzen)       Durch  Absetzen  kann  man  Aufschlämmungen  (Gemisch  aus  festem  Stoff  und  einer   Flüssigkeit)  trennen.     Aufgabe:   Verrühre  Sägemehl,  Sand  und  Wasser.  Lass  das  Gemisch  einige  Zeit  stehen.     a)  Beschreibe  deine  Beobachtung.     b)  Warum  geschieht  dies?     c)  Überlege  dir  weitere  Methoden  um  ein  Gemisch  aus  Sägemehl  und              Sand  zu  trennen.     benötigtes  Material:   Sägemehl,  Sand,  Wasser,  Glasgefäß,  Löffel                                            8                       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand       Martin  Leuch   HS  2013   Station  5     Eindampfen/Destillieren   Durch  Eindampfen  (Erhitzen  einer  Lösung)  kann  man  gelöste  Stoffe   wiedergewinnen.   Durch  Destillieren  gewinnt  man  Flüssigkeit  aus  einer  Lösung  zurück.             Aufgabe:   Gib  wenig  Wasser  und  2  Teelöffel  Salz  ins  Becherglas.  Erhitze  das  Wasser  bis  zum  Sieden.  Halte   den  Deckel  so  in  den  Wasserdampf,  dass  das  entstehende  Kondenswasser  hängen  bleibt.     a)  Beobachte  und  notiere,  was  im  Wasserkocher  geschieht.     b)  Mache  eine  Geschmacksprobe  vom  Salzwasser  vor  dem  Versuch  u.  dem  erkalteten   Kondenswasser  nachher.  Was  stellst  du  fest?     Benötigtes  Material:   Wasserkocher,  Salz,  Wasser         Station  6   Chromatografie   Aufgabe     1.  Male  auf  ein  rundes  Chromatografiepapier  mit  dem  Filzstift  einen  runden  Punkt  in  die   Mitte.     2.  Schneide  ein  Loch  aus  und  stecke  dadurch  ein  zusammengerolltes  Papier.     3.  Nimm  eine  Petrischale,  fülle  sie  halb  mit  Wasser  und  setze  das  vorbereitete  Papier   drauf.     4.  Notiere  Beobachtungen  und  Erklärungen  auf  dein  Blatt.     Material   Chromatografiepapier,  Filzstift,  Petrischale,  Wasser                    9       Chemie,  Physik  und  Technik  mit  Kindern   PHTG   Dozentin:  G.  Brand       Martin  Leuch   HS  2013   SuS-‐Fragen       Literatur       Blickpunkt  Chemie,  Schroedel  Verlag.  S.  29-42      Auf  13  Seiten  werden  Theorie  und  Praxis  dargestellt  und  anhand  von   Alltagsbeispielen  verbildlicht.         Physikalische  Freihandexperimente,  Aulis  Verlag.        relativ  komplexe  Experimente  mit  jedoch  einfachen  Materialien.                  10