Getestete Unterrichtsreihe: Wir untersuchen Marmorkies
(Technischer
Kalkkreislauf)
Vorbemerkung:
11.
Nachweis von Kohlenstoffdioxid
Vorbemerkung: Der hier skizzierte Unterrichtsgang ist angelehnt an das sehr aufwendig gestaltete Unterrichtswerk von Johann Weninger, Helga Pfundt, Werner Dierks und Wolfgang Marcus, IPN-Lehrgang, "Stoffe und Stoffumbildungen"1. Teil: Ein Weg zur Atomhypothese, welches im Klett-Verlag (1979) erschienen war. (Klettbuch 78121, 78122, 78123 und 78129)
Der Weg wurde modifiziert und in vielen Jahren in NRW mit Erfolg
beschritten. Platziert war er zu Beginn der Klasse 7.
Da an nicht allen Schulen in den verschiedenen Bundesländern die
gleichen Voraussetzungen bzw. Hauscurricula vorhanden sind, um genau den
gleichen Weg zu gehen, muss eventuell die eine oder andere Passage
(s.u.) abgeändert werden.
Als zusätzliche Hilfe zu dem didaktischen Vorschlag finden sich auf der
rechten Seite der Darstellung Links zu Hilfen wie Filmen oder
Arbeitsblättern.
Aus einem Schülerheft
(etwas überarbeitet)
Im
ersten Jahr Chemie sollen wir eine Ahnung bekommen, wie
Naturwissenschaftler arbeiten. Dabei sollen wir nicht nur Stoffe, ihre
Eigenschaften und Naturgesetze kennen lernen, sondern auch wie
Experimente geplant durchgeführt und ausgewertet werden.
Wir
konnten uns den Stoff, den wir als ersten untersuchen sollten, nicht
wählen, sondern der Lehrer stellte einen Sack mit "Marmorkies" aus dem
Baumarkt auf den Tisch und gab jedem eine "Kugel".
Nach der Einführung in die Sicherheitsrichtlinien war die Hausaufgabe
"Seht mal zu, was ihr zu Hause mit dem Marmorkies alles anfangen könnt!"
Dann aber geht es richtig los. Wir "dürfen" unser erstes Protokoll
schreiben!! Es soll demnächst immer so ähnlich aussehen:
2. Ist MK brennbar? Was geschieht mit dem Stein beim Erhitzen?
Einige von uns meinen, dass der Stein beim Erhitzen leichter wird. Wir
stimmen ab:
20 sind dafür, dass
er leichter wird
7 sind
dafür, dass er schwerer wird
5
behaupten, dass die Masse sich nicht ändert (Da bin ich dabei.)
3. Ändert sich die Masse von MK beim Erhitzen?
Nun stellt sich natürlich die Frage: Wo ist das, was beim Erhitzen
verschwindet?
4. Welcher Stoff entsteht beim Erhitzen von MK?
Dann hat Ludger
die Idee:
Wir packen MK in ein Rohr und machen oben einen Luftballon darauf. Der
Lehrer ist begeistert, sagt aber: „Evtl. hält der Ballon die Hitze nicht
aus. Wir nehmen lieber ein Gerät aus der Medizintechnik, das so ähnlich
funktioniert: eine Spritze.“
Nun
haben wir schon zwei Stoffe, die wir untersuchen müssen, das Gas und das
erhitzte MK. Wir fangen mit dem Gas an.
5. Welche Eigenschaften hat MK-Gas?
a) Ist MK-Gas brennbar?
Eigentlich dürfte es nicht brennbar sein, weil wir beim Erhitzen keine
Veränderung der Flamme festgestellt haben. Aber Ludger darf für seine
gute Idee das Gas aus der Spritze über eine Brenndüse in die
Bunsenbrennerflamme pusten: Es passiert nichts.
Ergebnis:
MK-Gas ist nicht brennbar.
Wir wollen wissen, wie das ganz genau ist (mit Zahlen ausgedrückt!)
Deshalb machen wir den Versuch nochmal aber wieder mit Spritze statt
Luftballon.
Ergebnis:
Dichte von
MK-Gas: 1,82 g/L
(bei Raumbedingungen!) Der Lehrer sagt: Die Dichten sind in den Lexika meist für 0°C angegeben. Da Gase beim Abkühlen eine größere Dichte haben, müssen wir sollen die Werte umrechnen: Wert x 298 K/ 273 K.
Hausaufgabe: Es soll im Internet oder im Lexikon ein Gas gesucht werden,
das in etwa so eine Dichte hat, wie unser MK-Gas.
In der nächsten Stunde kommen die Lösungen:
Ergebnis:
Höchstwahrscheinlich ist MK-Gas Kohlenstoffdioxid.
Es gibt aber eine schöne Begriffsverwirrung. Viele bezeichnen das Gas
als "Kohlensäure", eine Mitschülerin hat sogar gefunden: "Anhydrid der
Kohlensäure". Am einfachsten finden wir noch den Namen "Kohlendioxid".
Unser Lehrer sagt, dass es Normen gibt, die helfen sollen, die Begriffe
zu vereinheitlichen, aber selbst auf der Gasflasche in der
Kohlenstoffdioxid drin sein soll, steht "Kohlensäure" eingeprägt. Wir
benutzen in Zukunft:
Kohlenstoffdioxid
.
6. Ist "erhitzter MK" immer noch das Gleiche wie MK?
Um diese Frage zu klären, hat unser Lehrer eine große Porzellanschale
mit MK im großen Brennofen in der Kunst einen Tag erhitzt. Die "Kugeln"
sehen irgendwie sauberer aus und scheinen leichter zu zerbröckeln, wie
wir es in Versuch 2 erlebt haben. Wahrscheinlich ist es ein neuer Stoff,
denn der Lehrer mahnt uns die Schutzbrillen aufzulassen und "das Zeug"
nicht mit den Händen anzufassen. Wieder starten wir mit dem ersten
Versuch: MK und Wasser
6.1 Wie verhalten sich MK und "erhitzter MK" in Wasser
Natürlich müssen wir den Versuch mit weniger Wasser wiederholen:
7. Wir untersuchen die Schicht, die oben auf dem MK-Zisch-Wasser bildet.
Es ist so komisch, dass es immer eine ganze Zeit dauert, bis sich die
weiße Schicht aus Versuch 6.1 wieder bildet. Sie bildet sich auch, wenn
wir die Mischung filtrieren und ein ganz sauberes klares Filtrat nehmen.
Und ..... sie bildet sich immer oben. Es scheint so als würde sie aus
der Luft gebildet. Nach vielen Überlegungen hat Carsten eine Idee:" Wir
pusten mal MK-Gas oben drauf" Und.... die Schicht bildet sich schneller.
Als er aus Versehen die Düse in das Wasser hält, trübt es sich sofort an
der Stelle. Darauf müssen wir das Ganze natürlich genauer untersuchen:
Zusatzversuch:
In zwei große Schalen geben wir
MK-Zisch-Lösung und blasen darauf Kohlenstoffdioxid. Nach einiger Zeit
fischen wir die Schicht oben ab, trocknen sie und wiederholen mit ihr
den Versuch 4: Es entsteht wieder Gas.
Der technische Kalkkreislauf
Zusammenfassung:
(in allen möglichen Schreibweisen)
1) Brennen
2) Löschen
3) Abbinden
9.
Experiment zur Verfestigung: Wie kann man Calciumdihydroxid, Calciumoxid
und Calciumcarbonat unterscheiden? Alle drei sind weiße Pulver
Dann hat uns der Lehrer aufgefordert, etwas zu tun, wozu man den Kalk
wirklich braucht.
Dazu verteilt er uns Unterlagen vom Bayrischen Fernsehen
Wir sollten ein Projekt mit Kalk-Mörtel gestalten.
11. Nachweis von Kohlenstoffdioxid
Insbesondere beim Verbrennen von Benzin, Papier, Holz , Kohle
Feuerzeuggas soll Kohlenstoffdioxid entstehen. Die prüfen wir nach.
Unsere Atmung soll ja auch so eine Art Verbrennung sein. Wir testen dies
mit einer sicheren "Maschine", in der dafür gesorgt ist, dass wir keine
Calciumdihydroxid- Lösung in den Mund bekommen.
12.
Weitere Eigenschaft von Kohlenstoffdioxid: Feuerlöschen
|