Thema: Wie gewinne ich Kupfer – die Reduktion

Thema: Wie gewinne ich Kupfer – die Reduktion
Materialien: Kupferoxid (2g) mit Kohlenstoff (0,3g)
Tätigkeiten: vorbereitend: Gemisch herstellen, Gefährdungsbeurteilung!
abschließend: feste Abfälle anorganisch für CuO
Vom_Metallerz_zum_Metall_Reihenplanung_Stunde_2_Wie_wird_Kupfer_gewonnen.doc_Stundenskizze.doc 1/ 2
Sicherheit: Kupfer(II)-oxid :R 22 S24, Berührung mit der Haut vermeiden!
Kognitive Ziele: (1) historisches Problem aufgreifen: Woher hatte Ötzi Kupfer ? SuS können gleichzeitig erkennen, welches Problem es bei der Reduktion mit
Eisen gibt
(2) Reduktion mit Kohlenstoff vorschlagen und durchführen
(3) Kohlenstoff als Reduktionsmittel einordnen und die Reihe der Metalle in eine Reihe der Reduktionsmittel umtaufen, in welches man Kohlenstoff
vorläufig (vor Kupfer) einordnen kann
Phase / Inhalt Kommentar – erwartete Lernschwierigkeiten U-Form Medium
Einstieg: Der Gletschermann und sein
Kupferbeil
... ggfls. Zwischenerinnerung (für die
leistungsschwächeren Schülerinnen
und Schüler)
Wir suchen einen Stoff, der ein größeres
Bindungsbestreben zu Sauerstoff
hat, als Kupfer und dessen Oxid
gasförmig ist.
Den Schülerinnen und Schüler wird vorgelesen, wie die Leiche von Ötzi gefunden wurde
und was er dabei hatte. Diese Stunde dient als Grundlage zum für die Schülerinnen und
Schüler schwierigen Hochofenprozess – hier sehen sie, dass Kohlenstoff ein
Reduktionsmittel sein kann, auch wenn das Produkt gasförmig und damit für sie zunächst
nicht greifbar ist.
Problem der Stunde: Woher hatte Ötzi sein Kupfer – Vorschlag der Schülerinnen und Schüler, er
habe gediegenes Kupfer gefunden wird verneint – hier kann ein Stück Malachit gezeigt werden.
Mit Eisen kann es Ötzi auch nicht hergestellt haben, zu dem ergeben sich die Probleme der letzten
Stunden ...
• Reduktion von Kupferoxid mit Eisen – welche Probleme gab es. Reaktionsschema mit
Aggregat-zuständen an die Tafel (Hinweis auf „fest“) Problem: Vermischung mit festem
Eisenoxid
• Lasst uns eine Reihe von Stoffen aufstellen, mit denen man Kupfer noch reduzieren könnte
(Aluminium und Magnesium) – Hier aber selbes Problem des festen Oxides.
Mit Bildern/Modell farbig an die Tafel schreiben, Stoff als xy-Stoff benennen – wenn von den
Schülerinnen und Schüler nichts kommt, dann auf Ötzi verweisen (Holzkohle) oder Buch lesen
lassen, hier Hinweis auf Kohlenstoff. Anschließend hinterfragen, ob es sinnvoll ist, Kohlenstoff zu
testen.
LV Plakate/Fotos,
ggfl. Malachit
UG Tafel
Versuchsergebnis
der
letzten Stunde

Wir testen Kohlenstoff:
Versuch planen und durchführen
Beobachtung (genauso wie in der
letzten Stunde)
Vom_Metallerz_zum_Metall_Reihenplanung_Stunde_2_Wie_wird_Kupfer_gewonnen.doc_Stundenskizze.doc 2/ 2
R/S-Sätze raussuchen, Schülerinnen und Schüler wiegen selbst ab oder werden genau darauf
hingewiesen, dass man ein Gemisch hat, damit sie sehen, dass man was mischt (sonst ist alles
schwarz und einige vergessen, dass man Kohlenstoff hinzugibt.) Aus Zeitgründen alles auf einem
Arbeitsblatt vorbereiten.
Vergleich mit den Resten vom letzten Versuch überzeugt die SuS. Sie werden nicht darauf
hingewiesen, dass das rote überwiegend Kupfer(I)oxid ist, sondern nur auf Anfrage – dann wird
mitgeteilt, dass rotes Kupferoxid geringeren Anteil an Sauerstoff hat, als schwarzes Kupferoxid
Deutung chem. Reaktion, exotherm, Aktivierungsenergie, Reduktion SA/UG
Ggfls. Vertiefung 1:
Begriff „Reduktionsmittel“
Ggfls. Vertiefung 2 – wo einordnen? –
vor Kupfer
Reduktionsmittel,
[wenn viel Zeit ist, dann hier noch „Redoxreaktion“ – ist aber eher nicht zu erwarten!
Edel – unedel auf alles ausweiten, auch auf Nichtmetalle UG
Ringschluss zum Anfang:
Gewinnung und Anwendung im Altertum (z.B. Schulbuch-Recherche) - Wie hat es Ötzi gemacht?
Rekonstruktion eines Ofens zur Gewinnung von Kupfer .
UG – Unterrichtsgespräch SA – Stillarbeit SV – Schülervortrag AB – Arbeitsblatt SuS – Schülerinnen und Schüler HA – Hausaufgabe
©Gregor von Borstel
S-Versuch Arbeitsblatt:
(oder Tafel)
Stillarbeit
LV – UG