Basisexperiment – Trennmethoden

Lehrerversion
Basisexperiment – Trennmethoden
Lehrplanbezug: Trennverfahren / Gemenge und Reinstoffe
Ziel:
Schüler sollen wichtige Trennverfahren und deren Prinzipien kennen lernen
und Begriffe wie Gemenge/ Reinstoffe richtig zuordnen können.
Versuch 1: Auflösen und Ausfällung von Salzen
In diesem Experiment sollen die Schüler sowohl den Auflösevorgang
eines Salzes sowie die Ausfällung mit einer Base beobachten
können. Eisen(III)chlorid wird in wenig Wasser gelöst und mittels
NaOH-Lösung als Eisenhydroxid wieder getrennt.
Die Schüler sollen Begriffe wie Niederschlag oder Symbole dafür, wie solid (s) oder ↓
kennenlernen.
Interpretation:
Reaktionsgleichung: FeCl 3 + H 2 O Fe 3+ + 3 Cl -
Fe 3+ + 3 Cl - + Na + + OH - Fe(OH) 3 ↓ + Na + + Cl -
Versuch 2: Filtration
Die Schüler sollen die experimentellen Fertigkeiten einer
Filtration erlernen und das Prinzip der Filtration verstehen
lernen. Unter Filtration versteht man die Trennung eines
fest-flüssigen Gemisches mittels Filter wie zum Beispiel eines
Keramikfilters oder Filterpapier.
In Laborgruppen bzw. Wahlpflichtfachgruppen können noch
weitere Trennungsmethoden wie Vakuumfiltration,
Extraktion und Scheiden durchgenommen werden.
Vermittelte Grundkompetenzen aus diesem Basisexperiment
Fachwissen
Gemenge / Reinstoff
Trennverfahren
Exp. Fertigkeiten
Interpretationsfähigkeit
Ausfällung
Filtration / Vakuumfiltration
Extraktion mittels Scheidetrichter
Prinzipien der Trennverfahren
© Haim

Schülerversion
Basisexperiment – Trennmethoden
Versuch 1: Ausfällung
Ein gelöster Stoff wird durch Zugabe eines sog. Fällungsmittels in einen unlöslichen
Feststoff umgewandelt. Diesen bezeichnet man als Niederschlag. In
Reaktionsgleichungen wird das Ausfallen eines Stoffes mit einem ↓ oder einem
(s) für solid hinter der Summenformel des Stoffs gekennzeichnet.
Durchführung: In einem kleinen Becherglas wird eine Spatelspitze Eisen(III)chlorid (FeCl 3 ) mit dest.
Wasser aufgelöst. Anschließend wird mittels Tropfpipette verdünnte NaOH zugetropft bis die
Gelbfärbung der FeCl 3 – Lösung verschwindet.
Beobachtung:
Es bildet sich ein rotbrauner Niederschlag
Versuch 2: Filtration
Unter Filtration versteht man die Trennung eines fest-flüssigen Gemisches mittels Filter
(Keramikfilter, Filterpapier).
Durchführung: Ein Filterpapier wird in einen mittleren Glastrichter
eingelegt, mit dest. Wasser angefeuchtet und blasenfrei an die Trichterwand
gedrückt. Unter den Auslauf des Trichters stellt man ein Becherglas
oder einen Erlenmeyerkolben, wobei der Trichterauslauf mit der
Wandung des Becherglases bzw. des Erlenmeyerkolbens in Kontakt
stehen soll.
Filtriere anschließend dein Gemisch aus Versuch 1.
Beobachtung:
Der braune Niederschlag bleibt im Filterpapier zurück.
Das Filtrat ist eine klare farblose Flüssigkeit.
© Haim

Lehrerversion
KOPEx – Trennmethoden
Voraussetzung: Grundkompetenzen aus den Basisexperimenten Trennmethoden
Gedankliche Problemstellungen:
G-1: „Wer vereint, der muss auch trennen!“
Die Schüler müssen gedanklich aus einem bestimmten Stoffangebot (siehe unten) jene drei Substanzen
zu einem Gemenge vereinen, die mit den erlernten Trennmethoden auch wieder trennbar sind.
Die Schüler/innen sind aufgefordert alle möglichen Variationen zu notieren. (7 Varianten)
Stoffangebot:
Korkbrösel (Wasserunlöslich/ geringe Dichte)
Magnesiumpulver (Wasserunlöslich / hohe Dichte)
Marmorpulver (Wasserunlöslich)
Eisenpulver (Wasserunlöslich /magnetisch)
Sand (Wasserunlöslich / hohe Dichte)
Natriumchlorid (Wasserlöslich)
In der 8. Schulstufe müssen die Löslichkeiten und die Dichten der Stoffe zusätzlich angegeben sein! In der
Oberstufe könnte statt der Löslichkeit auch die Polarität angegeben werden!
Gedanklich dürfen Wasser, Materialien zur Filtration, Magnet sowie ein Sieb verwendet werden.
G-1 eignet sich ideal als Hausübung bzw. als eine Vorbereitung für E-1.
Experimentelle Problemstellungen:
E-1: „Wer vereint, der muss auch trennen!“
Schüler vereinen aus einem Angebot verschiedener Stoffe drei Substanzen zu einem Gemenge und
übergeben diese Mischung einer Nachbargruppe, ohne ihnen einen Hinweis auf die Substanzen zu geben.
Die Gruppe muss eine Strategie entwickeln, um dieses Gemenge einerseits experimentell wieder zu
trennen und andererseits eine Aussage über die Zusammensetzung geben zu können.
Hinweis an die Gruppen:
1) Die Gemenge müssen so zusammengestellt werden, dass sie auch realistisch mittels der vorhandenen
Trennmethoden trennbar sind.
2) Die Stoffportionen sollten für alle Stoffe gleich sein. z.B. Gehäufter Löffel eines Löffelspatels
3) Je nach Schulstufe und experimentellem Niveau der Klasse können die Löslichkeiten der Stoffe entweder
angegeben sein (siehe G-1) oder die Schüler/innen müssen diese als Vorversuch erst bestimmen!
Stoffangebot:
Korkbrösel Eisenpulver Marmorpulver
Magnesiumpulver Sand Natriumchlorid
Verwendbare Materialien:
Wasser, Materialien zur Filtration, Magnet, Teesieb
„Beobachten & Erfassen“
„Untersuchen & Bearbeiten“
„Bewerten & Anwenden“
Zuordnung zur Handlungskompetenz BEx G-1 E-1
Erfassung
Beschreibung - Fachsprache
Zuordnung
Untersuchungsfrage stellen
Hypothesen aufstellen X X
Recherche
Planung eines Experiments X X
Protokollführung X X
Durchführung eines Experiments
Trennverfahren
X
X
Interpretation der Ergebnisse X X X
Bewertung & Schlussfolgerung
Kommunikation
X
© Haim

Schülerversion
KOPEx – Trennmethoden
Voraussetzung: Grundkompetenzen aus den Basisexperimenten Trennmethoden
Gedankliche Problemstellungen:
G-1: „Wer vereint, der muss auch trennen!“
Vereine gedanklich jeweils drei Substanzen zu einem Gemenge, die mit den erlernten Trennmethoden
auch wieder trennbar sind. Notiere dabei alle möglichen Varianten.
Stoffangebot:
Korkbrösel (Wasserunlöslich/ geringe Dichte) Eisenpulver (Wasserunlöslich /magnetisch)
Magnesiumpulver (Wasserunlöslich / hohe Dichte) Sand (Wasserunlöslich / hohe Dichte)
Marmorpulver (Wasserunlöslich)
Natriumchlorid (Wasserlöslich)
Gedanklich dürfen Wasser, Materialien zur Filtration, Magnet sowie ein Sieb verwendet werden.
Folgende Varianten sind möglich:
Experimentelle Problemstellungen:
E-1: „Wer vereint, der muss auch trennen!“
Vereint aus einem Angebot verschiedener Stoffe drei Substanzen zu einem Gemenge und übergebt diese
Mischung einer Nachbargruppe, ohne ihnen einen Hinweis auf die Substanzen zu geben. Die Gruppe muss
eine Strategie entwickeln, um dieses Gemenge einerseits experimentell wieder zu trennen und
andererseits eine Aussage über die Zusammensetzung geben zu können.
Hinweis an die Gruppen:
1) Die Gemenge müssen so zusammengestellt werden, dass sie auch realistisch mittels der vorhandenen
Trennmethoden trennbar sind.
2) Die Stoffportionen sollten für alle Stoffe gleich sein. z.B. Gehäufter Löffel eines Löffelspatels
Stoffangebot:
Korkbrösel Eisenpulver Marmorpulver
Magnesiumpulver Sand Natriumchlorid
Verwendbare Materialien:
Wasser, Materialien zur Filtration, Magnet, Teesieb
Strategie zur Trennung unserer selbst hergestellten Mischung:
Strategie zur Trennung einer fremden Mischung:
© Haim