Chemische Egg-Races in Theorie und Praxis - Chemie

Methodische Hinweise
Die benötigten Materialien gehen schon aus der Aufgabenstellung hervor. Der Lösungsweg
für das Egg Race ist recht einfach: Da sich das Volumen eines einzelnen Tropfens
mit den ausgegebenen Materialien nicht bestimmen lässt, muss es aus dem messbaren
Volumen einer bestimmten Anzahl von Tropfen berechnet werden. Um den empirisch
erhaltenen Wert weitgehend abzusichern, sollte unbedingt eine Fehleranalyse mit den
Schüler(innen) erfolgen.
Zum Beispiel wäre zur Fehlerminimierung auch eine größere Anzahl an abzuzählenden
Wassertropfen denkbar, wodurch sich jedoch die Wahrscheinlichkeit des Verzählens erhöht.
Auch der Ablesefehler sollte unbedingt berücksichtigt werden. Zudem erfordert es
etwas manuelles Geschick, eine passable Tropfgeschwindigkeit (und tatsächlich auch
Tropfen!) einzustellen. Daher ist es unumgänglich, den Versuch mehrfach zu fahren und
mit einem Mittelwert zu rechnen. Haben die Schüler(innen) diese Punkte gemeinsam mit
der Lehrerin oder dem Lehrer erarbeitet, sollte, falls diese Punkte zuvor noch keine Beachtung
gefunden hatten, das Experiment wiederholt werden.
Bei einem Druck von 96,8 kPa und einer Temperatur von 293 K erhält man als Wert für
das Volumen eines Wassertropfens ungefähr 0,036 ml, was einem Tropfendurchmesservon
etwa 0,41 mm entspricht gemäß der Formel
r = 3 3V
4π
Didaktische Hinweise
Auch für dieses Egg Race gibt es keinen direkten curricularen Bezug. Für den Chemieanfangsunterricht
eignet es sich aber seiner Einfachheit wegen zum Einüben
- der Gruppenarbeit,
- des Benutzens und Ablesens einer Bürette,
- des Protokollschreibens.
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Darüber hinaus kann dieses verhältnismäßig einfache Experiment auch zu vertiefenden
Fragestellungen führen, wie etwa der, warum der Tropfen quasi kugelförmig beschaffen
ist (also als Einleitung für das Phänomen der Oberflächenspannung) oder inwieweit z.B.
der Temperatur und dem Druck als beeinflussende Komponenten Rechnung gezollt werden
muss.