KOPEx zum Thema Charakterisierung organischer Stoffe

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Die KOPEx – Methode (Dr. Haim) Grundkompetenzen Kompetent durch Experimente? 2 Wege für unterschiedliche Problemstellungen Kompetenzzuwachs Gedankliche Problemstellung Kompetenzweg 1 Erwerb von Grundkompetenzen Basisexperiment (real oder virtuell) Lehrer/in oder Schüler/in Experimentelle Problemstellung Kompetenzweg 2 • Fachwissen: Bestätigen, überprüfen oder neu dazu gewinnen • Experimentelle Fertigkeit: Titrieren, extrahieren, Leitfähigkeit messen, organisieren des Ablaufs, Protokoll führen,… • Abstraktionsfähigkeit: Übertragen auf Teilchenebene, Hypothesen bilden • Interpretationsfähigkeit: Was beeinflusst die Messwerte? Wie hängen sie zusammen? Welche Gesetzmäßigkeiten liegen zugrunde? • Bewertungsfähigkeit: Ergebnisse mit eigenen Wertehaltungen verknüpfen • Kommunikationsfähigkeit: Schüler/innen teilen ihre Ergebnisse mit • Teamfähigkeit: Kooperation, Konfliktfähigkeit, soziales Handeln Mag. Weberndorfer Ulrike 4
KOPEx zum Thema Chemische Bindungen und die Leitfähigkeit von Lösungen (Lehrer/innenversion) Basisexperimente: pH-Wert bestimmen, Stromkreis aufbauen, Leitfähigkeit messen; Grundkompetenzen: Fachwissen: Ionenbindung, Atombindung, Metallbindung, Leitfähigkeit. Experimentelle Fertigkeiten: Leitfähigkeitsmessung von Lösungen Abstraktionsfähigkeit: Übertrageung des Vorgangs der Stromleitung (für Leiter 1. und 2. Klasse) auf Teilchenebene. Interpretationsfähigkeit: Was beeinflusst die Messwerte? Aufgabenstellung: Die Schüler/innen sollen aufgrund der Leitfähigkeit einer unbekannten Lösung herausfinden, ob es sich um eine Salz- oder Zuckerlösung handelt! Materialien: 4,5V Flachbatterie, Glühlämpchen 3,8V, 3 Experimentierkabel mit Krokodilklemmen, 2 große Nägel, NaCl-Lösung + etwas Phenolphtalein, Saccharoselösung Allgemeine Vorgehensweise: Einteilung der Schüler/innen in Gruppen zu je 3-5 Personen. Jede Gruppe erhält eine unbekannte Lösung (Salz- oder Zuckerlösung) und folgenden Arbeitsauftrag: Baue mit den erhaltenen Materialien eine Anordnung zur Überprüfung, ob es sich um eine Salz- oder Zuckerlösung handelt! Achtung: Kosten verboten – ein krebserregendes Abführmitel könnte enthalten sein! Informationen zu den Ergebissen: Nach ca. 10 bis 15 Minuten gelingt es den Gruppen einen entsprechenden Versuchsaufbau zu finden, sodass im Falle der Salzlösung das Lämpchen leuchtet. Chemische Prozess in der Salzlösung: + Pol (Anode): 2 Cl - � Cl2 + 2 e - Oxidation - Pol (Kathode): 2 e - + 2 H2O + (2 Na + ) � H2 + 2 OH - + (2 Na + ) Reduktion Gesamtgleichung: 2 NaCl + H2O �� Cl2 + H2 + 2 NaOH Anmerkungen zur Interpretation: Die in einer Salzlösung vorliegenden Na + und Cl - Ionen (Ionenbindung!) werden vom entgegengestzt geladenen Pol (Nagel) angezogen – die wandernden Ionen schließen den Stromkreis. Im Falle einer Zuckerlösung (Saccharose C12H22O11) liegen keine Ionen vor (Atombindung) – kein Stromfluss ist möglich. Folgende Beobachtungen sind interessant: - Bei Annäherung der Nägel in der Salzlösung intensiviert sich die Leuchtstärke. - Die entstehende NaOH am negativen Pol (Kathode) in der Salzlösung zeigt sich durch rosa Schlieren aufgrund der Anwesenheit von Phenolphtalein. - Am positiven Pol (Anode) bildet sich Chlorgas. - Metalle (Eisennägel) verändern sich durch Stromfluss nicht (Leiter 1. Klasse) Mag. Weberndorfer Ulrike 5
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