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Unterrichtseinheit (UE) für
die Sekundarstufe I
Thema:
Luft und Verbrennung
Themen der Stunden:
Verbrennungsprozesse der Kerze
Verbrennungen benötigen Luft
Die Zusammensetzung der Luft
Welchen Teil der Luft benötigt eine Verbrennung
Massenzunahme bei Verbrennungen
1. Unterrichtseinheit
1.1 Thema der Unterrichtseinheit
Einführung in die Thematik Luft und Verbrennung, insbesondere der Rolle des
Sauerstoffs, im Kontext Verbrennungsprozesse und chemische Reaktionen,
anhand der Betrachtung chemischer Vorgänge und Umwandlungsprozesse.
1.2 Lernziele der UE
Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass Luft ein Gasgemisch mit ganz
charakteristischer Zusammensetzung ist.
Die Schülerinnen und Schüler sollen die 3 Hauptbestandteile, ihren Anteil an
der Luft und ihre Bedeutung nennen können.
Die Schülerinnen und Schüler sollten erklären können, welche Vorgänge bei
einer Verbrennung stattfinden. Sie sollten beschreiben können, dass
Verbrennungen eine chemische Reaktion darstellen und dass während eines
Verbrennungsprozesses Sauerstoff aufgenommen wird.
Die Schülerinnen und Schüler sollen wissenschaftliches Arbeiten üben.
Sie sollen Thesen hinterfragen und Möglichkeiten der Überprüfung ausarbeiten.
Gleichzeitig soll der sachgerechte Umgang mit Chemikalien und Geräten geübt
werden.
1.3 Vorwissen
Den Schülerinnen und Schüler ist bekannt, dass für ein Feuer Brennmaterial,
z.B. Papier, Kohle, Heizöl, Erdgas u.ä. vorhanden sein muss. Brennstoffe kann
man durch Streichhölzer, Feuerzeuge und ganz allgemein durch erhitzen bzw.
Wärmezufuhr anzünden, wobei sich manche Stoffe leichter als andere
entzünden lassen. Die Schülerinnen und Schüler wissen, dass Luft nicht Nichts
ist, d.h. Luft eine Masse und Gewicht besitzt. Verschiedene Stoffe sind erst,
nach dem Prinzip der Oberflächenvergrößerung, bei höherem Zerteilungsgrad
brennbar.
2
2. Planung der 1. Unterrichtsstunde
2.1 Thema der Stunde Bestimmung der Temperaturzonen einer Kerzenflamme im Schülerexperiment
2.2 Kernanliegen
Die Schüler sollen eine Zeichnung der Kerzenflamme, mit ihren verschiedenen
Zonen, anfertigen können und sie in einer Zeichnung markieren können.
Die Schüler finden sollen feststellen, dass Wachs mit einem Feuerzeug oder
einem Streichholz nicht entzündbar ist, der Docht in zu kurzer Zeit abbrennt und
es der Wachsdampf ist, der die Kerze am brennen hält. Die Schüler sollen den
Verlauf des Brennprozesses mit seinen Aggregatzuständen beschreiben
können.
2.3 Didaktischer Komentar
Die Kerze ist ein Alltagsgegenstand, die jedem Schüler bekannt ist. Bei diesen
Versuchen wird den Schülern gezeigt, dass mit einem für sie eher belanglosen
Gebrauchsgegenstand, als Versuchsobjekt in den Mittelpunkt gerückt, auch
erstaunliche Versuche möglich sind. Sogar M. Faraday verfasste ein Büchlein,
in dem er zahlreiche Versuche mit der Kerze vorstellt. Da den Schülern die
Kerze vertraut ist, ist keine aufwändige Einarbeitungszeit in die Handhabung
nötig. So kann zügig in die Experimentierphase übergegangen werden.
Dennoch verlangen die Versuche etwas Geschick und Geduld. Die Versuche
eignen sich gut als Schülerversuche in Kleingruppen, da der Materialaufwand
gering ist. Die Durchführung ist recht einfach und relativ ungefährlich. Die
Schüler können sich aktiv mit der Frage auseinandersetzen wie der
Verbrennungsvorgang einer Kerze verläuft, was bei einer Kerze verbrennt und
wo die Kerzenflamme am heißesten ist. Die Versuche sind daher ein guter
Einstieg in das Thema Verbrennung.
3
4
Trotz der Einfachheit der Versuche bieten sie gute Möglichkeiten, mit den
Schülern die Grundzüge der wissenschaftlichen Arbeitsweise zu vollziehen: Auf
eine konkrete Fragestellung werden gemeinsam Hypothesen gebildet, die im
Schülerversuch verifiziert oder falsifiziert werden.
Hinweise:
Im Arbeitsraum sollte keine Zugluft vorhanden sein.
Zu Versuch 4) Der Versuch ist ebenso einfach wie wirkungsvoll. Vergeht wenig
Zeit zwischen dem Auspusten der Kerze und der Annäherung mit dem
brennenden Streichholz, sind erstaunliche Entfernungen möglich an denen der
Docht wieder Feuer fängt. Der Schüler kann angeregt werden, die Entfernung
zu messen, und zu ermitteln, wer die größte Entfernung schafft.
2.4 Stundenverlaufsplan
Unterrichtsphasen LV/Unterrichtsinhalt Schülervorstellung Medien/Methoden Zeit in Minuten
Vorbereitung(vor Beginn
der Stunde)
Arbeitsblätter kopieren,
schneiden
Arbeitsmaterialien
bereitstellen(in Tütchen
vorpacken)
farbige Kreide bereitstellen
OHP überprüfen
Folienstifte bereitstellen
Einführung Warten bis es ruhig ist
L: Ich habe heute Kerzen
mitgebracht.
Woraus wird eine Kerze
gemacht?
S. zählen Bestandteile
der Kerze auf
Unterrichtsgespräch/Tafel
1
2
5
L. stellt erste Aufgabe
(Zeichnen einer
Kerzenflamme)
S. erkennen Aufgabe Tafel 1
Einteilung der
Gruppen(Zweier-Gruppen
= Tischnachbar)/
Austeilen der
Arbeitmaterialien/Arbeits-,
Sicherheitshinweise
S. organisieren sich in
Gruppen; erhalten
Arbeitsmaterial
2
Einführungsversuch S. zünden die Kerzen an
und zeichnen die
Kerzenflamme
L. lässt einen Schüler sein
Ergebnis auf Folie
aufzeichnen
L. fragt nach
Verbesserungsvorschlägen
S. sollen beobachten
Diskussion der
„Forschergruppen“ und
Vereinheitlichung der
Ergebnisse
S. verbessert evtl.
Folienbild
Gruppenarbeit
OHP
Unterrichtsgespräch/OHP
6
S. zeichnet Ergebnis an
Tafel
Tafel
10
Problemgewinnung I L. fragt wo die Flamme am
heißesten ist
S. machen sich
Gedanken
Frontal 1
Hypothesenbildung I
L. macht Kreuze an
vermuteten Stellen an
Zeichnung
S. stellen Vermutung an
/ sollen Hypothesen
aufstellen
Unterrichtsgespräch/Tafel 2
Problemlösung I Arbeitsblätter werden
verteilt
S. führen Versuch durch
L. fragt nach Beobachtung/
Deutung
S. antwortet (am Rand)
L. schreibt einige
S. sollen ihre
Hypothese überprüfen
S. sollen ihre
Hypothese falsifizieren/
verifizieren
L. überprüft Ergebnisse
Ergebnisfixierung/
Zusatzinformationen
Gruppenarbeit
Unterrichtsgespräch
10
7
Temperaturen an
Tafelzeichnung
Problemgewinnung II L. fragt was bei der Kerze
brennt
S. setzen sich
gedanklich mit Frage
auseinander
Frontal 1
Hypothesenbildung II L. schreibt S.-Vermutung
an Tafel
S. sollen Hypothesen
bilden
Unterrichtsgespräch 2
Problemlösung III L. verteilt Arbeitsblätter
S. führen Versuche durch
L. fragt nach Beobachtung/
Deutung
L. trägt Ergebnis auf Tafel
Aufräumen
S. sollen ihre
Hypothese überprüfen
S. sollen ihre
Hypothese falsifizieren/
verifizieren
L. überprüft Ergebnisse
Ergebnisfixierung
Gruppenarbeit
Unterrichtsgespräch
10
3
Optional ( wenn Zeit
vorhanden):
Vertiefung/Transfer
L.-Versuch: Docht in Öl
wird angezündet
S. erklären das Ergebnis
S. sollen vorhandenes
Wissen transferieren
Lehrerversuch
Unterrichtsgespräch
3-5
S.= Schüler(innen), L.= Lehrer
8
9
2.5 Geplantes Tafelbild
Die Kerze
Kerzendocht Kerzenwachs
Aufgabe: Beobachtet die Kerzenflamme und zeichnet sie.
Frage: Wo ist die Flamme am heißesten ? Vermutung: Beobachtung: Das verkohlte Streichholz glüht an den Flammenrändern am stärksten. Ergebnis: Die Flamme ist an den Rändern am heißesten.
Frage: Was brennt bei einer Kerze? Vermutung: Docht, Wachs, (evtl. Wachsdampf) Beobachtung: Der Docht verbrennt in kurzer Zeit. Das Wachs brennt überhaupt nicht.
2.6 Arbeitsblätter zur 1.Unterrichtsstunde 1. Beobachte Die Kerzenflamme und zeichne sie in dein Heft. 2. Nimm ein Streichholz, lasse es ein Stück abbrennen und puste es aus. Halte nun den verkohlten Teil des Streichholzes an verschiedenen Stellen in die Kerzenflamme.
3. Nimm ein Stück Docht und versuche es zu entzünden. Nimm etwas Wachs und versuche es zu entzünden. Was kannst du beobachten? 4. Zünde die Kerze an. Beobachte was mit dem Wachs geschieht. Die Kerze sollte schon einen Moment gebrannt haben, damit der Versuch funktioniert. Zünde ein Streichholz an, puste die Kerze aus und näher dich langsam, von oben mit dem brennendem Streichholz, dem Docht. Was passiert?
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2.7 Lehrerinformation Temperaturverteilung und verschiedene Zonen einer Kerzenflamme
(1) Kerze (2) Docht (3) Blauzone: Meistens außerhalb der Glühzone Heißeste Zone durch Kontakt mit Sauerstoff. Blaue C2- und CH-Emission. Teilweiser Aufbau von unverbrannten Kohlestoffpartikeln. (4) Dunkelzone: 600 bis 1000 °C. Geringer Sauerstoff. Bildung und Aufbau von unverbrannten Kohlestoffpartikeln (Butzen). (5) Hauptreaktionszone: Sehr heißer Oxidationsbereich. (6) Glühzone: Beginnt innerhalb der Hauptreaktionszone und endet an der Spitze der
Flamme. Gelbe Emission von heißen Kohlestoffpartikeln, die teilweise durch Kontakt mit Sauerstoff verbrennen.
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3. Planung der 2. Unterrichtsstunde
3.1 Thema der Stunde
Ermittlung der Brenndauer einer Kerze in definiertem Luftvolumen.
3.2 Kernanliegen
Die Schüler können wiedergeben, dass bei einem Verbrennungsprozess ein
Teil der Luft verbraucht wird. Die Schüler ermitteln im Experiment das der Anteil
der Luft, der Verbraucht wird rund 20% beträgt und im verbliebene Rest der Luft
eine brennende Kerze erlischt.
3.3 Lehrerversuch als Lösungshinweis Ein Becherglas wird umgedreht in ein mit Wasser gefülltes Glasgefäß gestellt.
Mit einem Schlauch, der unter dem Becherglas durchgeführt wurde, wird mit
dem Mund Luft herausgesaugt.
3.4 Didaktischer Kommentar Die Schüler sollen im ersten Versuch erkennen, dass die Kerze erlischt, obwohl
noch Luft vorhanden ist. Für die Verbrennung ist wohl nur ein Bestandteil der
Luft verantwortlich und der ist nur in einer bestimmten Menge vorhanden. Der
erste Versuch ist einfach durchführbar und daher ein geeigneter
Schülerversuch. Es sollten große Bechergläser verwendet werden, da sonst die
Kerze so schnell erlischt, dass es schwierig wird die Zeit genau zu stoppen.
Auch die Kerze, die auf dem Boden der Petrischale verankert wird, sollte nicht
zu kurz gewählt werden, da im Verlauf des Versuchs das Wasser im
Becherglas hochsteigt. Mit dem zweiten Versuch lässt sich ermitteln, wie hoch
der prozentuale Anteil des Gases ist, das für die Verbrennung benötigt wird.
Der Versuch ist vom apparativen Aufwand und der Durchführung her schon
anspruchsvoller und es sollte vorher abgewägt werden ob es nicht sinnvoller ist,
12
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z.B. bei nicht geeigneter Schülergruppe, diesen Versuch als Lehrerversuch
durch zu führen.
3.5 Stundenverlaufsplan
Unterrichtsphasen Unterrichtsgeschehen Teilziele Medien/Methoden Zeit in Minuten
Vorbereitung(vor Beginn
der Stunde)
Arbeitsmaterialien
bereitstellen
Einstieg Einteilung der Gruppen
(Vierer-Gruppen)
Austeilen der Materialien
und der
Versuchsbeschreibung
Organisatorisches 5
Problemgewinnung S. führen Versuch durch
und protokollieren
Beobachtung/Ergebnisse
S. beobachten, dass die
Kerze nach einiger Zeit
verlöscht und die
Brenndauer abhängig
von der Größe des
übergestülpten Gefäßes
ist
Gruppenarbeit 10
Hypothesenbildung L. fragt nach
Ergebnissen und notiert
sie in Tabelle an Tafel
S. sollen darauf
kommen, dass zum
brennen ein Bestandteil
Unterrichtsgespräch/
Tafel
10
14
Tabelle wird gemeinsam
ausgewertet und
interpretiert
L. gibt evtl. Hinweis das
das Wasser hochsteigt
und fragt warum es
hochsteigt (mit kleinem
Lehrerversuch als
Lösungshinweis)
der Luft benötigt wird
S. sollen Mittelwert
bilden
S. sollen erkennen, dass
die Brenndauer der
Kerze sich proportional
zum Volumen des
Gefäßes verhält und das
der Verbrennungs-
prozess Luft verbraucht
Problemgewinnung II L. fragt wie man
ermitteln kann wie viel
Luft verbraucht wurde
S. sollen erkennen, dass
mit einer definierten
Portion Luft der
Verbrauch gemessen
werden kann
Unterrichtsgespräch 3
Problemlösung L. teilt Arbeitsblätter aus
S. führen Versuch durch
und errechnen den
prozentualen Anteil des
S. kommen
selbstständig zum
Ergebnis
Gruppenarbeit 17
15
16
Verbrauchs
L. fragt nach
Ergebnissen, schreibt sie
an Tafel
Aufräumen
Ergebnisfixierung
3.6 Arbeitsblätter Wie lange brennt die Kerze?
Geräte und Chemikalien:
je 1 Becherglas 250ml, 500 ml, 1000 ml
große Petrischale
Stoppuhr
Kerze
Wasser
Zünde die Kerze an und lasse sie so lange brennen, bis soviel Wachs flüssig
geworden ist, dass du die Kerze mit dem Wachs am Boden der großen Petrischale
festkleben kannst. Fülle nun soviel Wasser in die große Petrischale, dass der untere
Rand eines umgedrehten Becherglases beim Reinstellen vollständig bedeckt ist.
Zünde nun die Kerze an. Stülpe ein Becherglas über die Kerze und drücke die
Stoppuhr sobald der Rand des Becherglases unter Wasser ist. Stoppe die Zeit wenn
die Kerze erlischt. Fertige eine Tabelle an und notiere die gestoppten Zeiten. Kannst
du außerdem noch etwas beobachten?
17
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Wie viel Luft wird verbraucht?
a) Baue eine Apparatur wie auf der Abbildung auf. Erhitze die Eisenwolle und schiebe die eingeschlossene Luft mehrmals von einen Kolbenprober zum anderen. Lasse alles abkühlen und lese das restliche Volumen der Luft ab
b) Schließe den Hahn von Kolbenprober 1 mit der restlichen Luft und drücke sie in ein Standzylinder in dem eine Kerze brennt. Was kannst du beobachten?
4. Planung der 3. Unterrichtsstunde
4.1 Thema der Unterrichtsstunde
Ermittlung des für Verbrennungen notwendigen Stoffs des Luftgasgemisches durch die Glimmspanprobe mit isolierten Gasen der Luft
im Kontext Luft und Verbrennung.
4.2 Kernanliegen
Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass Sauerstoff der Bestandteil der Luft ist, welcher Verbrennungen ermöglicht und
unterhält.
4.3 Stundenverlaufsplan
Unterrichtsphasen LV/Unterrichtsinhalt Schülervorstellung Medien/Methoden Zeit
Vorbereitungsphase (vor
Beginn des Unterrichts)
Thema verdeckt an die
Tafel schreiben (Welcher
Teil der Luft ermöglicht
Verbrennungen)
Zeitersparnis
Tafel Keine Angabe
19
Einstieg:
Wiederholung
Die Ergebnisse der
letzten Stunde werden
zusammengefasst
Überprüfung des
Lernziel der Letzten
Stunde
Unterrichts-
gespräch
10
Minuten
Klärung der für den
Unterricht benötigten
Vokabeln und Geräte
Der Lehrer fragt nach
Begriffen wie
Standzylinder,
Gasflasche
etc.
Gleiches Vorwissen aller
Schülerinnen und
Schüler sicherstellen Unterrichts-
gespräch
5
Minuten
Problem-
gewinnung
Lehrer schreibt Frage an
die Tafel: Welcher
Bestandteil der Luft
ermöglicht
Verbrennungen?
Erkennen der
Frage-
stellung Tafel2 Minuten
Hypothesenbildung/-
formulierung
Die sollen Vermutungen
nennen ,der Lehrer
schreibt diese an die
Tafel
Lehrer soll die
Schülervorstellungen
erkennen Tafel
1
Minute
Problemlösung durch
Experiment
Einteilung der
Schülerinnen und
Schüler in Gruppen
Die Schülerinnen und
Schüler sollen erkennen,
dass Sauerstoff der
Schüler-
experiment
20
Minuten
20
21
Erläuterung der
Laborgeräte
Durchführung des
Experiments
Aufräumen
gesuchte Bestandteil der
Luft ist
Gemeinsame
Auswertung des
Experiments an der
Tafel
Der Lehrer fragt nach
den Ergebnissen der
einzelnen Gruppen
Die Schülerinnen und
Schüler sollen ihre
Hypothesen verifizieren/
falsifizieren
Tafel
Unterrichts-
gespräch
5
Minuten
Ergebnis-
sicherung
Der Lehrer schreibt das
gewonnene Ergebnis an
die Tafel und die
Schülerinnen und
Schüler sollen sie in ihr
Heft übertragen
Fixierung der
gewonnenen Ergebnisse
Tafel 2
Minuten
4.4 Medien/Methoden
Als Medien dient in dieser Unterrichtsstunde hauptsächlich die Tafel. Man
könnte die Hypothese und Ergebnisse allerdings genauso gut auf einer Folie
festhalten. Sowohl Tafeln als auch OHP`s sind nahezu in jeder Schule
vorhanden, so dass der Einsatz immer gewährleistet sein sollte.
In der Stunde herrscht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen
Unterrichtsgespräch und Gruppenarbeit in Form des Experiments.
4.5 Didaktischer Kommentar
Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass Sauerstoff den für den
Verbrennungsprozess notwendig ist und diesen unterhält. Einen Unterschied
zwischen Kohlenstoff und Stickstoff können die Schülerinnen und Schüler zwar
zunächst nicht erkennen, aber so wissen sie wohl, dass diese Bestandteile der
Luft sind und nicht das notwendige Gas für einen Verbrennungsprozess sind.
Die Symbolschreibweise für diese Gase kann hier auch vorgestellt werden. Auf
diese Versuche aufbauend kann nun näher auf den für Verbrennungsprozesse
notwendigen Sauerstoff eingegangen werden.
Die Vorteile dieses Experiments sind zum einem der geringe zeitliche, zum
anderen der geringe materielle Aufwand. Aber der wahrscheinlich deutlichste
Vorteil liegt darin, dass mit diesem Versuch eine fachliche Grundlage gelegt
wird, die für weitere, folgende Unterrichtsinhalte notwendig ist.
Arbeitsanweisung
Untersuchung der Bestandteile der Luft
Geräte und Chemikalien:
Standzylinder
Kerze
Stahlwolle
Verbrennungslöffel
Glasdeckel
Tiegelzange
Chemikalien:
Sauerstoff
Kohlendioxid
Stickstoff
Durchführung
Nehme drei Standzylinder und befülle jeweils einen mit Kohlendioxid, mit
Stickstoff und einmal mit Sauerstoff. Befestige nun eine Kerze am
Verbrennungslöffel. Zünde die Kerze an und halte sie dann erst in den
Standzylinder mit Stickstoff, dann in Kohlenstoffdioxid und zu letzt in Sauerstoff.
Derselbe Vorgang wird mit Schwefel wiederholt und mit Stahlwolle, die mit der
Zange festgehalten wird.
Schutzbrille tragen!!
23
24
5. Planung der 4. Unterrichtsstunde
5.1 Thema der Unterrichtsstunde
Erarbeitung des Mechanismus bzw. der Wirkungsweise einer Verbrennung
hinsichtlich des Sauerstoffs anhand eines Experiments zur Massenzunahme bei
Verbrennungen im Kontext Luft und Verbrennung.
5.2 Lernziele
Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass Eisen mit Sauerstoff zu einer
neuen Verbindung reagiert, die ganz anders als im Falle einer Verbrennung von
Kohlenwasserstoffen nicht gasförmig, sondern auch fest ist.
Sie sollen weiterhin zu der Erkenntnis gelangen, dass Stoffe im Zuge ihrer
Verbrennung an Masse zunehmen, indem sie Sauerstoff aufnehmen.
Die Schülerinnen und Schüler sollen klar formulieren, dass eine Verbrennung
eine Aufnahme von Sauerstoff darstellt.
5.3 Stundenverlaufsplan
Unterrichtsphasen LV/Unterrichtsinhalt Schülervorstellung Medien/Methoden Zeit
Vorbereitungsphase
(vor Beginn des
Unterrichts)
Thema verdeckt an die
Tafel schreiben
(Welcher Teil der Luft
ermöglicht
Verbrennungen)
Zeitersparnis
Tafel Keine Angabe
Einstieg:
Wiederholung
Die Ergebnisse der
letzten Stunde werden
zusammengefasst
Überprüfung des
Lernziel der Letzten
Stunde
Unterrichtsgespräch 10
Minuten
Klärung der für den
Unterricht benötigten
Vokabeln und Geräte
Der Lehrer fragt nach
Begriffen wie
Standzylinder,
Gasflasche etc.
Gleiches Vorwissen
aller Schülerinnen und
Schüler sicherstellen Unterrichtsgespräch
5
Minuten
Problem-
gewinnung
Lehrer schreibt Frage
an die Tafel: Welcher
Bestandteil der Luft
ermöglicht
Verbrennungen?
Erkennen der
Fragestellung
Tafel 2 Minuten
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Hypothesenbildung/-
formulierung
Die sollen
Vermutungen nennen
,der Lehrer schreibt
diese an die Tafel
Lehrer soll die
Schülervorstellungen
erkennen Tafel
1
Minute
Problemlösung durch
Experiment
Einteilung der
Schülerinnen und
Schüler in Gruppen
Erläuterung der
Laborgeräte
Durchführung des
Experiments
Aufräumen
Die Schülerinnen und
Schüler sollen
erkennen, dass
Sauerstoff der
gesuchte Bestandteil
der Luft ist Schülerexperiment
20
Minuten
Gemeinsame
Auswertung des
Experiments an der
Tafel
Der Lehrer fragt nach
den Ergebnissen der
einzelnen Gruppen
Die Schülerinnen und
Schüler sollen ihre
Hypothesen
verifizieren/falsifizieren
Tafel
Unterrichtsgespräch
5
Minuten
Ergebnis-
sicherung
Der Lehrer schreibt
das gewonnene
Fixierung der
gewonnenen Tafel
2
Minuten
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Ergebnis an die Tafel
und die Schülerinnen
und Schüler sollen sie
in ihr Heft übertragen
Ergebnisse
5.4 Medien/Methoden
Als Medien dient in dieser Unterrichtsstunde hauptsächlich die Tafel. Man
könnte die Hypothese und Ergebnisse allerdings genauso gut auf einer Folie
festhalten. Sowohl Tafeln als auch OHP`s sind nahezu in jeder Schule
vorhanden, so dass der Einsatz immer gewährleistet sein sollte.
In der Stunde herrscht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen
Unterrichtsgespräch und Gruppenarbeit in Form des Experiments.
5.5 Didaktischer Kommentar
Viele Kinder sind aufgrund von Erfahrungen, die sie z.B. beim Grillen machen
(Kohle verbrennt zu Asche), davon überzeugt, dass Stoffe bei der Verbrennung
verbraucht werden und so an Masse verlieren. Bei dem Experiment wird
gezeigt, dass Eisen mit Sauerstoff zu einer neuen Verbindung reagiert, die ganz
anders als im Falle einer Verbrennung von Kohlenwasserstoffen nicht
gasförmig, sondern auch fest ist. Im Vordergrund steht hier die
Erkenntnisgewinnung, dass sich Verbrennungen durch die Aufnahme von
Sauerstoff auszeichnen und dass dieser gleichzeitig verbraucht wird. Anhand
des Experiments wird also demonstriert, dass Stoffe, in diesem fall Eisen, im
Zuge einer Verbrennung an Masse zunehmen, indem sie Sauerstoff
aufnehmen.
Die Vorteile dieses Experiments sind zum einem der geringe zeitliche, zum
anderen der geringe materielle Aufwand. Aber der wahrscheinlich deutlichste
Vorteil liegt darin, dass mit diesem Versuch eine fachliche Grundlage gelegt
wird, die für weitere, folgende Unterrichtsinhalte notwendig ist. Dieses
Experiment kann bei den Schülerinnen und Schülern eine Abkehr von ihrer
häufig vorhandenen Vorstellung bewirken, dass Stoffe bei einer Verbrennung
verbraucht werden bzw. verschwinden. Aufgrund der Simplizität des Versuchs
sind Schwierigkeiten oder ein Misslingen des Experimentes nahezu
ausgeschlossen.
Arbeitsanweisung
Untersuchung des Verbrennungsproduktes von Eisenwolle
Geräte und Chemikalien:
1 Balkenwaage oder Digitalwaage (3 Dezimalstellen!)
1 Becherglas 100ml
Tiegelzange
Bunsenbrenner
1 Zündquelle
Chemikalien:
Eisenwolle (entfettet)
Sauerstoff (Luft)
Durchführung
Nehme ein kleines Stück Eisenwolle (1-2 g) und lege es in ein 100ml
Becherglas. Nun bestimme mit einer Laborwaage (mindestens 3
Dezimalstellen) deren Masse und notiere sie in der Tabelle. Greife nun das
Stück Eisenwolle mit einer Tiegelzange und halte es kurz in die Flamme des
Bunsenbrenners bis es sich entzündet hat. Gib die Eisenwolle nun zurück in
das Becherglas. Nach der Reaktion lässt man das Knäuel abkühlen und wiegt
es samt Becherglas erneut.
Schutzbrille tragen!!
Masse Eisenwolle mit
Becherglas
vor der Verbrennung g
nach der Verbrennung g
Differenz g
29
