Didaktische FWU-DVD. Tenside Seife und Waschmittel

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1 Didaktische FWU-DVD Tenside Seife und Waschmittel

2 Zur Bedienung Die didaktische DVD startet automatisch. Der Vorspann kann mit der Enter- oder der Skip-Taste der Fernbedienung oder durch einen Mausklick am PC übersprungen werden. Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung können Sie die Menüpunkte (z. B. Film, Filmsequenz, Bild etc.) ansteuern und mit Enter starten. Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand steuern Sie mit den Pfeiltasten an und rufen diese mit Enter auf: Der Button Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. Der Button zurück führt zum jeweils übergeordneten Menü. Einige Bildschirmtafeln bieten den Button Info ein bzw. Info aus, über den Sie Zusatzinformationen ein-/ausblenden können. Stehen innerhalb eines Menüpunktes mehrere Grafiken zur Verfügung, können Sie mit den Buttons > und < zwischen diesen Grafiken vorund zurückblättern. Aus dem laufenden Film oder einer laufenden Filmsequenz gelangen Sie mit der Taste Menu oder Title der Fernbedienung wieder in das Ausgangsmenü zurück. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler können den Bau von Tensidteilchen erläutern; beschreiben Seifen als Tenside; verstehen die Bildung, Struktur und Wirkung anionischer Tenside beim Waschvorgang und in Emulsionen; führen einfache Experimente mit organischen Verbindungen durch; nennen und erkennen ausgewählte organische Reaktionstypen; erörtern die Bedeutung des umweltschonenden Umgangs mit Waschmitteln hinsichtlich der Inhaltsstoffe und Dosierung; werten Informationen zu einfachen chemischen Fragestellungen aus und tragen die Ergebnisse vor; kommunizieren fachbezogen in verschiedenen Sozialformen; wenden altersgemäß die Fachsprache an; bringen eigene Erkenntnisse in einen größeren Zusammenhang. 2

3 Zum Inhalt Hauptmenü Tenside Seife und Waschmittel Im Hauptmenü haben Sie die Möglichkeit, den Unterrichtsfilm Tenside Seife und Waschmittel zu starten. Der Menüpunkt Tenside Seife und Waschmittel Sequenzen führt zu einem Untermenü, in dem Sie die einzelnen Kapitel des Films als Sequenzen aufrufen können. Die Menüpunke Tenside und Seife und Waschmittel führen ebenfalls zu Untermenüs. Tenside Seife und Waschmittel Film (21 min) Das Trikot der American Football Spielerin Sabrina ist während des Trainings schmutzig geworden. Blut, Eistee, Motoröl Flecken, die mit Wasser allein nicht beseitigt werden können. Dass ein Schuss Seife hilft, auch den Schmutz aus Textilien zu entfernen, ist bekannt. Aber warum ist das so? Was ist überhaupt Seife? Der Film greift diese Fragen auf und verdeutlicht anhand anschaulicher Animationen, wie Seife die Oberflächenspannung von Wasser herabsetzt und dadurch das Benetzungsvermögen und die Waschkraft erhöht. Da Seife also ein grenzflächenaktiver Stoff 3

4 ist, gehört sie zu den Tensiden. Im weiteren Verlauf des Films werden der Aufbau von Tensiden und ihre Funktion in Waschmitteln vorgestellt. Des Weiteren wird gezeigt, wie sich die Zusammensetzung und die Umweltverträglichkeit von Waschmitteln in den vergangenen Jahrzehnten geändert haben. erklärt. Des Weiteren geht die Sequenz darauf ein, wie durch das Zugeben von Seife die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt und dessen Benetzungsvermögen erhöht wird. Menü Tenside Seifen und Waschmittel Sequenzen In diesem Menü können Sie die Kapitel des Films als einzelne Sequenzen aufrufen. Flecken auf dem Trikot (Filmsequenz 2:10 min) In der Einleitung des Films wird am Beispiel des schmutzigen Trikots der American Football Spielerin gezeigt, dass man mit Wasser nicht alle Flecken entfernen kann. Warum dringt das Wasser nicht in das Gewebe ein und wäscht den Schmutz einfach raus? Oberflächenspannung des Wassers (Filmsequenz 3:40 min) Die Sequenz befasst sich mit der Oberflächenspannung von Wasser. Anhand anschaulicher Animationen werden der Aufbau von Wassermolekülen sowie die Entstehung der Oberflächenspannung Seifenherstellung (Filmsequenz 1:50 min): Seife kann man relativ einfach selbst herstellen, indem man Fette und Alkalilauge miteinander erhitzt. Die Esterbindungen der Fettmoleküle werden dabei gespalten und es entstehen unter anderem die Alkalisalze der Fettsäuren die Seife. Warum wäscht Seife? (Filmsequenz 1:10 min): Aber warum wäscht Seife? Die Sequenz zeigt den Vorgang des Dispergierens am Beispiel eines auf der Wasseroberfläche schwimmenden, beschmutzten Textilstreifens. Setzt man dem Wasser Seife zu, saugt sich der Stoff voll und der Schmutz wird von den Fasern abgehoben. 4

5 Bau und Waschwirkung von Tensiden (Filmsequenz 2:20 min): Anhand anschaulicher Animationen wird erklärt, dass sich ein Tensid aus einem wasseranziehenden Kopf und aus einem wasserabweisenden Stiel zusammensetzt. Tensidmoleküle setzen die Oberflächenspannung von Wasser herab, indem sie sich zwischen die Wassermoleküle an der Wasseroberfläche drängen, um dadurch einen Wasserkontakt der wasserabweisenden und unpolaren Stiele zu vermeiden. Seifenteilchen werden jedoch nicht nur an der Wasseroberfläche festgehalten, sondern an allen unpolaren Grenzflächen. Die unpolaren Stiele umschließen daher auch unpolare Schmutzteilchen. Da sich die polaren Köpfe der Tensidmoleküle gegenseitig abstoßen, wird der Schmutz gelockert und kann abgespült werden. Wäsche waschen (Filmsequenz 3:00 min): Früher war Wäsche waschen eine mühsame Angelegenheit. Die ersten selbsttätigen Waschmittel, kamen im Jahre 1907 auf den Markt. Sie bestanden hauptsächlich aus geriebener Seife, Bleichmittel und Soda. Das Problem bei Seifen: Leitungswasser ist sehr oft hartes Wasser, das heißt, es enthält unter anderem Calcium-Ionen und Magnesium-Ionen. Diese reagieren mit den Seifen-Anionen zu schwerlöslichen Salzen, die man als Kalkseife bezeichnet. Um diese zu verhindern, bauten Waschmittelchemiker Phosphate in die Waschmittel ein, die jedoch biologisch sehr schwer abbaubar waren. Heute verwendet man daher statt der Phosphate Zeolithe unlösliche Silikate, die als Ionenaustauscher wirken. Einteilung der Tenside (Filmsequenz 1:10 min): Die Sequenz stellt die verschiedenen Gruppen der Tenside (anionische Tenside, nichtionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside) vor und erklärt ihre Funktion. Tenside und Umwelt (Filmsequenz 1:30 min): Das Problem bei Tensiden: Sie verbrauchen sich nicht beim Waschen. Sie landen im Abwasser. Das in den 50er-Jahren des 5

6 vergangenen Jahrhunderts entwickelte, erste bedeutende synthetische Tensid (TPS) war biologisch sehr schwer abbaubar. Dies hatte fatale Folgen für die Umwelt: Schaumberge bedeckten viele Gewässer. Seit 1977 müssen Tenside zu mindestens 90 Prozent schon von den Kläranlagen abgebaut werden können. Bestandteile moderner Waschmittel (Filmsequenz 3:00 min): In dieser Sequenz wird auf die zahlreichem Bestandteile eingegangen, die außer den Tensiden in modernen Waschmitteln enthalten sind. Hierzu gehören beispielsweise das Enzym Protease zur Entfernung von eiweißhaltigen Verschmutzungen (Blut) oder Natriumperborat zum Bleichen besonders hartnäckiger Obst-, Rotwein- oder Kaffeeflecken. Menü Tenside Grafiken / Bild Über dieses Menü lassen sich ein Bild und mehrere Grafiken zum Thema Tenside aufrufen. Es besteht zum Teil die Möglichkeit, über Info ein kurze Infotexte einzublenden. Aufbau eines Tensids (2 Grafiken) Zwei beschriftete Grafiken erklären den Aufbau eines Tensids. Die unpolare Kohlenwasserstoffkette und der polare Kopf eines Tensidmoleküls werden thematisiert. Ebenso wird auf die gleichzeitig wasserabweisenden und wasseranziehenden Eigenschaften der Tenside hingewiesen. Verschiedene Tenside Einteilung (Grafik) Die Grafik zeigt, wie Tenside abhängig davon, welche polare Molekülgruppe sie tragen in anionische, kationische, nichtionische und amphotere Tenside eingeteilt werden. Wirkungsweise (2 Grafiken) wei Grafiken mit Info ein -Funktion erläutern die Wirkungsweise von Tensiden während eines Waschvorgangs. In der ersten Grafik wird dabei gezeigt, wie Tenside die Oberflächenspannung von Wasser herabsetzen. Die zweite Grafik stellt die unterschiedlichen Vorgänge des Waschvorgangs dar (Benetzen, Ablösen, Zerteilen, Emulgieren). 6

7 Tenside und Umwelt (Bild) In den 1950er-Jahren wurde das erste bedeutende synthetische Tensid entwickelt, das jedoch biologisch sehr schwer abbaubar war. Die Bildtafel zeigt die beeindruckenden, aber bedenklichen Schaumberge, die damals viele Gewässer bedeckten. Menü Seife und Waschmittel Grafiken / Bilder / Texte Über dieses Menü lassen sich Bilder, Texte und Grafiken zum Thema Seife und Waschmittel aufrufen. Es besteht zum Teil die Möglichkeit, über Info ein kurze Infotexte einzublenden. Themas steht auf einer weiteren Tafel eine Reaktionsgleichung zur Verfügung. Vor- und Nachteile von Seife (Text) Auf einer Texttafel werden die Vor- und die Nachteile von Seife gegenübergestellt. Waschen früher und heute (2 Bilder) Über zwei Bilder mit Info ein -Funktion wird gezeigt, wie sich das Waschen im Laufe des 20. Jahrhunderts von einer mühsamen, zeitaufwändigen Tätigkeit zu einem hochmodernisierten, zeitsparenden Vorgang entwickelt hat. Was ist Seife? (2 Bilder) In zwei Tafeln wird Seife als ein Jahrtausende altes Reinigungsmittel vorgestellt, das heute in großer Vielfalt anzutreffen ist. So entsteht aus der festen Kernseife durch die Zugabe von verschiedenen Zusätzen z. B. Zahnpasta, aus der flüssigen Schmierseife werden unter anderem Scheuermittel oder Rasierseifen hergestellt. Verseifung (Text / Grafik) Ein kurzer Text erklärt den Begriff Verseifung als die Reaktion eines Fettes mit einer Lauge. Für eine Vertiefung des Bestandteile von Waschmitteln (Bild) Ein Bild stellt eine Auswahl der unterschiedlichen Bestandteile moderner Waschmittel vor. Ionenaustausch durch Zeolithe (Grafik) Eine Grafik mit Info ein -Funktion verdeutlicht symbolisch, wie die zu den modernen Wasserenthärtern gehörenden Zeolithe beim Waschen störende 7

8 Calcium- und Magnesium-Ionen des harten Wassers gegen Natrium-Ionen austauschen. Rechnerisch betrachtet werden jeweils zwei Natrium-Ionen, die in den Zeolithen gehalten werden, durch ein Calcium- oder Magnesium-Ion ersetzt. Verwendung im Unterricht Das Thema Tenside Seife und Waschmittel ist in den Lehrplänen aller Schularten für die Mittel- und Oberstufe vorgesehen. Die Unterrichtseinheit Waschmittel (Seifenherstellung, Waschwirkung, Zusammensetzung moderner Waschmittel) wird in den Lehrplänen für die Mittelstufe häufig als Wahlthema empfohlen. Die Schülerinnen und Schüler sollen durch solche Wahlthemen eine Vertiefung ihres chemischen Allgemeinwissens erwerben, chemische Kenntnisse entsprechend ihres Schulprofils vertiefen und ihr Wissen entsprechend örtlicher Gegebenheiten, aktueller Bezüge und ihrer persönlichen Interessenlage erweitern. Im Sekundarbereich II ist das Thema Tenside Seife und Waschmittel eng mit dem Unterrichtsbaustein Ester Herstellung und Spaltung verknüpft. Die Inhalte der DVD können im Unterricht vom Lehrer an geeigneten Stellen präsentiert werden. Den Schülerinnen und Schülern kann im Computerraum jedoch auch die Möglichkeit gegeben werden, sich allein oder in Gruppen mit einzelnen Themenbereichen auseinanderzusetzen. Das umfangreiche Arbeitsmaterial im ROM-Teil der DVD kann für eine vertiefende Erarbeitung der Inhalte genutzt werden. Methodische Hinweise Der ROM-Teil der DVD enthält neben den umfangreichen Arbeitsmaterialien auch Arbeitsblätter als PDF- und Word- Dokumente. Diese Elemente ermöglichen zusätzliche Formen des schülerzentrierten Arbeitens. Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden. Die PDF-Dateien zum Ausfüllen können direkt am Computer ausgefüllt, abgespeichert und ausgedruckt werden. Die Word-Dateien (im Ordner Arbeitsmaterial/Word_Dateien ) können individuell bearbeitet werden. 8

9 Das Materialangebot des ROM-Teils eröffnet Chancen für einen stärker schülerzentrierten, kreativen und ergebnisorientierten Unterricht. Arbeitsmaterial Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht sowie Arbeitsblätter (mit Lösungen) und ergänzende Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Um die Arbeitsmaterialien zu sichten und auszudrucken, legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Über diese können Sie bequem alle Arbeitsmaterialien aufrufen (PDF- Dokumente). Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons ( Inhaltsverzeichnis, Startseite ), die Ihnen das Navigieren erleichtern. Diese erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader (im Ordner Adobe ). Im Ordner Arbeitsmaterial/Word_Dateien finden Sie die Arbeitsblätter und den Filmkommentar auch als Word-Dokumente. Ordner Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter Materialien Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht 6 Arbeitsblätter (z. T. mit Lösungsvorschlägen): Experiment: Bewegter Pfeffer Rätsel Tenside (1) Tenside (2) Waschmittel Seife kann man selbst machen! Grafiken Tensidmolekül Verschiedene Tenside Einteilung Der Waschvorgang im Modell Ionenaustausch durch Zeolithe Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Kommentartext zum Unterrichtsfilm Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen über ergänzende FWU-Medien kommentierte Linksammlung zum Thema 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Tenside Seife und Waschmittel Tenside Seife und Waschmittel Film 21 min Tenside Seife und Waschmittel Sequenzen Tenside Grafiken/Bild Seife und Waschmittel Grafiken / Bilder / Texte Arbeitsmaterial Untermenüs Tenside Seife und Waschmittel Sequenzen Flecken auf dem Trikot 2:10 min Oberflächenspannung des Wassers 3:40 min Seifenherstellung 1:50 min Warum wäscht Seife? 1:10 min Bau und Waschwirkung von Tensiden 2:20 min Wäsche waschen 3:00 min Einteilung der Tenside 1:10 min Tenside und Umwelt 1:30 min Bestandteile moderner Waschmittel 3:00 min Tenside Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD) Legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Aufbau eines Tensids 2 Grafiken Verschiedene Tenside Einteilung Grafik Wirkungsweise 2 Grafiken Tenside und Umwelt Bild Seife und Waschmittel Was ist Seife? 2 Bilder Verseifung Text / Grafik Verwendung im Unterricht 6 Arbeitsblätter 4 Grafiken Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Vor- und Nachteile von Seife Waschen früher und heute Bestandteile von Waschmitteln Ionenaustausch durch Zeolithe Text 2 Bilder Bild Grafik 10

11 Produktionsangaben Tenside Seife und Waschmittel (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2010 DVD-Konzept DVD-Konzept Anne Berkmüller, Svenja Weiß DVD-Authoring und Design msm-studios GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 Grafiken Markus Krämer Bildnachweis Fotoarchiv Ruhrverband washing hands Miqul Fotolia scented soaps Lensman300 Fotolia Waschtag Dieter76 Fotolia Waschen Erik Schumann Fotolia Waschmaschine Trudi Fotolia washing powder Danicek Fotolia Buch und Regie Monika Latzel Kamera Axel Grabmann, Markus Krämer Animationen Markus Krämer Schnitt Wolfgang Grimmeisen Redaktion Anne Berkmüller Besonderer Dank an Munich Cowboys Ladies Sabrina Bauer Tiffany Dinges Fotoarchiv Ruhrverband Seifensiederin Jutta Streit Henkel AG & Co. KGaA Arbeitsmaterial Dr. Maike Schuchmann Fachberatung Ulrich Hammon Begleitheft Svenja Weiß Pädagogische Referentin im FWU Anne Berkmüller Produktionsangaben zum Film Tenside Seife und Waschmittel Produktion Lopane-Film, 2010 im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2010 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Tenside Seife und Waschmittel Seifen und Waschmittel haben eine große Bedeutung für den Menschen. Wasser allein reicht oft nicht aus, um sich selbst oder schmutzige Wäsche sauber zu bekommen. Aber was ist eigentlich Seife und wie funktionieren Waschmittel? Die DVD geht diesen Fragen nach und erläutert in Film, Animationen und Grafiken die Struktur und die Eigenschaften von Tensiden. Umfassendes Arbeitsmaterial und didaktische Hinweise im ROM-Teil ergänzen die didaktische DVD. Erscheinungsjahr: 2010 Laufzeit: 21 min Filmsequenzen: 9 Bilder: 6 Grafiken: 7 Texttafeln: 2 Sprache: DVD-ROM-Teil: Arbeitsblätter Adressaten: Deutsch Unterrichtsmaterialien 6 (z. T. mit Lösungsvorschlägen; z. T. als PDFs zum Ausfüllen) Allgemeinbildende Schule (Klasse 7-11) Schlagwörter: Alkalisalz, Bleiche, Emulsion, Esterbindung, Fett, Glycerin, Ionenaustausch, Kalkseife, Kohlenwasserstoff, Lauge, Molekül, Natriumperborat, Oberflächenspannung, Phosphat, Protease, Reinigungsmittel, Schaum, Seife, Tensid, Umwelt, Verseifung, Waschen, Waschmittel, Wasser, Zeolith Systematik: Chemie Physikalische Chemie Bindung, Struktur, Eigenschaften Organische Chemie Kohlenwasserstoffe Angewandte Chemie Chemie in Alltag und Umwelt FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMA Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Nicht erlaubte / genehmigte Nutzungen werden zivil- und / oder strafrechtlich verfolgt. Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows Bestell-Hotline: +49 (0)

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