Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Cola - einfache Experimente rund um ein Kultgetränk

Transkript

1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Cola - einfache Experimente rund um ein Kultgetränk Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 17. Cola einfache Experimente rund um ein Kultgetränk 1 von 32 Cola einfache Experimente rund um ein Kultgetränk Sarah Höxter, Hamburg Niveau: Sek. I Dauer: 8 Unterrichtsstunden Bezug zu den KMK-Bildungsstandards Fachwissen: Redoxreaktionen (Benennen von Oxidations- und Reduktionsmitteln, Aufstellen von Reaktionsmechanismen, Identifizierung von Alltagsprozessen) sowie Säuren und Basen (ph-wert-bestimmung, Titration). Im Weiteren werden Stofftrennverfahren behandelt. Erkenntnisgewinnung: Die Schülerinnen und Schüler untersuchen eine vorgegebene Alltagssubstanz unter verschiedenen Gesichtspunkten. Dabei wiederholen sie bereits Gelerntes, wenden es an und lernen, frei zu experimentieren. Kommunikation/Bewertung: Das selbstständige Durchführen der Versuche in Gruppen fördert die Kommunikations- und Teamfähigkeit. Durch das Bearbeiten der vorliegenden Materialien wenden die Lernenden im Chemieunterricht Gelerntes auf ihre Alltagswelt an. Der Beitrag enthält Materialien für: ü offene Unterrichtsformen ü Schülerversuche ü Lehrerversuche ü aktive Wiederholung ü Hausaufgaben Hinweise zur Didaktik und Methodik Die folgenden Unterrichtsmaterialien befassen sich mit dem Getränk Cola (die Marke spielt keine Rolle). Der Fokus liegt demzufolge nicht auf einem bestimmten Themenbereich. Es werden vielmehr sowohl thematisch als auch praktisch jahrgangsübergreifende Kompetenzen gefördert und/oder gefestigt. Das Material lässt sich am besten im Rahmen eines Projekts und in den Klassen 9 bzw. 10 auch zur Wiederholung der Themen Säuren und Basen sowie Redoxreaktionen einsetzen. Darüber hinaus lassen sich einzelne Themen auch in den jeweils laufenden Unterricht der unterschiedlichen Klassenstufen integrieren. Der komplette Beitrag ist auf eine große Alltagsnähe und starke experimentelle Einbindung der Schüler ausgerichtet. Auf diese Weise soll verdeutlicht werden, dass Chemikalien und chemische Verfahren Bestandteil des normalen Lebens sind. Ebenfalls wird der Zugang zum verantwortungsvollen Experimentieren geöffnet oder gefestigt. Die Versuche können in Gruppen zu 2 4 Personen durchgeführt werden. Als Hausaufgabe empfiehlt es sich, ein Protokoll anfertigen zu lassen. Sie sollten entscheiden, ob jeder Schüler ein Protokoll verfassen soll oder nur einer der Versuchspartner. Letzteres fördert das Verantwortungsbewusstsein in Bezug auf Teamverantwortung. Durchführung M 1 Vom Allheilmittel zum Kultgetränk Die Farbfolie bietet als Einstieg einen Überblick über die Entwicklung und Zutaten der Cola. M 2 M 4 Cola entfärben die Adsorption als Trennverfahren In Versuch M 2 wird mithilfe von Aktivkohle der Zuckerkulör aus der Limonade entfernt. Hier wird die Adsorption als Stofftrennverfahren (in Verbindung mit einer Fil-

3 2 von Cola einfache Experimente rund um ein Kultgetränk tration) wiederholt, sodass sich dieser Versuch separat auch gut für den Anfangsunterricht eignet. Mit den dazugehörigen Arbeitsblättern (M 3 und M 4) sollen die Schüler den Stoff selbstständig vertiefen. Die farblose Cola wird für die Versuche M 5 (Variante 2) und M 12a benötigt. (Tipp: Prüfen Sie hier im Vorfeld, ob die Aktivkohle rein genug ist, sonst kann sich dieser Versuchsteil zeitlich sehr ausdehnen.) M 5 M 8 Zucker Nachweismethoden Versuch M 5 dient zur Überprüfung des Zuckergehalts in Cola bzw. Cola light. Es werden zwei verschiedene Möglichkeiten angeboten: einfaches Eindampfen für den Anfangsunterricht (Variante 1) und der Nachweis mit Fehling-Reagenz für höhere Klassenstufen (Variante 2). Vor der Versuchsdurchführung sollen die Schüler das entsprechende Arbeitsblatt(M 6a bzw. M 6b) nutzen, um sich auf den Versuch vorzubereiten. Das Arbeitsblatt M 7 beschreibt den Weg des Zuckers nach Europa und auch dessen lebensnotwendige Eigenschaften. Es kann genutzt werden, um mit den Schülern einen verantwortungsbewussten Nahrungsmittelkonsum zu diskutieren. Versuch M 8 dient zur Beschreibung und Herstellung von Karamell und Zuckerkulör. M 9 M 11 Putzen mit Cola Redoxreaktionen visualisieren M 9 dient zur Wiederholung und Auffrischung von bereits Gelerntem. Die Versuche M 10a und M 11a zeigen die reinigende Wirkung von Cola: In M 10a wird sie als Rostumwandler und in M 11a als Silberreinigungsmittel eingesetzt. Beide Versuche visualisieren die zugrunde liegenden Redoxvorgänge. Die jeweiligen Versuche werden in den dazugehörigen Arbeitsblättern (M 10b bzw. M 11b) weiter vertieft. M 12 M 13 Wie viel Säure ist drin? Nachweismethode: Titration (Lehrerversuch) Dass in der Limonade tatsächlich eine Säure enthalten ist, wie sie sich auch im Chemielabor findet, lässt sich durch die Titration der Phosphorsäure (M 12a) verdeutlichen. Vor der Durchführung sollen die Schüler die Arbeitsblätter (M 12b und M 13) bearbeiten. M 14 Cola und Mentos eine explosive Mischung? In diesem abschließenden Versuch produzieren die Schüler die berühmte Cola-Mentos-Fontäne und verstehen die dazugehörige Theorie. Literatur Arnold, Dr. Karin, Dietrich, Prof. Dr. Volkmar (Hrsg.): Chemie plus, Cornelsen Verlag Berlin S. 39. Bietet Hinweise rund um den Zucker und zum Titrieren im Unterricht. Eilks, Prof. Dr. Ingo (Hrsg.): Chemie interaktiv, Cornelsen Verlag Berlin S. 115 ff. Enthält Informationen zu den Themen Rost und Rostumwandler. Internet ( ). ( ). Auf beiden Seiten finden sich viele Experimente nicht nur rund um Cola, die sich für den Unterricht aufarbeiten lassen.

4 17. Cola einfache Experimente rund um ein Kultgetränk 3 von 32 Materialübersicht V = Vorbereitungszeit SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt D = Durchführungszeit LV = Lehrerversuch Fo = Farbfolie M 1 Fo Vom Allheilmittel zum Kultgetränk M 2 SV Hab den Durchblick: Cola entfärben D: 20 min light r Aktivkohle r 2 Bechergläser (100 ml) r Magnetrührstäbchen r Magnetrührer r Glastrichter r Filterpapier r ph-papier r Stativ mit Klammer r Löffel M 3 Ab Die Adsorption als Trennverfahren ein Zahlenrätsel M 4 Ab Farblose Cola: köstlich oder ungenießbar? M 5 SV Alright with light? Variante 1 D: 15 min light r 2 Teelichtbehälter r Gasbrenner r Dreifuß mit Drahtnetz r Tiegelzange r Anzünder V: 5 10 min D: 15 min Variante 2, entfärbt (aus M 2) light, entfärbt (aus M 2) r Fehling I r Fehling II r 2 Pipetten (2,5 ml) r Peleusball/Pipettenheber r 3 Pasteurpipetten r 3 Reagenzgläser mit Stopfen r Reagenzglasständer M 6 Ab a) Verdampft: Was wirklich in Cola steckt (zu Variante 1, M 5) b) Aufgedeckt: Wie man Zucker sichtbar machen kann (zu Variante 2, M 5) M 7 Ab Zucker Luxusware oder Alltagsgut? M 8 Ab, SV Karamell eine süße Versuchung D: 10 min r 30 g Zucker r heißes Wasser r Topf r Heizplatte r Kochlöffel r 2 Porzellanschalen r Becherglas r Tiegelzange/Handtuch

5 4 von Cola einfache Experimente rund um ein Kultgetränk M 9 Ab Teste dein Wissen: Redoxreaktionen M 10a SV Aus Alt mach Neu Cola als Rostumwandler D: 5 min (+ 60 min) r Reagenzglas r Reagenzglasständer r 1 neuer Nagel r 1 rostiger Nagel r Pipette r Pinzette M 10b Ab Aus Alt mach Neu Cola als Rostumwandler M 11a SV In neuem Glanz Cola als Silberreinigungsmittel V: 15 min D: 5 10 min (+ 60 min) r Ei, frisch hart gekocht r Aluminiumfolie r Becherglas (500 ml) r Silberlöffel M 11b Ab M 12a LV V: 10 min D: 20 min M 12b Ab In neuem Glanz Cola als Silberreinigungsmittel Titration der Phosphorsäure in Cola r 150 ml Cola, entfärbt (aus M 2) r Natronlauge (c = 0,1 mol/l) r Erlenmeyerkolben (200 ml) r Magnetrührer mit Heizplatte r Magnetrührstäbchen r Erlenmeyerkolben (150 ml) r Bürette (10 ml) r Vollpipette (100 ml) r Peleusball/Pipettenheber r Stativ mit Klammern r ph-meter mit Elektrode Versuchsaufbau: Phosphorsäurebestimmung mit dem ph-meter M 13 Ab Infoblatt: Neutralisation und Titration M 14 LV, Ab Cola und Mentos eine explosive Mischung? V: 5 10 min D: 30 min r 2 l Cola light (PET-Flasche) r 4 5 Mentos Kaubonbons r leeres Brausetablettenröhrchen r Lineal Die Erläuterungen und Lösungen finden Sie ab Seite 24.

6 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Cola - einfache Experimente rund um ein Kultgetränk Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de