Kreuzfahrt ohne Trinkwasser! Eine Einführung ins Thema Destillation. Ein Beitrag von Anke Schmitz, Morsbach Mit Illustrationen von Wolfgang Zettlmeier

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1 II Stoffe und ihre Eigenschaften 5. Einführung ins Thema Destillation (Kl. 7 9) 1 von 22 Kreuzfahrt ohne Trinkwasser! Eine Einführung ins Thema Destillation Ein Beitrag von Anke Schmitz, Morsbach Mit Illustrationen von Wolfgang Zettlmeier Das Schiff Proud of the Sea nimmt Kurs auf New York. Doch da passiert die Katastrophe: Auf hoher See geht das Trinkwasser aus, da sich der Proviantmeister verrechnet hat! Was nun? Die Chemiker an Bord wissen Antwort und entwickeln einen Versuch, um doch noch an Trinkwasser zu kommen Die aktuelle Problematik erzeugt Spannung und motiviert Ihre Schüler, einen Versuch zur Trinkwassergewinnung durch Destillation zu entwickeln. Dabei lernen sie den Vorgang der Destillation kennen, vertiefen ihr Wissen an weiteren Beispielen und wiederholen das Gelernte anhand eines Selbst-Tests. Mit Interaktionsboxen! Was, wenn die Trinkflasche leer ist? Erarbeiten Sie mit Ihren Schülern, wie man aus Salzwasser Trinkwasser gewinnen kann. Foto: Thinkstock/iStock Das Wichtigste auf einen Blick Klassen: 7 9 Dauer: 4 Stunden (Minimalplan: 3) Kompetenzen: Die Schüler könnenihrearbeitimteamplanen,strukturieren, reflektieren und präsentieren. sindinderlage,chemischesachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mithilfe geeigneter Darstellungsmethoden zu beschreiben, zu veranschaulichen und zu erklären. können denverlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen in angemessener Form protokollieren. Versuche: Salzwasser kann es genießbar sein? (SV) SüßwassergewinnungmitAlltagsgegenständen (SV) Übungsmaterial: Jetztweißich s! DieDestillation

2 6 von Einführung ins Thema Destillation (Kl. 7 9) Stoffe und ihre Eigenschaften II Die Einheit im Überblick V = Vorbereitung FO = Folie AB = Arbeitsblatt D=Durchführung SV=Schülerversuch LEK=Lernerfolgskontrolle VP = Versuchsprotokoll = Zusatzmaterial auf CD Stunden 1 2: Rettung auf hoher See Kreuzfahrtschiff in Not M 1 (AB/SV) V: 25 min D: 30 min M 2 (VP) M 3 (TB/AB) (SV) V: 10 min D: 35 min Salzwasser kann es genießbar sein? 1 Kiste mit Deckel als Interaktionsbox (pro Gruppe) Arbeitsmaterial pro Interaktionsbox (siehe Hinweise Stunde) 1 Schutzbrille (pro Schüler) Salzwasser evtl. Kapitänsmütze (für den Einstieg) Versuchsprotokoll: Salzwasser kann es genießbar sein? Tippkarten/Die Rettung der Proud of the Sea Süßwassergewinnung mit Alltagsgegenständen Stunden 3 4: Rund um die Destillation M 4 (FO) M 5 (AB) M 6 (AB) M 7 / (AB/LEK) Destillation im Labor Destillation die Branntweinherstellung Destillation die Erdöldestillation Jetzt weiß ich s! Die Destillation Minimalplan Nicht genug Zeit? Dann verkürzen Sie die Unterrichtseinheit auf drei Stunden, indem Sie den Vergleich von DestillationsapparaturenimLaborunddenselbstentwickeltenApparaturen als Hausaufgabe aufgeben. Die Destillationsanwendungen M 5 und M 6könnenSieentweder wegfallen lassen oder ebenfalls als Hausaufgabe aufgeben.

3 II Stoffe und ihre Eigenschaften 5. Einführung ins Thema Destillation (Kl. 7 9) 9 von 22 Tippkarten M 3 Siedepunkt Wasser: 100 C Siedepunkt Kochsalz: 1465 C verdampfen, auffangen, kondensieren fest Wird Salzwasser bis zum Kochen erhitzt, verdampft das Wasser. Wie könntet ihr den Wasserdampf auffangen und wieder flüssig machen? Sicherlich kennst du das: Wenn du heiß geduscht hast, bilden sich am Badezimmerspiegel ganz viele kleine Wassertröpfchen. Der Spiegel ist beschlagen. schmelzen verdampfen Die Rettung der Proud of the Sea flüssig gasförmig erstarren kondensieren erhitzen, auffangen, abkühlen Wie bei jeder großen Sensation darf auch hier die Presse nicht fehlen! Alsdie ProudoftheSea schließlichsicher in den Hafen eingelaufen war, dankten alle Passagiere, die Crew, der Kapitän und vor allem der Proviantmeister den Chemikern, denn sie hatten es mithilfe der Destillation geschafft, dass keiner Durst leiden musste. Natürlich möchten die Zeitungen darüber berichten. Da die Reporter sich in der Chemie aber nicht so gut auskennen, haben sie die Chemiker um Hilfe gebeten. Foto: Thinkstock/iStock Aufgabe Gestalteteinemöglichstansprechende,ausführlicheundverständlicheZeitungsseite,inderihr beschreibt,wieihresgeschaffthabt,aussalzwassergenießbarestrinkwasserherzustellen. Folgende Inhalte sollten in dem Artikel vorhanden sein: 1. Kurze Schilderung der Geschichte aus der Sicht der Chemiker 2. Welche Stoffeigenschaften habt ihr bei eurem Versuch ausgenutzt? 3. Wie und warum haben sich Salz und Wasser getrennt? 4. Was muss man bei der Durchführung des Versuchs beachten, damit er gelingt? 5. Skizze von eurem Versuchsaufbau

4 14 von Einführung ins Thema Destillation (Kl. 7 9) Stoffe und ihre Eigenschaften II M 4 Destillation im Labor

5 Destillation die Erdöldestillation Aus Rohöl lassen sich Treibstoffe, Heizöl und vieles mehr gewinnen. Erfahrt hier, wie man Rohöl in seine einzelnen Fraktionen auftrennen kann. Destillationsturm Glockenböden Röhrenofen Gase,Rohöl Benzine Petroleum, Kerosin Dieselöl, leichtes Heizöl Rückstand, schweres Heizöl zur Vakuumdestillation Die Destillation von Rohöl erfolgt in mehreren Schritten. Aufgaben Der Weg des Rohöls DasunmittelbarausderErdekommendeErdölwirdauchalsRohölbezeichnet.Esist einelösung,dieausüber500verschiedenenstoffenbesteht.diesehabenverschiedenesiedetemperaturen.mankanndiebestandteiledeserdölsdahermithilfederdestillation in die verschiedenen Siedebereiche, die Fraktionen, auftrennen. DasRohölwirdzuerstimRöhrenofenaufüber350 Cerhitzt,sodassseineBestandteile weitgehend verdampfen. Diese werden dann in den Destillationsturm geleitet, der auszahlreichenglockenbödenaufgebautist.dietemperaturenderglockenböden,in welchen sich die Destillate der einzelnen Fraktionen (Siedebereiche) sammeln, nehmen nach oben hin ab. In jedem Glockenboden wird der aufsteigende Dampf im Gegenstromprinzip in Kontakt mit der kondensierten Flüssigkeit gebracht. Dabei kondensieren allebestandteiledesdampfes,dieeinenhöherensiedepunktbesitzen,alsdieflüssigkeit im Glockenboden. DieBestandteiledesRohöls,dieeinenSiedebereichvonüber300 Cbesitzen,werden als Rückstand bezeichnet. Dieser Rückstand wird in einer Vakuumdestillation bei niedrigem Druck erneut fraktioniert. 1. Lest dentext ganz genau durch. Überlegt, was die wichtigstenaussagen sind, und unterstreicht diese. 2. Sucht euch ein Zweier-Team, das den Text zur Branntweinherstellung bearbeitet hat, und tauscht die Partner. 3. Erklärt euch nun gegenseitig eure Destillationsverfahren. M 6 16 von Einführung ins Thema Destillation (Kl. 7 9) Stoffe und ihre Eigenschaften II

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