Die neuste Versuchung im Jugendlabor: das Chemielabor

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1 Die neuste Versuchung im Jugendlabor: das Chemielabor Einführungskurse für Lehrkräfte ins neue Chemielabor Lehrkräfte Sek. I Termine: 7. und 21. November 2007 Zeit: Uhr Organisation: Technorama / Jugendlabor Kursleitung: Dr. Erika Haase (Leiterin Chemielabor), Martin Weber (Leiter Jugendlabor), Heike Windler (Leiterin Küchen-Labor) Kursort: Küchen- und Chemielabor Technorama / Jugendlabor Technoramastrasse Winterthur Tel.: Fax: jugendlabor@technorama.ch

2 Seite 3 von 32 Inhalt Programm...4 Einführung Chemiekurs...5 Science Center...5 Jugendlabor...5 Chemielabor...5 Buchung/Reservierung...6 Spezialangebot...6 Kursinhalt...7 Chemische Phänomene, Reaktionen und Untersuchungen...7 Kannst du aus Erz Kupfer gewinnen?...8 Das Geheimnis um den Stein der Weisen...10 Die Herstellung von Silicium...12 Kupfer oxidieren und reduzieren...13 Fliesst Strom im Mineralwasser?...15 ph-bestimmung mit Messgerät...17 Die Titration mit Natronlauge...19 Warum wird es hier so warm?...21 Warum wird es hier so kalt?...22 Die Herstellung von Wasserstoff...24 Die Herstellung von Sauerstoff...25 Rotkohl oder Blaukraut?...26 Bei dem vorliegenden Stoff handelt es sich um...27 Bestimmung der Anionen:...28 Arbeitsauftrag:...29 Anhang...30 Bengalisches Feuer...30 Anhang II - Adressen...32

3 Seite 4 von 32 Programm Begrüssung (ca h) Chemielabor (ca h) Vorstellung der Versuche und des Programms Gruppeneinteilung Vorstellung der Versuche Experimentieren (Stationen mit den Geräten von der Metrohm ca. 7 (Tisch 2), Versuchs- Auswahl, ca. 4 bis 5 Plätze (Tisch 1)) Pause (ca. 0.5 h) Chemielabor (ca h) Gruppenaustausch Vorstellung der Versuche Experimentieren (Stationen mit den Geräten von der Metrohm ca. 7 (Tisch 2), Versuchs- Auswahl, ca. 4 bis 5 Plätze (Tisch 1)) Diskussion (ca h) Meinungsaustausch Ein Vergleich der beiden Arbeitsweisen (Chemie- und Küchenlabor). Zusammenarbeit mit dem Küchenlabor Vorstellung der Verknüpfung Chemie- und Küchenlabor Chemie-Experimente aus der Phänomenologischen Sicht Besprechung des Vorgehens bei Reservierung Klassen Vorbereitung Zusammenarbeit mit Lehrpersonal. Ein Gespräch bei der Reservierung und eines ca. 1 Woche vor dem Besuch Rückmeldung des Lehrpersonals (am besten schriftlich) sehr erwünscht

4 Seite 5 von 32 Einführung Chemiekurs Science Center Science Center wie das Technorama sind keine Museen im herkömmlichen Sinn, sondern interaktive Ausstellungen in denen man grundlegende Phänomene aus den Naturwissenschaften im wahrsten Sinne des Wortes begreifen kann: Die Exponate dieser Ausstellung sind Stationen, die zum Spielen und Experimentieren einladen: Die Besucher können alles anfassen, alles selbst ausprobieren und haben dadurch einen unmittelbaren Umgang mit Naturerscheinungen. So wird mit experimentieren, beobachten und Parameter verändern ein eigener Weg zum Verständnis der Phänomene gefunden. Es wird Interesse für Naturwissenschaften geweckt. Die Besucher erhalten so eine Idee oder Bewusstsein von Naturwissenschaften und damit eine Vorraussetzung zum wissenschaftlichen Denken. Das Technorama ersetzt nicht den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Schule. Es geht uns darum, den Wahrnehmumgsverlust vieler Schülerinnen und Schüler auszugleichen und den Lehrkräften Impulse zu geben, damit gerade der naturwissenschaftliche Unterricht nicht zum leeren Formalismus verkommt. Es geht nicht um Technorama oder Schule, sondern ideal ist Technorama und Schule. Um das gemeinte am besten zu verstehen, stellen Sie sich vielleicht einfach die Frage, woran Sie sich noch aus aus Ihrer Schulzeit erinnern, was den Unterricht, in unserem Fall den Chemieunterricht betrifft. Jugendlabor Nun aber zum Jugendlabor. Alles was ich vorgängig erläutert habe gilt natürlich auch für das Jugendlabor. Wir haben ebenfalls Exponate zum Thema Physik, teils vom Verständnis her anspruchsvoller und teils mit der Möglichkeit auch quantitativ vorzugehen. Das Jugendlabor bietet nebst Physik exklusiv einen Biologie- und Chemiesektor. Der Chemiesektor hat erfreulicherweise in den letzten Jahren eine enorme Aufwertung erfahren: 2003 ist das Küchen-Labor entstanden und in diesem Frühjahr wurde das Chemielabor eröffnet. Zwei Einrichtungen mit unterschiedlicher Ausrichtung. Im Küchen-Labor wird mit Stoffen aus dem alltäglichen Umfeld experimentiert. Das Chemielabor ist professionell ausgerüstet und verfügt über ein anspruchsvolles Chemieprogramm von ungefähr 40 Versuchen. Chemielabor Das Experiment im Chemieunterricht hat einen sehr hohen Stellenwert. Es unterstützt den Erkenntnisprozess, und es ist ein grosser Motivationsfaktor. Das Angebot im Technorama soll den Chemieunterricht in der Schule ergänzen, vorallem da, wo wenig Möglichkeiten zum selber Experimentieren bestehen. Das Schwergewicht liegt bei uns nicht primär auf dem mehr an Wissen, sondern auf dem Erlebnis und der Erfahrung. Das selber machen fördert natürlich auch das unausweichliche selber denken. Damit das Erfolgserlebnis für die Lernenden möglichst gross ist, sind die Versuche auch so konzipiert, dass ein zuverlässiges gelingen garantiert ist. Mit der Auswahl aus über 40 Experimenten kann der Laborbesuch problemlos auf den Unterricht abgestimmt werden. Beim Staunen über die Phänomene und Reaktionen, beim Analysieren von Stoffen, bei der Stoffgewinnung usw. werden die Schülerinnen und Schüler motiviert selbständig zu arbeiten. Mit dem Lehrpersonal zusammen suchen sie mindestens eine einfache chemische Deutung der Versuche. Küchenlabor Eindrücklich vermittelt das Küchen-Labor, dass alles Chemie ist, was unser Leben betrifft. Man experimentiert in diesem Labor mit Haushaltsprodukten, wie sie Schülerinnen und Schüler auch zu Hause vorfinden. Die Lebensrelevanz spielt bei dieser Art von chemischen Experimentieren eine entscheidende Rolle. Für die Versuche wird nur ein ganz einfaches Instrumentarium benötigt. Zum Angebot des Küchen-Labors zählen auch verschiedene Workshops

5 Seite 6 von 32 Buchung/Reservierung Damit die Schüler den grösstmöglichen Nutzen vom Besuch im Haus haben, ist die Abklärung des Programms von grosser Bedeutung. Die nachfolgenden Stichpunkte bieten Ihnen eine Möglichkeit zur Orientierung an. 1. Entscheidung für welches Labor Chemielabor Küchenlabor Kombination Küchen- und Chemielabor 2. Bestimmung des Programminhaltes (themenorientiertes Arbeiten) 3. Festlegung der Form (Stationenlauf/Tische oder themenbezogenes Arbeiten, der auch den Auf- und Abbau der Experimentierapparatur beinhaltet) 4. Organisatorische Abklärungen Auf der Internetseite finden sie den Zugang zum Programm vom Küchen- und Chemielabor. Eine Reservierung sollte folgende Angaben beinhalten: Name Schule Adresse Tel.Nr. Klasse Alter Anzahl Schüler Kenntnisse keine O mittel O gut O Einstiegsprogramm (Erster Kontakt mit Chemie, eher Anfangs des Schuljahres) Wiederholungsprogramm (Ende des Schuljahres oder Anfang der weiterführenden Klasse) Spezialangebot Um ein spezielles Programm zu buchen ist eine Rücksprache ca. 1 Woche vor dem Besuch mit der dafür zuständigen Person nötig. Zum speziellem Angebot im Chemielabor gehören zum Beispiel folgende Versuche: Vergoldung Herstellung von Etherischen Oelen mit Hilfe von Destillation und Extraktion Zum speziellem Angebot im Küchenlabor gehören zum Beispiel folgende Versuche: Chromatographie (Die Farben in der Natur auf deren Zusammensetzung untersuchen) Der Nitrat-Test (Nitratgehalt im Salat und Räucherfleisch nachweisen) Daktyloskopische Spurensicherung Die Ninhydrin-Eiweiss-Reaktion zur Sichtbarmachung von Fingerabdrücken (Eigene Fingerabdrücke sichtbar machen) Die Vitamin-Bombe (Eine Explosion mit einfachen Mitteln erzeugen) Koffein - Der Muntermacher in Tee und Kaffee (Koffein isolieren und unter dem Mikroskop anschauen) Weitere aktuelle Angebote finden Sie im Internet.

6 Seite 7 von 32 Kursinhalt Chemische Phänomene, Reaktionen und Untersuchungen Sie können bei der Buchung im Chemielabor aus der Vielzahl unserer Experimente die Themen nach Ihren Wünschen zusammenstellen. Heute haben wir für Sie zwei Themen, die Elementgewinnung und eine kleine Auswahl der Analysemethoden in den Vordergrund gestellt. 1. Elementgewinnung Gewinnung von: Kupfer Cu Wasserstoff H 2 Sauerstoff O 2 Silizium Si Herstellung einer Legierung: Messing Herstellung eines ph-iindikators: Blaukrautsaft 2. Analytische Untersuchungen Nachweis: Kationen (Flammenprobe) Anionen Titration: Bestimmeung der Konzentration (Salzbildung (NaCl)) Leitfähigkeitsmessung Mögliche Konzentrationsbestimmung ph-bestimmung Säure-Base Knalgasreaktion