Didaktische FWU-DVD. Alkohole Ethanol & Co. Stoffe mit OH

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Alkohole Ethanol & Co. Stoffe mit OH

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) 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 Bilder oder Grafiken zur Verfügung, können Sie mit den Buttons > und < zwischen diesen Bildern oder Grafiken vor- und 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 kennen verschiedene Alkohole und deren Reaktionen, können einfache organische Verbindungen benennen und zeichnen, differenzieren zwischen Alkanen und Alkanolen, kennen die Strukturformel des Ethanolmoleküls, verstehen den Einfluss der Hydroxygruppen auf die Eigenschaften der Alkohole, kennen die Eigenschaften und Verwendungen ausgewählter organischer Stoffe im Alltag und in der Technik und können diese beschreiben, können den Nachweis und die Bildung von Ethanol bei der alkoholischen Gärung erläutern, können Bier- und Weinherstellung aus chemischer Sicht erklären, beschreiben Änderungen von Stoffeigenschaften innerhalb einer ausgewählten homologen Reihe, können zwischenmolekulare Wechselwirkungen erklären, erkennen die Alltagsrelevanz von Alkoholen und können diese erarbeiten, auswerten und präsentieren. 2

3 Zum Inhalt Rund ums Ethanol Film (16 min) Ausgehend von der Frage, warum Alkohol häufig Einsatz als Konservierungsmittel in Medikamenten und Lebensmitteln findet, veranschaulicht der Film Rund ums Ethanol den Bau des Ethanolmoleküls genauer. Die OH- Gruppe, ihre Polarität und die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen werden näher betrachtet. Vom gemeinsamen Molekülbau ausgehend wird die homologe Reihe der Alkanole vorgestellt. Weitere Themen des Films sind die alkoholische Gärung und die Destillation. Menü Rund ums Ethanol Sequenzen Alkohol als Konservierungsmittel (Filmsequenz 2:10 min) Alkohol ist ein gutes Konservierungsmittel und daher z. B. in vielen Medikamenten enthalten. Alkohol in Nahrungsmitteln oder Medikamenten bewirkt, dass Bakterien und andere Mikroorganismen sich nicht mehr vermehren 3

4 können und abgetötet werden. Außerdem ist Alkohol ein gutes Lösemittel. Manche Stoffe lösen sich in Alkohol sogar besser als in Wasser. wird die Endung -ol gehängt. Die homologe Reihe der Alkohole lautet also Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol usw. Stoffe mit OH (Filmsequenz 4:40 min) Ein Ethanolmolekül besteht aus mehreren verschiedenen Atomen. Zwei Kohlenstoffatome sind durch eine Einfachbindung verknüpft. Das eine C-Atom ist außerdem mit drei H-Atomen verbunden. An das andere sind zwei Wasserstoffe gebunden und eine sogenannte OH-Gruppe. Diese wird in der Fachsprache auch als Hydroxygruppe bezeichnet. Sie ist kennzeichnend für alle Alkohole und bestimmt maßgeblich deren Eigenschaften. Im Ethanol treten die Hydroxygruppen der einzelnen Ethanolmoleküle in Wechselwirkung. Diese Anziehung bezeichnet man als Wasserstoffbrückenbindung. Homologe Reihe (Filmsequenz 3:20 min) Alkohole sind durch Hydroxygruppen charakterisiert. Der einfachste denkbare Alkohol besteht aus einer Methylgruppe, die eine OH-Gruppe trägt. Die weiteren Alkohole sind jeweils nach den Alkanen mit entsprechender Anzahl von C- Atomen benannt. An diesen Namen Alkoholische Gärung (Filmsequenz 1:40 min) Seit Jahrtausenden nutzen die Menschen das Wissen, dass aus dem Zucker von Früchten nach gewisser Zeit Alkohol entsteht. Den biochemischen Prozess, in dem Zucker von Mikroorganismen zu Ethanol verdaut wird, nennt man alkoholische Gärung. 4

5 Destillation (Filmsequenz 1:30 min) Will man einen höheren Alkoholgehalt als 18 % erreichen, so muss man den Alkohol durch Destillation vom Rest des Weines abtrennen. Bei der Gärung entsteht nicht nur Ethanol, sondern auch Methanol. Methanol aber ist sehr giftig. Hochprozentigen Alkohol selbst herstellen ist also nicht ungefährlich. Menü Alkanole im Überblick Bilder Alkohol als Getränk (3 Bilder / Tabelle) Eine Bilderserie gibt einen Überblick über die Geschichte des Alkohols als Getränk, über die Auswirkungen des Alkoholkonsums, über den Ethanolgehalt in verschiedenen alkoholischen Getränken sowie über weitere Alkohole in Getränken (Methanol, Fuselöle). Aufbau einer Schnaps-Destille (Bild) Ein Bild mit Info-ein-Funktion benennt die unterschiedlichen Bestandteile einer Schnaps-Destille. Die homologe Reihe der Alkanole (Bild) Eine Tafel stellt die homologe Reihe der Alkanole nochmals übersichtlich dar. 5

6 Eigenschaften und Verwendung (4 Bilder) Eine Bilderserie stellt die unterschiedlichen Eigenschaften und die vielfältige Verwendung von Alkoholen vor (Desinfektionsmittel, Deodorant, Medikamente, Konservierungsmittel). Methanolsynthese Film (6 min) Methanol ist der einfachste denkbare Alkohol. Seine Moleküle bestehen aus einem Kohlenstoffatom, das eine Hydroxygruppe trägt und ansonsten mit Wasserstoffen abgesättigt ist. Im Labor, aber auch in der Industrie wird Methanol als Lösemittel gebraucht. Am häufigsten aber wird Methanol als Ausgangsstoff für Synthesen verwendet. Da Methanol in der Natur nur in kleinen Mengen vorkommt, muss es aus anderen Stoffen synthetisiert werden. Methanol wird aus Methan hergestellt. Im wichtigsten Schritt der Synthese von Methanol reagieren zwei Wasserstoffmoleküle mit einem Kohlenstoffmonooxid und bilden Methanol. Aus Methanol stellt man zum Beispiel Formaldehyd oder Essigsäure her. Damit ist Methanol Ausgangsstoff für die Herstellung von Klebstoffen oder Farben. 6

7 Verwendung im Unterricht Das Thema Ethanol & Co. Stoffe mit OH ist in den Lehrplänen und Bildungsstandards der Bundesländer für die Klasse 9-13 aller Schulformen vorgesehen. Der Aufbau des Alkoholmoleküls, sowie die Eigenschaften des Alkohols, etwa sein Einsatz als Lösungsmittel, werden als Grundlage zu Beginn der DVD erläutert. Den Schülerinnen und Schülern soll deutlich gemacht werden, dass es nicht den Alkohol gibt, sondern dass Alkohole eine Stoffgruppe bilden, welche durch Hydroxygruppen gekennzeichnet sind. So lernen die Schülerinnen und Schüler erstmals eine Stoffgruppe kennen, die durch funktionelle Gruppen differenzierbar ist. Der zusätzliche Kurzfilm Methanolsynthese ist für den Einsatz in der Sekundarstufe II vorgesehen. In ihm wird die industrielle Herstellung des Methanols veranschaulicht. Die Inhalte der DVD können im Unterricht entweder vom Lehrer präsentiert oder von den Schülerinnen und Schülern am Computer einzeln oder in Gruppen erarbeitet werden. Zur Erarbeitung der Thematik im Unterricht und für die Unterrichtsvorbereitung sowie zur Ergänzung und Vertiefung werden im ROM-Teil der DVD zahlreiche Materialien (Arbeitsblätter, Stationsarbeit, weiterführende Internet-Links, etc.) als PDF-Dateien angeboten. Es ist hilfreich, sich zunächst die Programmstruktur zur Hand zu nehmen, die einen guten Überblick über die auf der DVD vorhandenen Medien gibt. Methodische Hinweise Der ROM-Teil dieser DVD enthält neben den umfangreichen Arbeitsmaterialien auch die Arbeitsblätter und die Filmkommentare als PDF- und Word-Dokument. Diese Elemente ermöglichen zusätzliche Formen des schülerzentrierten Arbeitens. Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden. Die PDF-Dateien zum Ausfüllen können direkt am Computer abgespeichert und ausgedruckt werden. Die Word-Dateien (im Ordner Arbeitsmaterial/Word_Dateien ) können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Das Materialangebot des ROM-Teils eröffnet Chancen für einen stärker schülerzentrierten, kreativen und ergebnisorientierten Unterricht. 7

8 Arbeitsmaterial Im ROM-Teil der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung der DVD im Unterricht sowie Arbeitsblätter (mit Lösungen), eine ausführliche Stationsarbeit und weitere ergänzende Materialien zur Verfügung. 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 (PDF-Dokumente) aufrufen. Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie die Buttons Inhaltsverzeichnis und Startseite, die Ihnen das Navigieren erleichtern. Um die PDF- Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader (Ordner Adobe ). Ordner Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter Stationsarbeit Filmkommentare Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Materialien Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht 4 Arbeitsblätter (z. T. mit Lösungen, z. T. als PDFs zum Ausfüllen) Die homologe Reihe der Alkanole Steckbrief: Ethanol Destillation Most für die ganze Klasse! umfassende Stationsarbeit zum Ethanol (mit Lösungen, als PDFs zum Ausfüllen) Bau des Ethanolmoleküls Herstellung von Ethanol durch Destillation Ethanol als Lösemittel Wasser- und Fettlöslichkeit von Ethanol Sauer, basisch oder neutral? Brennbarkeit von Ethanol Geschichte des Ethanols Verwendung von Ethanol Alkohol Genussmittel und/oder Droge? Inhaltsstoffe des Weines Filmkommentare als PDF- und Word-Dokumente ausführliches Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen über ergänzende FWU-Medien kommentierte Linksammlung zum Thema 8

9 Stationsarbeit Alkohole: Ethanol & Co. Stoffe mit OH Station 6 Station 6: Brennbarkeit von Ethanol Ein Crêpe Suzette ist eine besondere kulinarische Spezialität. Seinen feinen Geschmack erhält der hauchdünne Eierkuchen beim Flambieren durch den entzündeten Trinkalkohol und den dadurch karamellisierenden Zucker. Aber nicht alle Spirituosen eignen sich zum Flambieren! Welche kann man benutzen? Durchführung: Mische in eine Vertiefung der Tüpfelplatte 10 Tropfen Ethanol mit 1 Tropfen Wasser, in der nächsten 10 Tropfen Ethanol mit 2 Tropfen Wasser und in der dritten 10 Tropfen Ethanol mit 3 Tropfen Wasser usw. bis 5 Tropfen Wasser. Versuche, die Gemische zu entzünden. ACHTUNG! Schutzbrille aufsetzen! 1. Ab welchem Mischungsverhältnis wird die Ethanol-Wasser-Mischung unbrennbar? 2. Welche Spirituosen sind also zum Flambieren grundsätzlich geeignet? 3. Überlege, wo im Alltag man noch die Brennbarkeit des Ethanols nutzt. 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Untermenüs Alkohole Ethanol & Co. Stoffe mit OH Rund ums Ethanol Rund ums Ethanol Film 16 min Sequenzen Rund ums Ethanol Sequenzen Alkohol als Konservierungsmittel 2:10 min Stoffe mit OH 4:40 min Alkanole im Überblick Bilder Homologe Reihe 3:20 min Methanolsynthese Film 6 min Alkoholische Gärung Destillation 1:40 min 1:30 min Arbeitsmaterial Alkanole im Überblick 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. Verwendung im Unterricht 4 Arbeitsblätter (z. T. mit Lösung) Stationsarbeit (10 Stationen) Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Alkohol als Getränk Geschichte Alkoholkonsum Ethanolgehalt Andere Alkohole in Getränken Aufbau einer Schnaps-Destille Die homologe Reihe der Alkanole Eigenschaften und Verwendung Bild Tabelle Bild Bild Bild Bild 4 Bilder 10

11 Produktionsangaben Alkohole Ethanol & Co. Stoffe mit OH (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2010 DVD-Konzept Katja Weirauch DVD-Authoring und Design msm-studios GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild Grafiken Stefan Schiessl, Schiessldesign Heike Gewehr, e-synergy Bildnachweis Fotolia: Flaschenöffner RRF, glaeser_249 hr.wig, Desinfektion Rodja, Rumtopf Pjorg, Wellness und Schönheitsobjekte auf flauschiger Unterlage lantapix, 100% polyester 2 Camille Jossé, A worker deicing an airplane wing at sunrise TreePhoto, bittere medizin Rebel, biozapfsäule4 apfelweile Wikipedia: JeanMi, Krysztof P. Jasiutowicz, Wolfgang Schäfer, Michael Krahe, Nic Frey, Stahlkocher, Dgies, Peter Niemayer; unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Bacchus Guido Reni (1623) Alkohol Polizei-Beratung Arbeitsmaterial Cathrin Willuweit Begleitheft Svenja Weiß Laura Schäfer Anne Berkmüller Besonderer Dank an Frau Dr. Grötzinger Institut für Pharmazie, Universität Leipzig Prof. Dr. Morgner Lehrstuhl für Physikalische Chemie I, Universität Leipzig Pädagogische Referentin im FWU Anne Berkmüller Produktionsangaben zu den Filmen Rund ums Ethanol und Methanolsynthese Produktion Heckl Entertainment & Media Productions Im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010 Drehbuch Katja Weirauch Regie Harald Heckl Schnitt Harald Heckl, Peter Maier, Patrick Frey Grafik und Animation Heike Gewehr, e-synergy Sprecher Andreas Karg Besonderer Dank an R. Ortler, T. Döhring, E. Mayr, C. Lex, M. Anspann, N. Heidenkampf Kleindistillerie Sigfried Tschauder AH Filmservice Schyren Gymnasium Pfaffenhofen Daimler AG Redaktion Anne Berkmüller 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) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD Alkohole Ethanol & Co. Stoffe mit OH Die Stoffklasse der Alkohole hat mehr zu bieten als nur das Ethanol. Die DVD behandelt die OH-Gruppe, deren Aufbau und chemische Auswirkungen, die homologe Reihe der Alkanole und die Methanolsynthese. Die Inhalte werden stets im Kontext von Alltagsphänomenen erarbeitet und mithilfe von Animationen visualisiert. Im ROM-Teil der DVD stehen Arbeitsblätter, didaktische Hinweise, eine ausführliche Stationsarbeit und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2010 Laufzeit: 22 min Filme: 2 Filmsequenzen: 6 Bilder: 10 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Arbeitsblätter: Stationsarbeit: Adressaten: Unterrichtsmaterialien 4 (z. T. mit Lösungen, z. T. als PDFs zum Ausfüllen) 10 Stationen Allgemeinbildende Schule (Klasse 9-13) Schlagwörter: Alkan, Alkanol, Alkohol, Benzol, Butanol, Destillation, Elektronegativität, Essigsäure, Ethanol, Formaldehyd, Gärung, Hexanol, homologe Reihe, Hydroxygruppe, Konservierungsmittel, Lösemittel, Methan, Methanol, Molekül, Pentanol, Propanol, Synthese, Teilladung, Wasserstoffbrückenbindung, Wein Systematik: Chemie Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG Organische Chemie Kohlenwasserstoffe, Stoffe mit funktionellen Gruppen, Polymere Stoffe, Naturstoffe, Reaktionsmechanismen Angewandte Chemie Chemie in Alltag und Umwelt Physikalische Chemie Bindung, Struktur, Eigenschaften 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 7 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de