Chemie im Alltag Reinigungsmittel

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD Chemie im Alltag Reinigungsmittel Chemie Klasse 9 13 Trailer ansehen

2 Schlagwörter Abflussreiniger; Alkohol; Bleiche; Bleichmittel; Borsäure; Chemische Reaktion; Chemische Verbindung; Chemischer Versuch; Chevreul, Michel Eugène; Chlor; Dispersion; Entkalker; Emulsion; Ester; Esterbindung; Experiment; Fette; Fettsäure; Flüssigkeit; Glasreiniger; Glycerin; hydrophil; hydrophob; Hygiene; Ionenbindung; Kalk; Kalziumkarbonat; Katalysator; Knallgasprobe; Kohlenwasserstoffe; Laugen; Lösungsmittel; Molekül; Oberflächenspannung; Organik; Oxi-Reiniger; Putzmittel; Reinigung; Reinigungsmittel; Säuren; Sauerstoff; Schmutz; Seife; Seifengewinnung; Seifensieden; Teilchen; Tenside; Triglycerid; Verseifung; Waschen; Waschmittel; Wasser; Wasserstoff; WC-Reiniger Systematik Chemie Physikalische Chemie Bindung, Struktur, Eigenschaften Organische Chemie Kohlenwasserstoffe Angewandte Chemie Chemie in Alltag und Umwelt 2

3 Zum Inhalt Chemie im Alltag Reinigungsmittel (Film 19 min) Eine Feier geht zu Ende und es gibt viel zu putzen. Wir begleiten eine junge Frau beim Reinigen ihrer Wohnung und lernen zusammen mit ihr mittels spannender Videoclips und Experimente, die ihre Freundin ihr per Chat zukommen lässt, was genau bei den einzelnen Reinigungsmitteln geschieht. Menü Chemie im Alltag Reinigungsmittel (Sequenzen) Eine kurze Geschichte der Seife (Filmsequenz 1:30 min) Die ersten Hinweise auf seifenähnliche Stoffe finden sich auf alten babylonischen Tontafeln. In Europa wurde Seife im Mittelalter populär und führte dort einen neuen Berufsstand ein: Seifensieder. Der erste Wissenschaftler, der sich mit Seife befasste, war der französische Chemiker Michel Eugène Chevreul. Er stellte fest, dass die Ausgangsstoffe bei allen Rezepten immer ein Fett und eine Lauge waren. Seifenherstellung (Filmsequenz 2:10 min) Sehr früh fand man heraus, dass Fett und Lauge benötigt werden, wenn man Seife herstellen möchte. Bei der Reaktion mit den Hydroxidionen der Lauge werden die Fettmoleküle gespalten. Es bilden sich Natriumsalze von Fettsäuren, die Seife und ein dreiwertiger, gut wasserlöslicher Alkohol, das Glycerin. 3

4 Wirkung der Seife (Filmsequenz 5:10 min) Seifenteilchen bestehen aus einer Wasser abweisenden, hydrophoben, Kohlenwasserstoffkette und einer Wasser liebenden, hydrophilen, Kopfgruppe. Im Wasser verringern sie die Anziehungskräfte zwischen den Wassermolekülen und reduzieren die Oberflächenspannung. Zudem sind Tenside in der Lage, Stoffe zu dispergieren oder zu emulgieren. In anschaulichen Experimenten werden diese Vorgänge hier erklärt. Glasreiniger (Filmsequenz 1:10 min) Glasreiniger enthalten neben Seife zusätzlich Ethanol oder andere Alkohole als Lösungsmittel, welche man in einem einfachen Versuch nachweisen kann. In einer Keramikschale wird Glasreiniger erhitzt. Sobald dieser siedet, kann der entstehende Dampf entzündet werden. WC-Reiniger (Filmsequenz 1:40 min) Ein WC-Reiniger soll Kalkablagerungen lösen. Dazu ist er sauer. Die Protonen der Säure reagieren mit den Karbonationen des Kalks. Es entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasser. Wird WC-Reiniger allerdings mit einem Reiniger auf Chlorbasis gemischt, entsteht hochgiftiges Chlor. 4

5 Oxi-Reiniger (Filmsequenz 2:30 min) Oxi-Reiniger sind Bleichmittel auf Sauerstoffbasis. Beim Erwärmen setzen sie Wasserstoffperoxid frei. Wasserstoffperoxidmoleküle sind sehr instabil und zerfallen sofort zu Wasser und reaktiven Sauerstoffatomen. Die Sauerstoffatome können Schmutzmoleküle, wie Farbstoffe in einer Barbecuesoße, oxidieren und dadurch bleichen oder wasserlöslicher machen. In Oxi-Reinigern ist außerdem auch Borsäure enthalten, die sich in einem einfachen Experiment nachweisen lässt. Entkalker (Filmsequenz 1:30 min) Entkalker enthalten anorganische oder organische Säuren, die Protonen abgeben können. Die Wirkung der Protonen beruht auf einer Säure-Base-Reaktion mit den Karbonationen. Das Kalziumkarbonatgitter des Kalks wird zerstört und es entstehen Kohlenstoffdioxid, Wasser und Kalziumionen. Abflussreiniger (Filmsequenz 1:40 min) In einem Abflussreiniger sind viele verschiedene Stoffe enthalten, zum Beispiel Kaliumnitrat, Natriumhydroxid und Aluminium. In einem Versuch wird gezeigt, was passiert, wenn Abflussreiniger mit Wasser in Berührung kommt. Verseifung (2 Grafiken) Ein kurzer Text erklärt den Begriff Verseifung als Reaktion eines Fettes mit einer Lauge. Erhitzt man Pflanzenfett mit Natron- oder Kalilauge, so entstehen 5

6 Seife und Glycerin. Zur Vertiefung des Themas steht auf einer weiteren Tafel eine Reaktionsgleichung zur Verfügung. Tensidmolekül (3 Grafiken) Drei 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. Waschvorgang (Grafik) Die Grafik illustriert die Wirkungsweise von Tensiden während eines Waschvorgangs und stellt die dabei ablaufenden Vorgänge (Benetzen, Ablösen, Zerteilen, Emulgieren) dar. Menü Gefahrensymbole (Grafiken) 6 Grafiken: ätzend, leicht- oder hochentzündlich, gesundheitsgefährdend, gesundheitsschädlich, giftig/tödlich, umweltgefährdend Gefahrensymbole auf Haushaltsreinigern informieren über Risiken und Gefahren, die von den enthaltenen Produkten ausgehen können. Hier finden sich exemplarisch sechs typische Gefahrensymbole, die man auf haushaltsüblichen Reinigungsmitteln finden kann. 6

7 Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedenste Arten von Reinigungsmitteln kennen; lernen, wie die einzelnen Reinigungsmittel zusammengesetzt sind; wissen, dass man nicht alle Reinigungsmittel miteinander kombinieren darf; kennen die Funktionsweise der einzelnen Inhaltsstoffe verschiedenster Reinigungsmittel; lernen die chemischen Reaktionen rund um den Schmutzabbau kennen; können die Funktionsweise von Tensiden anhand des Streichholzmodells nachvollziehen; erkennen, dass der unverantwortliche Umgang mit Reinigungsmitteln Gefahren birgt; verstehen, dass die Kraft von Reinigungsmitteln durch die Kombination einer Vielzahl an Inhaltsstoffen entsteht; differenzieren die Funktionen der einzelnen Inhaltsstoffe in Reinigungsmitteln; unterscheiden zwischen anionischen und nichtionischen Tensiden; können den einzelnen Reinigungsmitteln Inhaltsstoffe und deren Funktionen zuordnen; können chemisch relevante Informationen aus dem Film gliedernd herausarbeiten; üben sich in Medienkompetenz. 7

8 Didaktische Hinweise Die Produktion Chemie im Alltag Reinigungsmittel soll den Schülerinnen und Schülern das grundlegende Fachwissen zu der Chemie, die in Reinigungsmitteln aller Art steckt, näherbringen. Dazu werden im Film zunächst die Seifen sowohl historisch, als auch aus aktueller chemischer Sicht eingeführt. Anschließend werden Seifen auf Tensidbasis thematisiert. In weiteren Abschnitten geht es um Glasreiniger und WC-Reiniger. Abschließend werden die Oxi-Reiniger und Entkalker eingeführt, bevor Abflussreiniger vorgestellt werden. Die Einsatzmöglichkeiten des Films sind flexibel. So kann der Film sowohl als Einstieg in die Thematik, als auch als stückweise Begleitung zu den einzelnen Teilen einer entsprechenden Unterrichtseinheit verwendet werden, oder aber als Abschluss und grundlegende Zusammenfassung der Behandlung des Themas im Unterricht. Begleitet wird der Film durch insgesamt sechs Arbeitsblätter. Hier werden einzelne Aspekte des Films wiederholt, sowie weiterführendes Wissen zu im Film nicht angesprochenen Punkten vermittelt. Durch den Erwerb des Fachwissens werden die Schülerinnen und Schüler motiviert, sich näher mit chemiebezogenen Themen auseinanderzusetzen. Die Produktion eignet sich für die Vermittlung folgender Lehrplaninhalte: Seife Herstellung und Wirkweise Tenside Reinigungsmittel und ihre Zusammensetzung und Wirkung Säuren und Laugen als wichtige Bestandteile von Reinigungsmitteln Haushaltschemikalien analysieren mögliche Gefahren Vorkenntnisse Es sind keine speziellen Vorkenntnisse notwendig. Grundkenntnisse über den molekularen Aufbau von Stoffen und die Abläufe chemischer Reaktionen sind jedoch hilfreich. 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDFals auch als Word-Dateien vor: Die PDF-Dateien können am PC direkt ausgefüllt oder ausgedruckt werden. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, der Grafiken, und der ergänzenden Arbeitsmaterialien 1) Waschmittel Teil 1 2) Waschmittel Teil 2 3) Badreiniger 4) Fleckenwasser 5) Zähne und Zahnpflege 6) Seife kann man selbst machen! 7) Tenside 8) Experiment: Bewegter Pfeffer Verseifung (2 Grafiken) Tensidmolekül (3 Grafiken) Waschvorgang (mit/ohne Beschriftung) Gefahrensymbole (6 Grafiken) Filmtext als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Untermenü Chemie im Alltag Reinigungsmittel Chemie im Alltag Reinigungsmittel Chemie im Alltag Reinigungsmittel Chemie im Alltag Reinigungsmittel Film 19 min Sequenzen Eine kurze Geschichte der Seife Seifenherstellung Wirkung der Seife Glasreiniger 1:30 min 2:10 min 5:10 min 1.10 min Verseifung Tensidmolekül Waschvorgang 2 Grafiken 3 Grafiken Grafik WC-Reiniger Oxi-Reiniger Entkalker Abflussreiniger 1:40 min 2:30 min 1:30 min 1:30 min Gefahrensymbole Grafiken Arbeitsmaterial Arbeitsmaterial Didaktische Hinweise 8 Arbeitsblätter (mit Lösungen) 13 Grafiken Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Gefahrensymbole Ätzend Grafik Leicht- oder hochentzündlich Grafik Gesundheitsgefährdend Grafik Gesundheitsschädlich Grafik Giftig / tödlich Grafik Umweltgefährdend Grafik 10

11 Produktionsangaben Chemie im Alltag Reinigungsmittel (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2016 DVD-Konzept Dr. Maike Schuchmann DVD-Authoring und Design Dicentia Germany GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2016 Grafiken FWU Institut für Film und Bild, Gefahrensymbole: gemeinfrei Coverbild Thinkstock belchonock Arbeitsmaterial Dr. Nina Harsch, Dr. Maike Schuchmann Begleitheft Svenja Weiß, Dr. Maike Schuchmann Pädagogischer Referent im FWU Daniel Schaub Didaktische Fachberatung Dr. Nina Harsch Sprecher Andreas Karg Musik audioblocks Footage Material BigStock, Shutterstock, videohive, Wikimedia Commons 3D Molekül Objekte BALLView: an object-oriented molecular visualization an modelling framework Moll A, Hildebrandt A, Lenhof HP, Kohlbacher O. J Comput Aided Mol Des Nov;19(11): Wir bedanken uns bei allen Beteiligten für die freundliche Unterstützung, besonders bei Julia Gianessi, Haldor Neumann und dem Lise-Meitner-Gymnasium, Unterhaching Redaktion Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Chemie im Alltag Reinigungsmittel Produktion Weichelt Film im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2016 Buch Dr. Nina Harsch, Kamera Fabian Weichelt, Stefan Weichelt Schnitt und Animationen Stefan Weichelt Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2016 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 Chemie im Alltag Reinigungsmittel Chemie ist Teil unseres Alltags zum Beispiel, wenn es um die Reinigung von verschiedensten Gegenständen und Objekten geht. Dazu werden in der Regel Reinigungsmittel verwendet. Welche Stoffe ermöglichen aber die Reinigungskraft dieser Verbrauchsmittel? Die Produktion bringt Klarheit in die Thematik, erklärt die Zusammensetzung verschiedener Reinigungsmittel und zeigt in anschaulichen Experimenten und Animationen ihre Wirkungen. Laufzeit 19 min Klasse 9 13 Sprache Film 1 Filmsequenzen 8 Arbeitsblätter 8 DE Grafiken 13 Kompetenzerwerb: Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedenste Arten von Reinigungsmitteln kennen; lernen, wie die einzelnen Reinigungsmittel zusammengesetzt sind; wissen, dass man nicht alle Reinigungsmittel miteinander kombinieren darf; kennen die Funktionsweise der einzelnen Inhaltsstoffe verschiedenster Reinigungsmittel; lernen die chemischen Reaktionen rund um den Schmutzabbau kennen. Ausführliche didaktische Hinweise finden Sie im Arbeitsmaterial. Themen Klasse 9 10 Klasse Vom Fett zur Seife Ester, Fette und Tenside Seifenherstellung / Seifengewinnung Tenside Zusammenhang von chemischer Bindung, Struktur und Eigenschaften Grenzflächenaktive Substanzen: Waschmittel Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMAFREI FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht ggmbh Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de