Energie effizient nutzen Wasser ein lebenswichtiger Stoff Materialien trennen Umwelt schützen INHALTSVERZEICHNIS

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2 INHALTSVERZEICHNIS Bezeichnung von Laborgeräten... 4 Die richtige Verwendung von Laborgeräten... 6 Wasser ein lebenswichtiger Stoff... 8 Aggregatzustände... 8 Körper haben Masse und Volumen Was bedeutet schwer oder leicht bei Holz und Eisen? Schwimmen und Sinken Schweben Materialien trennen Umwelt schützen Materialtest: Welche Materialien leiten den elektrischen Strom? (Schülerversuch) Materialtest: Was wird vom Magneten angezogen? (Schülerversuch) Aufbau und Funktion einer Glühlampe (Schülerversuch) Wie funktioniert ein Elektromotor? (Schülerversuch) Kristalle züchten (Schülerversuch) Mülltrennung Recycling von Papier Luft ein Gasgemisch Sauerstoffnachweis mit der Glimmspanprobe (Schülerversuch) Kohlenstoffdioxidnachweis mit der Kalkwasserprobe (Schülerversuch) Untersuchungen mit Rotkrautsaft (Schülerversuch) Energie effizient nutzen Energiewandler Energie von Sonne, Wind und fließendem Wasser Kerzenflamme und Gasbrenner Zündtemperatur und Flammtemperatur Brennen und Löschen Es brennt! Was tun? Energietransport Was wird schneller heiß? (Schülerversuch) Energie effizient nutzen Daunenfedern halten warm Ein Modellversuch Bildquellenverzeichnis

3 Name: Klasse: Datum: Arbeitsblatt BNT Bezeichnung von Laborgeräten Für einfache Experimente kannst du oft Geräte aus dem Haushalt verwenden, zum Beispiel Marmeladengläser, Teelöffel oder Teller. Im Labor verwendet man aber Geräte, die für ganz bestimmte Verwendungen optimal sind. Ihre Bezeichnung enthält oft ihren Verwendungszweck, manchmal ist ein Laborgerät auch nach dem Wissenschaftler benannt, der es entwickelt hat. 1. Ordne den folgenden Abbildungen die passende Bezeichnung zu: Becherglas, Spatellöffel, Tropfpipette, Erlenmeyerkolben, Reagenzglasgestell, Trichter, Tiegelzange, Gasbrenner, Dreifuß, Thermometer, Reagenzglas, Messzylinder, Drahtnetz, Spritzflasche, Reagenzglasklammer Illustration: Walther-Maria Scheid

4 Lösung zum Arbeitsblatt: Bezeichnung von Laborgeräten 1. Ordne den folgenden Abbildungen die passende Bezeichnung zu: Becherglas, Spatellöffel, Tropfpipette, Erlenmeyerkolben, Reagenzglasgestell, Trichter, Tiegelzange, Gasbrenner, Dreifuß, Thermometer, Reagenzglas, Messzylinder, Drahtnetz, Spritzflasche, Reagenzglasklammer Spritzflasche Trichter Dreifuß Reagenzglasklammer Spatellöffel Becherglas Reagenzglasgestell Thermometer Messzylinder Reagenzglas Gasbrenner Tropfpipette Drahtnetz Tiegelzange Erlenmeyerkolben Illustration: Walther-Maria Scheid

5 Name: Klasse: Datum: Arbeitsblatt BNT Die richtige Verwendung von Laborgeräten 1. Vergleiche die Eignung eines Marmeladenglases und eines Becherglases für die in der Tabelle aufgeführten Einsätze. Unterscheide dabei zwischen gut geeignet, bedingt geeignet und ungeeignet. Begründe deine Angaben. Einsatz Marmeladenglas Becherglas Wasser erhitzen Bild 1: Marmeladenglas, Becherglas Eine Lösung aufbewahren Eine Lösung abgießen Ein bestimmtes Volumen einer Lösung abmessen 2. Nenne ein Laborgerät, das zum Abmessen eines bestimmten Volumens einer Lösung am besten geeignet ist. Begründe. 3. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um einen Nagel so zu erhitzen, dass er glüht. 4. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um eine kleine Menge einer Flüssigkeit zu erhitzen. 5. In einem Becherglas befindet sich ein Gemisch aus Schlamm und Wasser. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um Schlamm und Wasser zu trennen. Beschreibe deine Vorgehensweise. Illustration: Atelier tigercolor Tom Menzel Bild 2: Rundfilter falten

6 Lösung zum Arbeitsblatt: Die richtige Verwendung von Laborgeräten 1. Vergleiche die Eignung eines Marmeladenglases und eines Becherglases für die in der Tabelle aufgeführten Einsätze. Unterscheide dabei zwischen gut geeignet, bedingt geeignet und ungeeignet. Begründe deine Angaben. Einsatz Wasser erhitzen Eine Lösung aufbewahren Eine Lösung abgießen Ein bestimmtes Volumen einer Lösung abmessen Marmeladenglas Ungeeignet, Glas ist nicht hitzebeständig Gut geeignet, Glas ist verschließbar Bedingt geeignet, wenn man vorsichtig abgießt Ungeeignet, Glas hat keine Skalierung Becherglas Gut geeignet, Glas ist hitzebeständig Bedingt geeignet, kann nur z. B. mit Alufolie abgedeckt werden Gut geeignet, Glas hat einen Ausguss Geeignet, Glas hat Skalierung 2. Nenne ein Laborgerät, das zum Abmessen eines bestimmten Volumens einer Lösung am besten geeignet ist. Begründe. Messzylinder sind zum Abmessen eines bestimmten Volumens einer Lösung am besten geeignet. Sie haben eine genauere Skalierung und einen geringen Durchmesser als Bechergläser. Deshalb lässt sich mit Messzylindern ein Flüssigkeitsvolumen genauer bestimmen als zum Beispiel mit einem Becherglas. 3. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um einen Nagel so zu erhitzen, dass er glüht. Schutzbrille (!), Gasbrenner, Tiegelzange natürlich braucht man auch Streichhölzer. 4. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um eine kleine Menge einer Flüssigkeit zu erhitzen. Schutzbrille (!) Gasbrenner, Reagenzglas, Reagenzglasklammer 5. In einem Becherglas befindet sich ein Gemisch aus Schlamm und Wasser. Nenne alle Laborgeräte, die du brauchst, um Schlamm und Wasser zu trennen. Beschreibe deine Vorgehensweise. Notwendige Geräte: Erlenmeyerkolben, Trichter mit gefaltetem Rundfilter Vorgehensweise: 1. Gefalteter Rundfilter in den Trichter drücken und auf den Erlenmeyerkolben setzen. 2. Das Schlammwasser langsam aus dem Becherglas in den Trichter kippen. 3. In den Erlenmeyerkolben tropft das Wasser (Filtrat), der Schlamm (Rückstand) bleibt im Filter hängen. Hinweis: Das Bild 2 soll veranschaulichen, wie der Rundfilter zu falten ist. Als Zusatzaufgabe kann man die Schülerinnen und Schüler auffordern, auch hier die einzelnen Schritte zu beschreiben. Didaktisch-methodische Hinweise Die Arbeitsblätter Bezeichnung von Laborgeräten und Die richtige Verwendung von Laborgeräten können vor allem die Versuche im Kapitel Wasser löst Stoffe und das Verständnis der Inhaltsseiten des Kapitels Stoffgemische trennen unterstützen. Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei einige wichtige Laborgeräte kennenlernen, mit denen sie im späteren Chemieunterricht häufig praktisch arbeiten werden.

7 Name: Klasse: Aggregatzustände Datum: Arbeitsblatt BNT 1. Verbinde die richtigen Kärtchen. gewöhnliches Wasser fest Eis gasförmig Wasserdampf flüssig 2. Beschrifte in der Abbildung rechts die Übergänge zwischen den Aggregatzuständen. 3. Gib für die folgenden Vorgänge je ein Beispiel aus dem Alltag an. a) Wasserdampf kondensiert. b) Eis schmilzt. c) Wasser erstarrt. 4. Erkläre folgende Naturphänomene: a) Im Winter sieht man den eigenen Atem als weißlichen Rauch. b) Nach einer sehr kalten Winternacht liegt auf dem Boden schneeartiger Reif. Illustration: Atelier tigercolor Tom Menzel

8 Lösung zum Arbeitsblatt: Aggregatzustände 1. Verbinde die richtigen Kärtchen. Gewöhnliches Wasser: flüssig Eis: fest Wasserdampf: gasförmig 2. Beschrifte in der Abbildung rechts die Übergänge zwischen den Aggregatzuständen. 3. Gib für die folgenden Vorgänge je ein Beispiel aus dem Alltag an. a) Wasserdampf kondensiert. b) Eis schmilzt. c) Wasser erstarrt. a) Beim Kochen beschlagen die Fliesen über dem Herd. b) Ein Eiswürfel in einem Glas Limonade schmilzt. c) Im Winter gefriert das Wasser in den Pfützen. 4. Erkläre folgende Naturphänomene: a) Im Winter sieht man den eigenen Atem als weißlichen Rauch. b) Nach einer sehr kalten Winternacht liegt auf dem Boden schneeartiger Reif. a) Die Atemluft enthält unsichtbaren Wasserdampf. Beim Ausatmen kühlt sich der Wasserdampf ab und kondensiert. Es bilden sich kleine Tröpfchen, die zusammen wie weißer Rauch aussehen. b) Luft enthält immer etwas Wasserdampf. Je niedriger die Temperatur der Luft ist, desto weniger Wasserdampf kann sie höchstens enthalten. Wenn sich die Luft nachts abkühlt, muss sie Wasserdampf abgeben. Ist es kälter als 0 C, dann geht der gasförmige Wasserdampf direkt in den festen Zustand über (d. h. er resublimiert) und es bildet sich Reif. Illustration: Atelier tigercolor Tom Menzel

9 Name: Klasse: Datum: Arbeitsblatt BNT Körper haben Masse und Volumen 1. Schätze die Masse der folgenden Körper ab und verbinde zusammengehörende Kärtchen. Fußball 500 kg Auto 75 kg Pferd 5 g Sprudelkiste 430 g Mensch 17 kg Bleistift 1 t 500 kg 2. Schätze die Volumina der folgenden Körper ab und verbinde zusammengehörende Kärtchen. Klassenzimmer 3 dm 3 Trinkglas 300 m 3 Kochtopf 300 cm 3 3. Schreibe die Größen in der angegebenen Einheit. a) 3000 mg g d) 1 m 3 l b) 5637 g kg g e) 1 dm 3 l c) 1 t 324 kg g f) 500 ml cm 3 4. Im Bild rechts siehst du zwei Methoden, um das Volumen eines Körpers zu bestimmen. Beschreibe und vergleiche die beiden Methoden. Illustration: Karin Mall

10 Lösung zum Arbeitsblatt: Körper haben Masse und Volumen 1. Schätze die Masse der folgenden Körper ab und verbinde zusammengehörende Kärtchen. Fußball: 430 g Auto: 1 t 500 kg Pferd: 500 kg Sprudelkiste: 17 kg Mensch: 75 kg Bleistift: 5 g 2. Schätze die Volumina der folgenden Körper ab und verbinde zusammengehörende Kärtchen. Klassenzimmer: 300 m 3 Kochtopf: 3 dm 3 Trinkglas: 300 cm 3 Didaktisch-methodische Hinweise In den ersten drei Aufgaben werden das Umrechnen von Einheiten und das Schätzen von Größen geübt. Diese Aufgabentypen sind den Schülerinnen und Schülern schon aus der Grundschule bekannt. Es wird auf Dezimalzahlen verzichtet, da diese eventuell noch nicht im Fach Mathematik behandelt wurden. Zu Aufgabe 4: Hier kann man, sofern geeignete Gefäße vorhanden sind, die beiden Methoden ausprobieren lassen. 3. Schreibe die Größen in der angegebenen Einheit mg = 3 g 5637 g = 5 kg 637 g 1 t 324 kg = g 1 m 3 = 1000 l 1 dm 3 = 1 l 500 m = 500 cm 3 4. Im Bild rechts siehst du zwei Methoden, um das Volumen eines Körpers zu bestimmen. Beschreibe und vergleiche die beiden Methoden. Bei der linken Methode wird das von dem Gegenstand verdrängte Wasser über ein Überlaufrohr aufgefangen. Dadurch kann das Volumen des Körpers direkt im Messbecher abgelesen werden. Der Wasserpegel muss allerdings exakt unter dem Überlaufrohr stehen. Bei kleinen Volumina ist diese Methode ungenau. Bei der rechten Methode wird die Differenz zwischen dem Flüssigkeitsstand vor dem Eintauchen und dem Flüssigkeitsstand nach dem Eintauchen bestimmt. Dazu müssen zwei Werte abgelesen und voneinander abgezogen werden. Diese Methode ist genauer.

11 Name: Klasse: Datum: Arbeitsblatt BNT Was bedeutet schwer oder leicht bei Holz und Eisen? 1. Eine kleine Eisenschraube und ein großer Holzklotz werden auf eine Waage gelegt. Notiere deine Vermutung, welcher der beiden Körper schwerer ist. 2. Zwei gleichgroße Klötze aus Eisen und Holz werden auf eine Waage gelegt. Notiere deine Vermutung, welcher der beiden Körper schwerer ist. 3. Wenn man wissen möchte, welches Material (Eisen oder Holz) schwerer ist, dann muss man zwei Klötze nehmen, die gleich groß sind. Erkläre, was gleich groß hier bedeutet. 4. Um Eisen, Holz und viele weitere Materialien miteinander vergleichen zu können, nimmt man als Vergleichsvolumen meistens 1 cm 3 (1 Kubikzentimeter). Wiege mit einer elektronischen Waage die Kubikzentimeterwürfel aus Eisen und Holz. 1 cm 3 Eisen wiegt: 1 cm 3 Holz wiegt: 5. Die Dichte gibt man in g cm (lies: Gramm pro Kubikzentimeter ) an. Gib die Dichte von Eisen und Holz in der korrekten Einheit an. Illustration: Atelier tigercolor Tom Menzel Dichte von Eisen: Dichte von Holz: 6. Wenn du das Volumen eines Körpers aus Eisen oder Holz kennst, kannst du mithilfe des Dreisatzes die Masse des Körpers berechnen. a) Berechne die Masse einer Eisenschraube mit einem Volumen von 5 cm 3. b) Ein Holzquader ist 40 cm lang, 20 cm breit und 10 cm hoch. Berechne das Volumen und die Masse des Holzquaders.

12 Lösung zum Arbeitsblatt: Was bedeutet schwer oder leicht bei Holz und Eisen? 1. Eine kleine Eisenschraube und ein großer Holzklotz werden auf eine Waage gelegt. Notiere deine Vermutung, welcher der beiden Körper schwerer ist. Der Holzklotz ist schwerer. 2. Zwei gleichgroße Klötze aus Eisen und Holz werden auf eine Waage gelegt. Notiere deine Vermutung, welcher der beiden Körper schwerer ist. Der Eisenklotz ist schwerer. 3. Wenn man wissen möchte, welches Material (Eisen oder Holz) schwerer ist, dann muss man zwei Klötze nehmen, die gleich groß sind. Erkläre, was gleich groß hier bedeutet. Gleich groß bedeutet in diesem Fall, dass die beiden Klötze dasselbe Volumen haben. b) Volumen des Holzquaders: 40 cm 20 cm 10 cm = 8000 cm 3 Masse: Volumen Masse cm 3 0,6 g 8000 cm g 8000 Das Volumen des Holzquaders beträgt 8000 cm 3 und seine Masse ist 4,8 kg. Didaktisch-methodische Hinweise Die ersten beiden Aufgaben sind auch zu Beginn der Unterrichtseinheit zur Dichte geeignet. Sie basieren auf den Alltagserfahrungen der Schülerinnen und Schüler. 4. Um Eisen, Holz und viele weitere Materialien miteinander vergleichen zu können, nimmt man als Vergleichsvolumen meistens 1 cm 3 (1 Kubikzentimeter). Wiege mit einer elektronischen Waage die Kubikzentimeterwürfel aus Eisen und Holz. 1 cm 3 Eisen wiegt: ca. 8 g 1 cm 3 Holz wiegt: ca. 0,6 g 5. Die Dichte gibt man in g (lies: Gramm pro cm Kubikzentimeter ) an. Gib die Dichte von Eisen und Holz in der korrekten Einheit an. g Dichte von Eisen: 8 Dichte von Holz: 0,6 cm g cm Die Begriffe schwer und leicht sind Kategorien, die die Masse eines Körpers beschreiben. Masse ist eine Körpereigenschaft, Dichte ist eine Stoffeigenschaft. Aussagen wie Eisen ist schwer, Holz ist leicht beziehen sich daher fachlich auf die Dichte eines Stoffes. Diese Problematik wird in den ersten drei Aufgaben thematisiert. Die restlichen Aufgaben üben und vertiefen den Umgang mit den physikalischen Größen Dichte, Masse und Volumen. 6. Wenn du das Volumen eines Körpers aus Eisen oder Holz kennst, kannst du mithilfe des Dreisatzes die Masse des Körpers berechnen. a) Berechne die Masse einer Eisenschraube mit einem Volumen von 5 cm 3. b) Ein Holzquader ist 40 cm lang, 20 cm breit und 10 cm hoch. Berechne das Volumen und die Masse des Holzquaders. a) Die Masse von 1 cm 3 Eisen beträgt 8 g. Dreisatz: Volumen Masse 5 1 cm 3 8 g 5 cm 3 40 g Die Masse der Schraube beträgt 40 g. 5