Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Alkane - eine vielseitige Stoffgruppe. Das komplette Material finden Sie hier:

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Alkane - eine vielseitige Stoffgruppe Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 RAAbits Hauptschule 7 9 Naturwissenschaften 78 Alkane 1 von 12 Alkane eine vielseitige Stoffgruppe Günther Lohmer, Leverkusen Chemie Den Grundbau der Alkane kennen, ihre Summen- und Strukturformel aufstellen können, einige Alkane und ihre Alltagsverwendung kennen Wissenswertes über die Alkane Alkane sind Kohlenwasserstoffe, d. h., sie enthalten nur Kohlenstoff- und Wasserstoffatome. Bei ihnen wird jede freie Kohlenstoffbindung mit der maximalen Anzahl an Wasserstoffatomen besetzt. Kohlenstoff hat 4 freie Bindungselektronen. Es kann daher im Alkan mit vier Atomen eine Bindung eingehen, Wasserstoff hingegen nur mit einem Atom. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, d. h., zwischen den Kohlenstoffatomen besteht nur eine Einfachbindung. Unter den Alkanen gibt es lineare und verzweigte Moleküle. Alkane sind hydrophob (wasserabweisend) und untereinander beliebig mischbar. Die Schmelz- und Siedetemperaturen steigen bei den Alkanen mit steigender Anzahl an C-Atomen an. Vom Methan (CH 2 ), dem einfachsten Alkan, lassen sich alle anderen Alkane ableiten, indem man eine CH 2 -Gruppe (Methylengruppe) hinzurechnet. Verbindungsreihen, deren Moleküle sich nur durch eine CH 2 -Gruppe unterscheiden, heißen homologe Reihen. Wo kommen Alkane im Alltag vor? Methan, Ethan, Propan und Butan sind gasförmig. Erdgas enthält Methan und in geringeren Mengen Ethan. Propan und Butan werden in Campingkochern und Feuerzeugen verwendet. Alkane mit 5 16 Kohlenstoffatomen sind flüssig. Treibstoffe sind Gemische flüssiger Alkane. Ab 17 Kohlenstoffatomen sind die Alkane fest und wachsartig. Sie heißen Paraffine, sind in Kerzen und in Wachsstiften enthalten und sind die Grundstoffe für Salben und Cremes. Didaktisch-methodische Hinweise Alkane kommen häufig im Alltag vor und eignen sich daher besonders für einen schülermotivierenden Unterricht. Zudem sind sie mit ihrem übersichtlichen Aufbau aus Kohlenwasserstoff- und Wasserstoffatomen die einfachsten Verbindungen der organischen Chemie. Besprechen Sie aus Gründen der didaktischen Reduktion nur die linearen Alkane. Sprechen Sie jedoch kurz an, dass es neben den linearen Formen auch verzweigte Alkane gibt. Den Lernenden sollten die Begriffe Atom und Molekül geläufig sein. Zudem sollten die Jugendlichen wissen, was eine chemische Bindung ist, und eine Reaktionsgleichung aufstellen können. Zu den Materialien im Einzelnen Auf der Farbfolie M 1 sind Einsatzgebiete von Alkanen im Alltag abgebildet (Gasherd, Campingkocher, Feuerzeug, Zapfsäule, Flugzeug, Kerze). Ihre Lernenden erkennen, dass sie täglich mit Alkanen in Kontakt kommen. In erfahren die Jugendlichen durch eine Ankreuzaufgabe und einen Lückentext, wie die Alkane aufgebaut sind, und stellen Summenformeln auf. Anhand eines Textes und Ankreuzaufgaben beschäftigen sich die Jugendlichen in M 3 mit der Darstellung des Molekülbaus der Alkane durch Strukturformeln.

3 2 von 12 Alkane RAAbits Hauptschule 7 9 Naturwissenschaften 78 In M 4 befassen sich die Lernenden mithilfe eines Textes mit der Verwendung von Methan im Alltag. Sie lernen, dass Alkane bei vollständiger Verbrennung in Wasser und Kohlenstoffdioxid umgesetzt werden, und vervollständigen die Reaktionsgleichung von Methan mit Sauerstoff. Anhand einer Bild-Zuordnungsaufgabe erfahren die Jugendlichen in M 5, wo gasförmige Alkane verwendet werden. In einem Lückentext setzen sie sich mit der Verwendung flüssiger Alkane als Treibstoffe auseinander. Eine Ankreuzaufgabe bringt ihnen die festen Alkane näher. Mögliche Weiterführung Nehmen Sie im Anschluss die Destillation durch und destillieren Sie Erdöl. Ein fächerübergreifender Unterricht ist im Zusammenhang mit dem Thema Rohstoffe Vorkommen und Förderung im Fach Geografie möglich. Wussten Sie schon, dass das Barrel die Maßeinheit für Erdölprodukte ist? dass Deutschland pro Tag ca Barrel Erdöl und die USA ca Barrel verbraucht? dass die erste Raffinerie bereits 1856 in Polen errichtet wurde? dass in Deutschland 15 Raffinerien die bundesweite Versorgung mit Treibstoffen sicherstellen? Materialübersicht M 1 M 3 M 4 M 5 Welche Verbindungen spielen hier wohl die erste Rolle? (Farbfolie) Alkane die Kohlenwasserstoffe des Erdöls So sind Alkane gebaut Die Strukturformel bringt es an den Tag Methan das Gas im Erdgas Ethan, Propan & Co. Alkane sind überall anzutreffen Für diese Einheit benötigen Sie: M 3 M 5 Für den Lehrerversuch (siehe Hinweise): Benzin, Petrischale, Glastrichter (zum Auffangen der Verbrennungsgase), Glasröhrchen (als Verbindungsstücke zwischen Glastrichter und U- Rohr bzw. U-Rohr und Flasche), Becherglas mit Kühlwasser, U-Rohr, Flasche mit Kalkwasser Für den Stundeneinstieg (siehe Hinweise): Kugel-Stab-Modelle der gasförmigen Alkane Für den Lehrerversuch (siehe Hinweise): Bunsenbrenner Betrieb mit Erdgas oder Standardgaskartusche (Butan-Propan-Gemisch), 1 feuerfestes Reagenzglas, 1 Reagenzglasklammer, Reagenzglasständer, Papiertaschentücher oder Küchenrolle

4 RAAbits Hauptschule 7 9 Naturwissenschaften 78 Alkane 5 von 12 Alkane die Kohlenwasserstoffe des Erdöls Erdöl ist ein wichtiger Energieträger. Es ist kein Reinstoff, sondern enthält verschiedene Alkane. Erkunde, was es mit dieser Stoffgruppe auf sich hat. Aufgabe 1 Alkane sind Kohlenwasserstoffe, denn sie bestehen nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Methan hat 1 Kohlenstoffatom und 4 Wasserstoffatome. a) Was trifft auf die Alkane zu? Kreuze an. richtig falsch Alkane bestehen aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Sauerstoff ist ebenfalls in den Alkanen enthalten. Erdöl enthält ein Gemisch verschiedener Alkane. Das Alkan Methan besteht aus 1 Kohlenstoffatom und 4 Wasserstoffatomen. Diese Information drückt die Summenformel aus. Für Methan lautet sie: CH 4 Hinweis: Das C steht für das Kohlenstoffatom, das H für das Wasserstoffatom. Die tiefgestellte 4 bedeutet, dass sich 4 Wasserstoffatome im Molekül befinden. b) Trage die Summenformel der gasförmigen Alkane in die Tabelle ein. Hinweis: Orientiere dich an der Anzahl der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome. Alkan Methan Ethan Propan Butan Anzahl der Kohlenstoffatome Anzahl der Wasserstoffatome Summenformel Aufgabe 2 Setze die Begriffe aus dem Kasten in den Lückentext ein. errechnet Kohlenstoffketten Methan Summenformel Ethan Alkane bestehen aus und Wasserstoff. Vom (CH 4 ) lassen sich die anderen Alkane ableiten, indem man CH 2 -Kettenglieder hinzuaddiert. Addiert man zum Methan ein CH 2 hinzu, so entsteht Ethan mit der C 2 H 6. Die weiteren Alkane man mit der Formel C n H 2n+2. Das n bezeichnet die Anzahl der Kohlenstoffatome.

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