Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Unterrichtsbausteine Chemie: Säuren. Das komplette Material finden Sie hier:

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Unterrichtsbausteine Chemie: Säuren Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 12. Die Säuren Überlegungen und Erfahrungen zur Unterrichtsgestaltung Wir dürfen wohl davon ausgehen, dass den Schülern einige Säuren mit Namen und die Formulierung saurer Regen, saure Reaktion oder reagiert sauer aus dem täglichen Leben bekannt sind. Sie kennen bestimmt Kohlensäure, Batteriesäure, Salzsäure, Essigsäure, Zitronensäure, Fruchtsäuren, Fettsäuren u. a. Deshalb sollten wir uns fragen, was denn die Säuren für Schüler im Anfangsunterricht eigentlich sind. Sicher sind es für sie Stoffe, wie andere auch. Nicht so sicher sind es für sie Flüssigkeiten auch wenn diese Vorstellung unter den Schülern sicher weit verbreitet ist, denn das Wort Kohlensäure ist im täglichen Leben stark mit einem Gas verbunden, das aus einem Getränk aufsteigt. Feste Säuren kennen die Schüler bestimmt nur in Ausnahmefällen. Was den Umgang mit Säuren betrifft, sind die Erfahrungen der Schüler sehr zwiespältig: Die Salzsäure und die in der Batterie des familieneigenen Pkws befindliche Schwefelsäure gelten als höchst gefährlich. Vom sauren Regen sagt man, dass er für ziemliche Zerstörungen in der Natur und an den Bauten verantwortlich ist. Die Säure in einer Frucht, einem Getränk, einer Speise oder einem Bonbon ist genießbar und deshalb völlig ungefährlich. Es gibt sogar eine Säure im Magen des Menschen wieso richtet die dort nicht schlimme Schäden an? Und in der Küche wird es ganz verrückt. An der einen Essigflasche steht, dass der Inhalt lebensgefährlich sei, aber vom Inhalt einer anderen Essigflasche kostet Mutti sogar. Es wird also sicher für den weiteren Unterrichtsverlauf günstig sein, führt man im Anfangsunterricht den Schülern diese Fakten erst einmal vor Augen, um daraus Verhaltensweisen gegenüber Säuren abzuleiten, ehe man sich überhaupt mit ihnen experimentell beschäftigt. An dieser Stelle die Schüler mit den einzelnen Regeln bekannt zu machen oder sagen wir besser zu überschütten, würde wesentliche Unterrichtsinhalte vorweg nehmen und nur Verunsicherung bringen. Und die ist für die kommende Arbeit nicht gut. Hier reichen drei Regeln aus: 1. Bis geklärt ist, ob Säuren nun gefährlich sind oder auch nicht, sollten wir von ihrer Gefährlichkeit ausgehen. Deshalb 2. dürfen Säuren weder an noch in unseren Körper kommen. 3. sollte jeder die mündlichen oder schriftlichen Arbeitsanweisungen befolgen, denn sobald im weiteren Unterrichtsverlauf Gefahrensituationen bei der Arbeit mit Säuren eintreten oder eintreten könnten, werde ich (die Lehrerin / der Lehrer) euch (die Schüler) informieren und Verhaltensweisen nennen, wodurch die Gefahren vermieden werden können. Dort, wo sie angebracht oder zwingend erforderlich sind, gelten folgende Sicherheitsratschläge, die der konkreten Situation entsprechend weiter ergänzt werden müssen: 1. Kleidung, Mobiliar, Bücher und andere Arbeitsutensilien sind vor den Säuren zu schützen. (Kittel, Schürze, Sachen die nicht unmittelbar benötigt werden, weg packen, sorgfältig arbeiten,...). 2. Regeln festlegen wie beim Verschütten, Verspritzen o. Ä. einer Säurelösung zu verfahren ist. 3. Schutzbrille tragen. 4. Überlegen, ob Schutzhandschuhe angebracht sind. 5. Säurelösungen niemals ansaugen, auch nicht durch den Lehrer. 6. Verdünnte Säurelösungen nur durch den Lehrer, unter Einhaltung entsprechender Vorschriften, herstellen. 7. Schüler bei Lehrerexperimenten durch entsprechende Abstände, Schutzscheibe oder Arbeit unter dem Abzug schützen. 8. Schülerexperimente mit geringen Substanzmengen durchführen. 9. Für Schülerexperimente verdünnte Säuren einsetzen. 10. Erhitzen von Säuren bei Schülerexperimenten möglichst vermeiden. Dort wo es nicht vermeidbar ist, mit kleiner Flamme und geringen Substanzmengen arbeiten und das Gefäß immer schütteln. Seite 151

3 Damit kann die Arbeit an und mit den Säuren beginnen. Bleibt nur zu entscheiden, welche der Säuren den Anfang macht. Alle organischen Säuren scheiden wegen der fehlenden Kenntnisse in der organischen Chemie aus. Mit der Kohlensäure lässt sich wegen ihrer leichten Zersetzbarkeit nur sehr umständlich umgehen, obwohl ich gerade wegen dieser Eigenschaft später noch mal auf sie zurückkommen werde. Und die Salzsäure fällt wegen des fehlenden Sauerstoffs im Molekül etwas aus dem Rahmen, aber auch zu der gibt es weiter unten noch einen ganz anderen Vorschlag. Die Salpetersäure ist wegen ihrer Aggressivität und den Besonderheiten in der Darstellung kein günstiger Beginn. Aber die schweflige Säure bietet sich an. Vom Schwefeldioxid wird als Luftschadstoff reichlich gesprochen und immer wieder betont, dass dieser die Bildung des sauren Regens mit verursacht. Liegt da nicht die Idee nahe, das in einem Experiment zu überprüfen? Da alle Voraussetzungen gegeben sind, kann zusammen mit den Schülern nach der Schrittfolge für die Formulierung und Überprüfung einer Voraussage gearbeitet werden. 1. Problem Ist es möglich, dass durch eine chemische Reaktion des Schwefeldioxids mit Wasser eine Säure entsteht? 2. Vermutung formulieren Schwefeldioxid bildet durch eine chemische Reaktion mit Wasser eine Säure. Die saure Reaktion kann mit Lackmuslösung nachgewiesen werden. 3. Experimentell prüfbare Folgerungen aus der Vermutung ableiten Die Lackmuslösung färbt sich rot. 4. Experiment(e) zur Überprüfung dieser Folgerungen planen und durchführen In einem Gefäß muss Wasser mit Schwefeldioxid zusammengebracht werden. Wasser ist vorhanden, in der Chemiesammlung gibt es aber keine Flasche, in der Schwefeldioxid auf Vorrat gehalten wird, es muss also hergestellt werden und zwar durch die Verbrennung von Schwefel. Damit verfahren wir genau so, wie es bei der Verbrennung der Kohle geschieht. Der Schwefel aus der Kohle verbrennt zu Schwefeldioxid, das geht durch den Schornstein in die Atmosphäre, kommt dort mit dem Wasser zusammen und versauert den Regen. Für das Experiment ergibt sich nur dadurch eine Schwierigkeit, da das Schwefeldioxid als Gas schwer zu handhaben ist. Es muss eine Apparatur gestaltet werden, in der das Schwefeldioxid entsteht und auch mit dem Wasser reagieren kann. Es gibt Klassen, mit denen es gelingt, bei entsprechender Steuerung des Lehrers eine solche Apparatur zu erfinden. Diese Arbeit macht allen Beteiligten Spaß, aber sie verlangt Zeit und schnelles Eingehen des Lehrers auf das, was die Schüler anbieten. Alle Lehrbücher und Hefte müssen geschlossen sein, nur die Seiten dürfen aufgeschlagen sein, auf denen die Geräte des Chemikers abgebildet sind, denn von den Schülern kann man nicht erwarten, dass sie die Ausrüstung der Chemie-Gerätesammlung im Kopf haben. So könnte das Erfinden einer solchen Apparatur, nach meinen Erfahrungen mit solchen Stundenabschnitten, aussehen: Sie weisen die Schüler darauf hin, dass der Schwefel ja verbrannt werden muss, also ein Gerät notwendig ist, in das der Schwefel eingebracht wird. Wenn die Schüler ein Reagenzglas oder einen Kolben (Rund-, Steh- oder Erlenmeyerkolben) vorschlagen, zeichnen sie das vorgeschlagene Gerät frei Hand an die Tafel und auf den Boden des Geräts den Schwefel ein. Sie erinnern die Schüler an den Aggregatzustand des Schwefeldioxids und die Tatsache, dass dieses Gas Abb. 64: Freihandskizze während des Unterrichtsgesprächs Seite 152

4 den Kolben verlässt und überall hin geht, es soll aber zum Wasser. Zeichnen sie neben das Gefäß für den Schwefel eines mit Wasser. Die Schüler könnten einen Stopfen mit einem Schlauch oder Glasrohr vorschlagen, wodurch das Schwefeldioxid dorthin gelenkt werden könnte, wo es hingehört, ins Wasser. Zeichnen sie an der Tafel weiter. Nun zeigen sie den Schülern den großen Nachteil dieser Apparatur: sie ist geschlossen und wenn Schwefeldioxid im Kolben sein sollte, bleibt es dort, wo es ist. Aber das Gas entsteht ja gar nicht, weil der Sauerstoff keinen Zutritt hat und der geringe Sauerstoffanteil aus der eingeschlossenen Luft wird nur zum kurzzeitigen Entzünden des Schwefels ausreichen. Wahrscheinlich schlagen die Schüler hier auch einen Schlauch oder ein Glasrohr vor, durch das der Sauerstoff oder auch die Luft in den Reaktionsraum kommt. Zeichnen sie an der Tafel auch das ein. Nun müssen Sie zu Bedenken geben, dass weder die Luft noch der Sauerstoff freiwillig in das Gefäß gehen, sie müssen dazu gezwungen werden. Eine Druckflasche mit Sauerstoff oder Luft gefüllt könnten die Schüler kennen oder sie schlagen einfach vor, das Gas hineinzudrücken wie auch immer. Sie deuten das an der Tafel durch einen dicken Pfeil an. Nun schauen Sie sich die Skizze an, die Apparatur ist vom Prinzip her stimmig, das Experiment könnte damit erfolgreich durchgeführt werden, das könnten Sie den Schülern sogar vorführen. Nun sagen Sie den Schülern einfach, dass Generationen von Chemikern sich an derartigen Experimenten versucht haben und Gerätschaften entwickelten, die das, was die Schüler sich gerade ausgedacht haben, um Einiges eleganter ablaufen lassen. Mit dem Arbeitsblatt AB könnte es weiter gehen. So könnte der Stundenabschnitt verlaufen, die Schüler könnten aber auch das Reaktionsrohr statt einem Kolben oder Reagenzglas vorschlagen, die Schüler könnten aber auch... könnten könnten könnten. Das hat mich an solchen Unterrichtssituationen immer gereizt, man konnte nie voraussagen, welche Entwicklung eine solche Diskussionen nehmen wird, ich musste mich von einem Moment auf den anderen in neue Gedankengänge der Schüler einstellen und darauf wieder reagieren. Nur wenige Klassen hat es gegeben, in denen ich nach einigen Versuchen solche Unterrichtsabschnitte nicht mehr gestaltet habe, in vielen aber sind wir schließlich an ein Ziel gekommen und nicht selten hat es den Schülern Spaß gemacht. Es gab aber auch welche, die fragten, was das denn solle, schließlich steht doch eine ganz andere Apparatur auf dem Tisch als von ihnen konstruiert worden ist. Denen habe ich immer zwei Dinge sagen können: Erstens hat die von den Schülern entwickelte Apparatur immer das Prinzip der später eingesetzten verwirklicht und zweitens ist auch mein Auftrag als Lehrer den Schülern nicht nur die Chemie zu lehren, sondern auch zu zeigen, wie man kreativ Probleme angehen kann. Kreativ sein, was alle Welt verlangt, das ist man nicht einfach von Natur aus, auch das kann und muss man lernen, wenn auch der Eine schneller als Andere auch oder vielleicht gerade im Chemieunterricht. Ich habe bei meinen Vortragsreisen aber auch Kollegen kennen gelernt, die sich nach eigenen Aussagen mit solchen kaum voraussehbaren Stundenverläufen recht schwer tun würden. Dann kann solche Arbeit ein ziemlicher Stress werden. Aber schließlich sollte auch der Lehrer lernfähig sein. Wer diese Zeit nicht hat oder diese Form nicht versuchen will, stellt die beiden Apparaturen vor und lässt ihre Funktionsweise von den Schülern schildern. Auch in diesem Fall sollten Sie durch geeignete Aufgabenstellung die Schüler zur geistigen Auseinandersetzung mit den chemischen Sachverhalten veranlassen. Dabei müssen sie sich in den Aufbau der Apparatur und die Arbeitsweise mit ihr intensiv hineindenken, was eine erhebliche geistige Leistung darstellt. Seite 153

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