Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Metalle im Anfangsunterricht. Das komplette Material finden Sie hier:

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Metalle im Anfangsunterricht Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 13. Metalle im Anfangsunterricht 1 von 42 Metalle im Anfangsunterricht von der historischen Gewinnung bis zur heutigen Bearbeitung Kerstin Langer, Kiel Niveau: Sek. I Dauer: 20 Unterrichtsstunden (Minimalplan: 13 Unterrichtsstunden) Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler* können chemische Reaktionen im Teilchenmodell darstellen, einfache chemische Experimente selbstständig durchführen und ggf. planen, Reaktionsgleichungen für einfache Redoxvorgänge aufstellen. Der Beitrag enthält Materialien für: ü offene Unterrichtsformen ü Schülerversuche ü Lehrerversuch ü Hausaufgaben Hinweise zur Didaktik und Methodik Das Thema Metalle liegt im Anfangsunterricht meist im ersten Lernjahr. Dabei werden die ersten chemischen Reaktionen erlebt und die ersten Vorstellungen dazu erzeugt. Durch diese Einheit zieht sich ein historischer roter Faden, der in der Kupferzeit beginnt und über die Bronze- und die Eisenzeit bis in die heutige Zeit verläuft. Dabei bauen die einzelnen Materialien Schritt für Schritt aufeinander auf. Sie sind schülergerecht gestaltet und haben als fachlichen Schwerpunkt anschauliche Vorstellungen auf der Teilchenebene. Damit sind sie ideal für den Anfangsunterricht in den unteren Klassenstufen. Ausgehend von der Wortgleichung wird das Teilchenmodell gezeichnet und daraus die Reaktionsgleichung abgeleitet und in drei Schritten aufgestellt. Anspruchsvolle Reaktionen werden so für die Schüler greifbar. Diese Einheit beginnt optional mit dem Atommodell (M 1) und führt dann sofort in den Bereich der chemischen Formeln ein (M 2). Über die historische Einführung (M 3) am Beispiel von Ötzis Kupferbeil werden die Kupfergewinnung im früheren Zeitalter als Comic thematisiert (M 4) und die chemischen Hintergründe in einem Schülerversuch untersucht (M 5) sowie eine alternative Herstellung durchgespielt (M 6). Die zu der Zeit mögliche Methode der Metallbearbeitung war auf das Gießen beschränkt (M 7). Bronze zeigte in der folgenden Zeit als Werkstoff Vorteile gegenüber Kupfer (M 8), später folgte die Eisenzeit (M 9) mit der Gewinnung von Eisen in Rennfeueröfen (M 10). Inzwischen konnten Metalle geschmiedet werden (M 11). Es folgt der Sprung in die heutige Zeit mit dem Hochofenprozess (M 12). Daraus ergibt sich die Metallfolge (M 13) mit zusätzlichen Übungsaufgaben (M 14) und der praktischen Anwendung im Thermitverfahren (M 15). Die Einheit schließt mit der modernen Metallbearbeitung in Form von Schweißen und Löten (M 16). Um in dieser Einheit erfolgreich mitarbeiten zu können, müssen die Schüler folgende unterrichtliche Voraussetzungen mitbringen: chemische Reaktionen, Teilchenvorstellung sowie Luft als Reaktionspartner inklusive Nachweise für Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid. * Im weiteren Verlauf wird aus Gründen der einfacheren Lesbarkeit nur Schüler verwendet. Schülerinnen sind genauso gemeint.

3 2 von Metalle im Anfangsunterricht Materialübersicht V = Vorbereitungszeit SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt D = Durchführungszeit LV = Lehrerversuch FoVo = Folienvorlage GBU = Gefährdungsbeurteilung # Die Gefährdungsbeurteilungen finden Sie auf CD 54. M 1 Ab, FoVo Bausteine der Chemie Atome M 2 Ab Chemische Geheimsprache Formeln M 3 Ab Mit der Chemie auf Ötzis Spuren M 4 Ab Kupfergewinnung zu Ötzis Zeit M 5 3 SV, Ab, GBU # Kupfergewinnung zu Ötzis Zeit aus chemischer Sicht D: 3 x 30 min r Malachit r Kalkwasser r Holzkohlepulver r Kupferoxid r Reagenzgläser r Reagenzglasklammer r Spatel r gewinkeltes Glasrohr r durchbohrter Stopfen r Glimmspan M 6 Ab Eine weitere Möglichkeit zur Kupfergewinnung M 7 SV, Ab, GBU # Metallbearbeitung I Gießen V: 10 min D: 30 min r Zinn r Talkumpuder r Zinngießform r Schmelztiegel r Klammern zum Zusammenhalten der Form r evtl. Seitenschneider M 8 SV, Ab, GBU # Von der Kupferzeit zur Bronzezeit D: 15 min r Zinnpulver r Kupferpulver r Reagenzglas r Reagenzglasklammer r Spatel M 9 2 SV, Ab, GBU # Von der Bronzezeit zur Eisenzeit M 10 Ab D: 2 x 30 min r Zinnpulver r Kupferpulver r Eisenpulver r Magnesiumpulver r Eisenoxid r Kohlenstoff Eisengewinnung früher r Reagenzgläser r Reagenzglasklammer r Spatel r Magnet M 11 SV, Ab, GBU # Metallbearbeitung II Schmieden D: 25 min r Kupferdraht (ø 2 mm) r Hammer r Kombizange/Seitenschneider r Tiegelzange M 12 Ab, FoVo M 13 Ab M 14 Ab Eisengewinnung heute I Hochofen Exkurs zur Metallfolge Exkurs: Übungen zur Metallfolge

4 13. Metalle im Anfangsunterricht 3 von 42 M 15 LV, Ab, GBU # Eisengewinnung heute II Thermitverfahren D: 30 min r Elektrothermit r Anzündstäbchen oder Wunderkerze r Reaktionstiegel mit Deckel r Auffangtiegel r Dreifuß r Tiegelzange r feuerfeste Unterlage M 16 SV, Ab, GBU # Metallbearbeitung III Schweißen und Löten D: 35 min r Kupferdraht (ø 1 mm) r Lötzinn r Lötkolben(station) r feuerfeste Unterlage Die Erläuterungen und Lösungen zu den Materialien finden Sie ab Seite 29. Minimalplan Ihnen steht nur wenig Zeit zur Verfügung? Dann lässt sich die Unterrichtseinheit auf 13 Stunden kürzen. Die Planung sieht dann wie folgt aus: 1. Stunde M 1 und M 2 müssen unbedingt als Vorbereitung durchgeführt werden. Falls das Atommodell bereits bekannt ist, kann auf M 1 verzichtet werden Stunde Stellen Sie M 4 vorbereitend als Hausaufgabe. M 5 sollte nicht gekürzt werden, da hier die Schüler an wissenschaftliches Arbeiten und Hypothesenbildung herangeführt werden. M 6 dagegen ist optional. 6. Stunde M 7 kann vorbereitend als Hausaufgabe gegeben und innerhalb von einer Stunde durchgeführt werden. 7. Stunde M 8 kann als Hausaufgabe vorbereitend gegeben und innerhalb von einer Stunde bearbeitet werden Stunde M 9 kann innerhalb von zwei Einzelstunden oder einer Doppelstunde bearbeitet werden. M 10 kann optional aus Hausaufgabe gegeben werden. 10. Stunde Zu M 12 sollte ein Film gezeigt werden (siehe Seite 39), die Aufgaben können als Hausaufgabe bearbeitet werden. 11. Stunde M 13 und M 14 lassen sich in einer Stunde bearbeiten. 12. Stunde M 15 kann vorbereitend als Hausaufgabe gegeben und innerhalb von einer Stunde durchgeführt werden. 13. Stunde M 16 kann optional durchgeführt werden. Internet html Hier finden Sie eine Animation zum Hochofen als Ergänzung für M 12. Bezugsquellen Reinzinn ist am günstigsten in Onlineshops zu erwerben. Die fertige Thermitmischung kann bei verschiedenen Lehrmittelshops bezogen werden, z. B. unter Art.-Nr. H 38 A. Das Thermit-Set ist ebenfalls bei verschiedenen Lehrmittelshops zu beziehen. Es lohnt sich, die Preise zu vergleichen. Insbesondere bei den Versandkosten kann bei einigen Anbietern ein erhöhter Gefahrgutzuschlag hinzukommen.

5 4 von Metalle im Anfangsunterricht M 1a Bausteine der Chemie Atome Mithilfe von Legosteinen können wir viele Figuren und Objekte bauen, obwohl uns nur eine bestimmte Anzahl von verschiedenen Legosteinen zur Verfügung steht. In der Chemie gibt es ebenfalls Bausteine, aus denen alle Stoffe aufgebaut sind. Diese nennt man Atome. Auf dieser Seite findest du einige Informationen über Atome. Thinkstock/iStock Das Atommodell von John Dalton Um Atome besser verstehen zu können, verwendet die Wissenschaft Modelle. Mit dem Atommodell von John Dalton (1808) lassen sich Stoffeigenschaften erklären und Aussagen über chemische Reaktionen ableiten: Alle Stoffe sind aus kleinsten, unteilbaren Teilchen aufgebaut. Diese heißen Atome. Stoffe, die nur aus einer Sorte von Atomen bestehen, heißen Elemente. Die Atome eines Elements sind alle gleich groß und schwer. Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Größe und Masse. Bei chemischen Reaktionen werden Atome weder erzeugt noch vernichtet. Zwischen den Atomen verschiedener Elemente entstehen neue Kombinationen. Nach Dalton können Atome also miteinander verknüpft werden oder verknüpfte Atome voneinander getrennt werden. Wie diese Verknüpfungen aussehen, wirst du in den nächsten Jahren lernen. Das Periodensystem der Elemente Im Periodensystem der Elemente sind alle Elemente aufgelistet, die es auf der Erde gibt. Für jedes Element gibt es ein Symbol, das auch in chemischen Formeln verwendet wird. H Li Be B C N O F Ne Lithium Beryllium Bor He Helium Stickstoff Sauerstoff Fluor Neon Na Mg Al Si P S Cl Ar Natrium Aluminum Silicium Phosphor Schwefel Chlor Argon K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Kalium Calcium Scandium Titan Vanadium Chrom Mangan Eisen Kobalt Nickel Kupfer Zink Gallium Arsen Selen Brom Krypton Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Yttrium Niob Molybdän Ruthenium Silber Cadmium Indium Zinn Antimon Tellur Iod Xenon Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Caesium Barium Lanthan Hafnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platin Gold Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Radium Quecksilber Francium Actinium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Wasserstoff Kohlenstoff Magnesium Germanium Rubidium Strontium Zirconium Technetium Rhodium Palladium Thallium Blei Bismut Polonium Astat Radon

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