Station blau Worin lösen sich Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol und Hexanol? Führt diesen Versuch unter dem Abzug durch! Schreibt zunächst die Überschrift und die Durchführung in euer Heft. 1) Gebt zu etwa 3 ml Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol und Hexanol die ihr jeweils in ein Reagenzglas gefüllt habt, tropfenweise Wasser hinzu. Wiederholt den Versuch und gebt tropfenweise Öl hinzu. Schreibt eure Beobachtungen in euer Heft auf! Begründet eure Beobachtungen! Erkundigt euch über die folgenden Stichworte: Elektronegativität, polare Atombindung im Wassermolekül, polare und unpolare Moleküle und ihre Eigenschaften.
Station orange Brennbarkeit Führt diesen Versuch unter dem Abzug durch! Der Lehrer muss beim Entzünden der Alkanole anwesend sein! Schreibt die Überschrift und die Durchführung in euer Heft! Entzünde jeweils etwa 5 ml von Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol und Hexanol in Porzellanschalen. Schreibt eure Beobachtungen im Heft auf! Begründet eure Beobachtungen!
Station grün Siedetemperatur Schreibt die Überschrift, die benötigten Materialien und die Durchführung in euer Heft! Bringt ein großes Becherglas (500 ml) mit Wasser zum Kochen. Stellt das Thermometer dann in ein großes Reagenzglas in dem sich die auf die Siedetemperatur zu untersuchende Substanz befindet. Schreibt dann die Temperatur alle 10 Sekunden auf, solange bis keine Veränderung mehr zu bemerken ist. Vergleicht euren Wert mit dem in der Literatur angegebenen und findet die noch zur Beantwortung der Frage fehlenden Siedetemperaturen heraus. Untersucht die folgenden Substanzen auf ihre Siedetemperatur: Ethanol und Propanol Vergleicht die Siedetemperaturen folgendermaßen: Ethanol mit Ethan, Butanol mit Butan Propanol mit Propan Pentanol mit Pentan Dodecanol mit Dodecan Erklärt die Unterschiede! Schaut nach, woraus Enteiserspray hauptsächlich besteht. Versucht zu erklären, warum die Inhaltsstoffe so enthalten sind.
Station weiß Eigenschaften von Ethanol Schreibt die Überschrift, die verwendeten Materialien und die Durchführung in euer Heft auf! Gießt etwa 10 ml Ethanol über Brennesselblätter, die vorher in der Reibschale zerrieben wurden. Beobachtet die Farbe der Flüssigkeit. Deutet die Beobachtung. Versucht nun die folgenden Fragen zu beantworten: Viele Arzneimittel enthalten Ethanol. 1) Warum verwendet man hierfür Ethanol? 2) Welche Nachteile bringt das mit sich?
Station rot: Nomenklatur von Alkanolen Lest euch den folgenden Text in Ruhe durch und bearbeitet anschließend die untenstehenden Fragen. Ihr kennt bis jetzt schon Methanol und Ethanol. Wenn man die Summenformel der beiden Stoffe vergleicht, stellt man fest, das Ethanol eine CH 2 -Gruppe mehr besitzt. Addiert man noch eine CH 2 -Gruppe, hat man die Strukurformel von Propanol. Führt man diese Addition auf dem Blatt (in der Praxis geht das natürlich nicht) immer weiter durch, erhält man Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, Nonanol, Dodecanol. Stoffklassenreihen, deren Glieder sich jeweils um einen bestimmten Molekülanteil unterscheiden, nennt man homologe Reihen. Die Alkanole bilden eine homologe Reihe. Die Alkanole benennt man nach folgenden Regeln: 1. Sucht in dem Molekül die längste fortlaufende Kohlenstoffkette, die die OH-Gruppe trägt. Je nach Anzahl der Kohlenstoffatome wird die Grundstruktur als Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol usw. bezeichnet. Jeder Name geht auf den Namen des betreffenden Alkans zurück, an den die Endung -ol angehängt wird. OH CH C CH Pentan- 2. Schaut in dem Molekül nach, an welcher Stelle der längsten Kohlenstoffkette im Molekül die OH- Gruppe hängt. Die Stellung der OH Gruppe wird durch die kleinste mögliche Zahl gekennzeichnet. Endständige OH-Gruppen werden nicht mit "1" nummeriert. OH CH C CH 2-Pentanol 3. Die Positionen der übrigen Gruppen, die mit der Kohlenstoffkette verbunden sind, werden durch weitere arabische Ziffern gekennzeichnet. 4. Kommen gleichartige Gruppen mehrmals vor, müssen sie durch die Angabe der Lokanten und Vorsilben wie di=zwei, tri=drei, tetra=vier usw. angegeben werden. OH CH C CH 3,3,4-Trimethyl-2-pentanol 5. Sind mehrere verschiedenartige Seitenketten vorhanden, so sind ihre Namen in alphabetischer Reihenfolge anzuordnen. Zahlwörter werden jedoch erst nach Festlegung der alphabetischen Reihenfolge eingefügt. Beispiel: Ethyl- kommt vor Methyl- und somit auch vor Dimethyl-. 6. Die Lokanten werden vor den Gesamtnamen der Verbindung geschrieben. 1)Schreibt in einer Tabelle die Strukturformeln und die Summenformeln der homologen Reihe der Alkanole bis Decanol auf. 2)Baut di e homologe Reihe der Alkanole mit Hilfe des Modellbaukastens von Methanol bis Decanol nach. 3)Benennt folgende Alkanole und vergleicht sie mit den Lösungen, die als Hilfskarte auf dem Pult liegen. CH 2 CH C CH OH CH C OH CH C CH 2 CH 2 H OH CH 2 CH 2 CH 2
Station gelb Verwendung der Alkanole An dem bereitgestellten Computer könnt ihr im Internet recherchieren, wo überall die Alkanole in der Industrie und im Alltag Verwendung finden. Ihr könnt aber auch in den bereitliegenden Büchern nachschlagen. Notiert das Ergebnis eurer Recherche in eurem Heft.
Laufzettel für das Stationenlernen Name Station Station Station Station Station Station blau grün rot gelb orange weiß
Wie fandest du das Stationenlernen? Beanworte die folgenden Fragen, indem du Zahlen von +2 bis 2 ankreuzt. Dabei ist +2 sehr gut und 2 bedeutet ganz schlecht. +2 +1 0-1 -2 Waren die Stationen abwechslungsreich? Habe ich vieles Neue gelernt? War das Neue interessant gestaltet? Habe ich mich unterfordert gefühlt? Habe ich mich überfordert gefühlt? Sollte Stationenlernen öfters durchgeführt werden? Bei uns hat die Gruppenarbeit funktioniert?
Laufzettel: Bearbeitungszeit: 3 Stunden (mit Auswertung) Name: Chemie Klasse: Titel Unterschrift Pflichtstation (blau) Pflichtstation (grün) Pflichtstation (rot) Pflichtstation (gelb) Wahlstation (orange) Wahlstation (weiß) Pflichtstation (blau): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 20 Minuten Ihr sollt herausfinden, in welchen Stoffen sich verschiedene Alkanole lösen. Schreibt nach dem Versuch eure Beobachtungen in euer Heft auf! Begründet eure Beobachtungen! Erkundigt euch über die folgenden Stichworte: Elektronegativität, polare Atombindung im Wassermolekül, polare und unpolare Moleküle und ihre Eigenschaften Pflichtstation (grün): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 20 Minuten An dieser Station sollt ihr etwas über die Siedetemperaturen der Alkanole herausfinden. Da euch die Siedetemperaturen der Alkane bekannt sind, vergleicht die entsprechenden Alkane mit den Alkanolen und begründet die Unterschiede. Warum besteht Enteiserspray zum großen Teil aus Alkanolen? Pflichtstation (rot): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 15 Minuten In vielen Produkten sind Alkanole enthalten. Aber welche Struktur besitzen sie? An dieser Station lernt ihr die die Regeln zu Bennenung der Alkanole kennen. Macht euch kundig mit Hilfe eines Textes, wie man die verschiedenen Alkanole benennt, so dass ihr anschließend Experten dafür seid. Pflichtstation (gelb): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 20 Minuten Recherchiert im Internet an dem bereitgestellten Computer, wo überall die Alkanole in der Industrie und im Alltag Verwendung finden. Ihr könnt aber auch in den bereitliegenden Büchern nachschlagen. Wahlstation (weiß): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 15 Minuten Ihr findet in vielen Arzneimitteln Ethanol. An dieser Station könnt ihr mit Hilfe eines Experimentes herausfinden, warum man hierfür Ethanol verwendet. Wahlstation (orange): Arbeitsaufträge: Zeitrichtwert: 10 Minuten An dieser Station könnt ihr mit Hilfe eines Experimentes herausfinden, wie sich verschiedene Alkanole beim Verbrennen verhalten.
Zum vorliegenden Stationenlernen Das vorliegende Stationenlernen soll die Lehrplaninhalte aus Lehrplanabschnitt 10.4 (Einfache organische Sauerstoffverbindungen) zum Thema Alkanole vermitteln. In den vorangegangenen Stunden wurde die Alkoholische Gärung durchgeführt und die Strukturformel von Ethanol und Methanol experimentell bestimmt. Nun sollen mit Hilfe des Stationenlernens die Eigenschaften der Alkanole bestimmt werden. Dabei werden Stationen verschiedener Anforderung angeboten. Vier Stationen sind Experimentierstationen, von denen drei bearbeitet werden sollen. Eine Station ist eine Textarbeit. Um die aus der Textarbeit erarbeiteten Kenntnisse anzuwenden, sollen verschiedene Alkanole als Modelle gebaut werden. Abschließend ist eine Internetrecherche über die Verwendung der wichtigsten Alkanole vorgesehen. Station Löslichkeitsverhalten Für alle Experimentierstationen gilt: Die Schüler müssen eine Schutzbrille tragen. Die Experimente müssen protokolliert werden, um insbesondere die Ergebnisse für eine spätere Deutung festzuhalten. Ergebnis dieser Station: Die Wasserlöslichkeit der Alkanole nimmt innerhalb der homologen Reihe ab, die Löslichkeit in Benzin steigt. Wahlstation Brennbarkeit Diese Station ist eine Wahlstation. Dieser Versuch muss unbedingt im Abzug durchgeführt werden. Beim Entzünden der Alkanole muss außerdem der Lehrer den Ablauf beaufsichtigen. Station Siedetemperatur Der Versuch erfordert von den Schülerinnen und Schülern eine gewisse Geschicklichkeit im Experimentieren. Insbesondere für schnell vorankommende Gruppen ist diese Station geeignet. Die Schüler sollten auch ihre experimentell gefundenen Ergebnisse mit den Ergebnissen anderer Gruppen vergleich, um bei Abweichungen vom Theoriewert festzustellen, ob es ein individueller Fehler der Gruppe ist oder ob es an den ungenauen Versuchsbedingungen liegt.
Station Eigenschaften von Ethanol Diese Station ist eine Wahlstation. In dieser Station lernen die Schülerinnen und Schüler eine wichtige Eigenschaft von Ethanol kennen, die man sich im Alltag zu Nutze macht. Durch die aus der Natur entnommenen Stoffe ist ein Alltagsbezug gegeben. Die Fragen erfordern von den Lernenden logisches Nachdenken. Es bietet sich auch an, Alkohol enthaltende Arzneimittel mitzubringen. Station Nomenklatur von Alkanolen Hier sollen die Schülerinnen und Schüler einen Text bearbeiten, um anschließend Arbeitsaufträge anhand des Textes auszuführen. Dadurch wird das Erschließen von Sachtexten trainiert und sinnvoll eingesetzt. Da das Stationenlernen für die 10. Klasse gedacht ist, kann man davon ausgehen, dass die Schülerinnen und Schüler Methoden der Texterschließung kennen und anwenden können. Sollte dies dennoch nicht der Fall sein, muss die Textbearbeitung vor dem Stationenlernen geübt werden (evtl. in Zusammenarbeit mit dem Deutschlehrer und anderen Fachlehrern). Die erarbeiteten Benennungsregeln werden anschließend trainiert, indem vorgegebene Alkanole benannt werden müssen. Die Alkanole aus sollen anschließend in dieser Station mit Molekülbaukästen gebaut werden. Hierdurch wird das Vorstellungsvermögen der Schüler über den räumlichen Bau der Alkanole gefördert und sie lernen die Alkanole mit den Händen kennen. Station Verwendung der Alkanole Der sinnvolle Umgang mit dem Internet wird hier trainiert. Das Nutzen des Internet als Informationsquelle und die Auswertung der Informationen wird den Schülern hier gezeigt und deutlich gemacht. Außerdem erkennen sie, welche Bedeutung die Alkanole für Alltag und Technik haben.
Literaturangaben: Wolfgang Mattes: Methoden für den Unterricht. S. 56f. Potthoff, Jörg / Potthoff, Willy, Freiarbeit und Lernzirkel im Mathematikunterricht der Sekundarstufe, Freiburg 1995 Internetadressen: Prof. Ralle: Was ist ein Lernzirkel - eine kleine Einführung. http://www.chemie.unidortmund.de/groups/de1/lz2.htm Lernzirkel in Schule und Erwachsenenbildung http://members.aol.com/akalernzirkel/index.htm