Merkwürdiges
Band
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Stoffe
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Magnesiumband |
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Geräte
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Feuerfeste Unterlage, Brenner,
Schutzbrille, Feuerzeug und Streichhölzer, Tiegelzange, Uhrglasschale
10cm |
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Schutzbrille aufziehen!
Mit feuerfester Unterlage arbeiten!
Magnesiumband nur mit Tiegelzange
anfassen |
Didaktische Bemerkungen
Das Experiment eignet
sich sehr gut für die erste Chemiestunde. Die Lehrkraft sitzt zentral
an einem Tisch, auf den alle Beteiligten sehen können. Alle Schüler
erhalten ein Stück des bis dahin "unbekannten Bandes" und sollen es
zunächst befragen. Entscheidend ist, dass hier gerade nicht ein chemischer
Reaktionsbegriff erarbeitet wird. Die Schüler erkennen stattdessen,
dass Stoffe befragt werden können, dass sie merkwürdige Gebilde
darstellen mit überraschenden Eigenschaften, vielleicht noch, dass
sie wandlungsfähig sind. Dabei sollte das Rätselhafte des Bandes
solange wie möglich bestehen bleiben, z.B. vermuten viele der Schüler
zunächst - sofern sie das Magnesium nicht schon kennen - , dass es
sich um Aluminium handelt. Sind die Schüler noch nicht mit chemischen
Arbeitsweisen vertraut, wird die Lehrkraft die Experimente selbst durchführen.
Initiation (siehe
auch Merkblatt)
a) Ich habe hier ein
Band, das ihr genauer untersuchen sollt. Ihr dürft es anfassen, daran
riechen, es verbiegen, es ist ungiftig. Überlegt euch Fragen, die
ihr an das Band stellen möchtet! (Band wird ausgeteilt)
b) (etwas später)
In einer gemeinsamen Diskussion wollen wir nun versuchen, die Fragen zu
diskutieren. Manche der Fragen können vielleicht schon in der Diskussion
gelöst werden, für andere benötigen wir weitere Experimente
(nun folgen die Diskussionsrunde und danach die Experimente). Dabei
darf die Lehrkraft ihr Vorwissen auch einbringen, z.B. wenn ein Schüler
nach dem Verwendungszweck oder der Giftigkeit des Bandes fragt.
Von Schülern
gestellte Fragen (Beispiele):
-
Fragen nach dem Material:
Ist es ein Metall? Ist es Aluminium, Blech, Blei, Eisen oder etwas anderes?
-
Fragen nach den Eigenschaften:
Ist es magnetisch, leitet es Strom? Ist es giftig? Kann man es essen? Was
passiert, wenn man es erwärmt oder wenn man es mit dem Brenner erhitzt?
Was passiert, wenn man es in Wasser oder in Alkohol gibt?
-
Fragen nach dem Verwendungszweck:
Wofür wird es benötigt? Wird es zum Verschließen von Tüten
eingesetzt?
Fortführendes
Experiment
Das "Verbrennen" des
Bandes führt zu einem nicht erwarteten Ergebnis: Das "metallartige"
Band verbrennt mit gleißend heller Flamme und man erhält einen
weißen, pulverförmigen Stoff. Das Experiment wird mehrfach durchgeführt.
Die Bänder werden beim Verbrennen einmal waagerecht, einmal senkrecht
gehalten. Längere oder dickere Bänder werden verwendet.
Bei genauer Betrachtung
des linken Fotos sind zwei Rauchfahnen zu erkennen (?). Das weißliche
Verbrennungsprodukt quillt "wie Asche" unten heraus. Erstaunlich ist auch
die sichtbare Wirkung während der Verbrennung: Es entsteht ein weißes
Licht und ein weißliches Produkt, das nach unten locker abfällt.
Auch dessen Form erscheint recht merkwürdig.
Weitere von Schülern
gestellte Fragen (Beispiele): Bei
diesem Experiment ergeben sich eine Reihe neuer Fragen, die teilweise wiederum
experimentell überprüft werden können.
-
Verbrennt so Aluminium oder
Blech?
-
Wie heiß ist die Flamme?
-
Gibt es viele Metalle, die
so brennen?
-
Was ist der weiße Rauch?
-
Wo kommt er her?
-
Brennt das Band auch unter
Wasser?
-
Handelt es sich bei dem "Produkt"
noch um den gleichen Stoff wie vorher?
-
Was ist es: Magnesiumasche?
Kalk? Kreide?
-
Ist es noch brennbar?
-
Ist das Produkt giftig?
-
Lässt sich daraus wieder
der ursprüngliche Stoff herstellen?
-
Kann man es als Kreide verwenden?
Zu diesem Zeitpunkt kann
das erste Rätsel gelüftet werden: Es handelt sich um Magnesium.
Einige wenige Schüler assoziieren das Produkt vielleicht dann mit
dem "Magnesia" aus dem Sportunterricht
(das aber eine andere chemische Zusammensetzung hat). Ein Teil der Fragen
kann beantwortet werden:
-
Dass eine Aluminiumfolie
so über dem Grill nicht brennt, ist manchen klar, für Skeptiker
kann es ausprobiert werden.
-
Der weiße Rauch beschlägt
eine Glasplatte. Der Beschlag ähnelt dem Beschlag auf der Uhrglasschale,
auf die das Verbrennungsprodukt herabgefallen ist.
-
Unter Wasser brennt das Band
unter diesen Bedinungen nicht, aber Taucher verwenden Magnesiumfackeln.
-
Das Produkt ist nicht mehr
brennbar (Ausprobieren!). Man kann damit die Hände einreiben oder
an die Tafel schreiben.
Die Experimente ergeben,
dass sich etwas im Grundaufbau des Stoffes verändert hat: Magnesia
besitzt nicht mehr die Festigkeit des Magnesiums.
Ergänzendes
Experiment
Wenn die Schüler
erfahren, dass man mit Magnesium Spitzer herstellt, kann der seltene Glücksfall
eintreten, dass ein Schüler seinen Magnesiumspitzer (am besten einen
Doppelspitzer) aus dem Mäppchen holt und ihn für weitere Experimente
hergibt (die aber von der Lehrkraft durchgeführt werden!):
Mit einer Zange abgezwackte
Späne verbrennen ebenfalls mit der bekannten Flamme. Durch
kräftiges Erhitzen über einer nichtleuchtenden Brennerflamme
lässt sich der Spitzer an einem Eck entzünden. Legt man ihn auf
eine feuerfeste Unterlage und löscht mit Wasser, entsteht eine Stichflamme
(Achtung: Metallbrand, Sicherheitsabstand!). Auch hier ähneln das
Produkt und die weißen Fäden im Raum dem nun schon bekannten
Magnesia.
