Stoff
a + Stoff b
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Stoffe
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Destilliertes
Wasser in Spritzflasche; Kaliumhexacyanoferrat(II)
("Stoff a"), Eisen(III)-nitrat oder Eisen(III)-chlorid
("Stoff b") |
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Geräte
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Petrischale, 2 Spatel, weiße
Unterlage, Geräte nach Bedarf (z.B. Reibschale, jedoch kein Brenner!) |
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Stoffe keinesfalls anfassen!
Sachgemäß entsorgen! |
Didaktische Bemerkungen
Die hier beschriebenen
Petrischalen-Versuche wurden von Wobbe de Vos entwickelt [1].
Sein Anliegen war es, die Entwicklungprozesse bei chemischen Reaktionen
in besonderem Maße zu verdeutlichen. Er wandte sich von den üblichen
Reagenzglasversuchen ab, da sie nicht die nötige Aufmerksamkeit auf
den Reaktionsprozess richteten. Die Reagenzglasversuche finden nach Wobbe
de Vos hinter Glas statt und besitzen nur wenig ästhetische Wirkung.
Die Petrischalenversuche
eignen sich hervorragend für den Anfangsunterricht Chemie, da sie
wesentliche Einblicke in die faszinierende Welt der Stoffe und ihre Prozesse
ermöglichen. Die Versuche dürfen jedoch nicht überstrapaziert
werden, in dem man eine Palette an chemischen Begriffen einführt und
damit das anfängliche Staunen zunichte macht. Peter Buck hat die Petrischalenversuche
weiter entwickelt und an ihnen gezeigt, das Begriffe im Unterrichtsprozess
durch Lehrende und Lernende gemeinsam entwickelt werden können [2].
Hinweis:
Die in der Literatur beschriebene Reaktion
zwischen Bleinitrat und Kaliumiodid
ist insofern problematisch, da Bleinitrat und auch das entstehende Produkt
Bleiiodid gefährliche Arbeitsstoffe sind (vgl. Datenblatt).
Als Ersatz eignet sich die Reaktion zwischen Kaliumhexacyanoferrat(II)
und einem dreiwertigen Eisensalz, zum Beispiel Eisen(III)-nitrat oder Eisen(III)-chlorid.
In beiden Fällen entsteht Berliner
Blau, ein bekanntes und relativ harmloses, blaues Farbpigment:
Initiation
Die Schüler sehen
gut auf den Tisch, auf dem die Lehrkraft "einen Tisch gedeckt" hat. Auf
einer weißen Unterlage steht eine Petrischale, auf beiden Seiten
liegt je ein kleiner Spatel. Die Lehrkraft erklärt die Versuchsdurchführung:
Die Petrischale wird zur Hälfte mit destilliertem Wasser gefüllt.
Von "Stoff a" lässt man ein kleines Spatel-Eck (ca.100mg) am Rand
der Petrischale in das Wasser fallen. Das gleiche geschieht mit "Stoff
b" (mit Hilfe des zweiten Spatels) auf der gegenüberliegenden Seite.
Nun darf die Petrischale nicht mehr bewegt werden. Die nachfolgenden Vorgänge
sollen genau beobachtet werden.
Die Beobachtungen werden
sorgfältig im Heft dokumentiert. Danach stellen die Schüler einen
Fragekatalog auf, z.B.
-
Warum wird "Stoff a" (?),
"Stoff b" (?) gelb?
-
Von was hängt es ab?
-
Was passiert, wenn man die
Stoffe vertauscht?
-
Was passiert, wenn man verrührt?
-
Was passiert, wenn man "Stoff
a" auf "Stoff b" direkt gibt?
-
Wird es auch ohne Wasser
gelb?
-
Was passiert in normalem
Leitungswasser?
-
Wie heißen die Stoffe?
-
Wird der gelbe Stoff als
Farbe verwendet?
-
Ist der gelbe Stoff ein neuer
Stoff?
-
Was ist der gelbe Stoff:
"Stoff c", "Stoff ab" oder etwas anderes?
Aus manchen Fragen entwickeln
sich Variationsexperimente, die von den Schülern durchgeführt
werden und die Fragen beantworten. Bei anderen Fragen kann die Lehrkraft
eine Antwort geben, z.B. bei Fragen nach der Verwendung.
Mögliche
Variationsexperimente
-
Die Stoffe werden vertauscht
in die Petrischale gegeben.
-
"Stoff a" wird in der mit
Wasser gefüllten Petrischale direkt auf "Stoff b" gegeben (und umgekehrt).
-
"Stoff a" wird in die Mitte
gegeben und "Stoff b" zu beiden Seiten.
-
"Stoff a" und "Stoff b" werden
ohne Wasser in die Petrischale aufeinander gegeben. Dann erst kommt ein
Tropfen Wasser hinzu. ("Das Wasser bringt die Stoffe zueinander")
-
Kleine Mengen der Stoffe
werden trocken in einer Reibschale vermischt.
-
Der Versuch wird in anderen
flüssigen Medien durchgeführt, z.B. in Leitungswasser oder in
Alkohol.
-
???
Die gesamten Entwicklungsprozesse
während des Experimentierens - die anfänglichen Beobachtungen,
das Aufstellen des Fragekatalogs, die Entwicklung der Variationsexperimente
und die Schlussfolgerungen - werden von den Schülern im Berichtsheft
in Worten und zeichnerisch-gestalterisch dokumentiert. Sie erkennen, dass
"Stoff a" nicht ohne "Stoff b" zum neuen "Stoff c" werden kann. Das Wasser
bringt die Stoffe zueinander.
Problematische
Variante mit Kaliumiodid und Blei(II)-nitrat
Animierter
gif-Film
Literatur
[1]
Wobbe de Vos: Vernachlässigte Aspekte des Reaktionsbegriffs im Anfangsunterricht
des Faches Chemie; in: Mins Minssen (Hrsg.): Strukturbildende Prozesse
bei chemischen Reaktionen und natürlichen Vorgängen, IPN-Institut
Kiel
[2]
Peter Buck: Verstehen lehren statt Begriffe einprägen, in ZS Chemie
in der Schule 40 (1993), S. 134
