Ganz schön ätzend! Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Säuren

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1 1 von 30 Ganz schön ätzend! Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Säuren Karin Schmidt, Netphen Hört man das Wort Säure, denkt man gleich an Verätzungen und den sauren Geschmack von Zitronen. Aber man vergisst, dass Säuren unentbehrliche Helfer in unserem Alltag sind: Ob als Reinigungsmittel, Geschmacksträger oder in Form von Vitaminen wir können und wollen nicht auf Säuren verzichten! In dieser Unterrichtseinheit erforschen Ihre Schüler experimentell die Eigenschaften von Salz- und Schwefelsäure, lernen deren Herstellung kennen und festigen das erarbeitete Wissen im Kugellager. Im Schülerversuch verinnerlichen die Lernenden dann, dass Säuren Protonenspender sind. Kooperative Wiederholung im Kugellager! In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schüler, dass Säuren nicht nur sauer schmecken. Foto: Thinkstock/iStockphoto Das Wichtigste auf einen Blick Klasse: 9/10 Dauer: 8 Stunden (Minimalplan: 4) Kompetenzen: Die Schüler können die Dissoziation ausgewählter Säuren in Wasser beschreiben und als Reaktionsgleichung formulieren. sind in der Lage, wesentliche Eigenschaften von Säuren zu nennen. können Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen herstellen. Versuche: Salzsäure/Schwefelsäure welche Eigenschaften hat sie? (SV) Sauer?! Wie schmecken wir das? (SV) Übungsmaterial: Bist du it? Das Dissoziationsmemory Wer gewinnt? Gruppenturnier zum Thema Säuren Wahr oder gelogen? Das Fliegenklatschenspiel

2 5 von 30 Die Einheit im Überblick V = Vorbereitung FO = Folie AB = Arbeitsblatt D = Durchführung SV = Schülerversuch LEK = Lernerfolgskontrolle VP = Versuchsprotokoll = Zusatzmaterial auf CD Stunden 1 2: Wir erforschen Eigenschaften von Säuren M 1 (FO) M 2 (SV) V: 10 min D: 35 min M 3 (SV) V: 10 min D: 35 min Säuren in unserem Alltag Salzsäure welche Eigenschaften hat sie? Arbeitsmaterial pro Gruppe: 4 Schutzbrillen 5%ige Salzsäurelösung Universalindikatorpapier 1 kurzer Streifen Magnesiumband 3 4 Zinkspäne 3 4 Eisenspäne 1 Kupferblechstück 3 4 Kalkstücke 6 Reagenzgläser 1 Reagenzglasständer 1 Spannungsquelle Schwefelsäure welche Eigenschaften hat sie? Arbeitsmaterial pro Gruppe: 4 Schutzbrillen 5%ige Schwefelsäurelösung Universalindikatorpapier 2 Krokodilklemmen 3 Kabel 1 Glühlämpchen mit Fassung 1 Becherglas 2 Graphitelektroden M 4 (VP) 1 kurzer Streifen Magnesiumband 3 4 Zinkspäne 3 4 Eisenspäne 1 Kupferblechstück 3 4 Kalkstücke 6 Reagenzgläser 1 Reagenzglasständer Versuchsprotokoll: Welche Eigenschaften haben Säuren? M 5 (AB) Darf ich vorstellen: Die säure! M 6 (AB) M 7 (AB) Infos rund um die Salzsäure Infos rund um die Schwefelsäure 1 Spannungsquelle 2 Krokodilklemmen 3 Kabel 1 Glühlämpchen mit Fassung 1 Becherglas 2 Graphitelektroden Stunde 3: M 8 (FO) M 9 (AB) Kugellager Säuren Austausch im Kugellager so geht s! Eigenschaften von Säuren im Vergleich Stunde 4: M 10 (AB) Säuren im Alltag Säuren ganz alltäglich in Lebens- und Reinigungsmitteln Verpackungen von Lebens- und Reinigungsmitteln

3 6 von Eigenschaften von Säuren (Kl. 9/10) Säuren und Basen VI Stunde 5: M 11 (AB) V: 5 min D: 10 min Wie schmecken wir, ob etwas sauer ist? Sauer?! Wie schmecken wir das? Arbeitsmaterial pro Gruppe: 10 ml Zitronensaft 300 ml Wasser 1 Messbecher 3 leere Flaschen 3 Becher 3 Strohhalme 3 ph-teststreifen Stunde 6: M 12 (AB) M 13 (LEK) Die Dissoziation von Säuren Protonen gehen in Lösung! Die Dissoziation von Säuren Bist du it? Das Dissoziationsmemory Stunden 7 8: Wir trainieren im Gruppenturnier M 14/M 15 (LEK) M 16 (LEK) (Fotos) Minimalplan Wer gewinnt? Gruppenturnier zum Thema Säuren Wahr oder gelogen? Das Fliegenklatschenspiel 2 Fliegenklatschen Klettband Fotos zum Fliegenklatschenspiel 2 farbige Karten (10 x 10 cm) in rot (mit X) und grün (mit Häkchen), laminiert, mit Klettband Wenig Zeit? Dann verkürzen Sie die Unterrichtseinheit auf vier Stunden, indem Sie das Kugellager M 8 entfallen lassen und stattdessen zwei Schüler ihren eigenen Steckbrief der Klasse vortragen lassen. Außerdem kann der Schülerversuch M 11 weggelassen werden. Das Gruppenturnier M 14 M 15 und das Spiel M 16 dienen ausschließlich zur Wiederholung und Ergebnissicherung und können entfallen.

4 7 von 30 Säuren in unserem Alltag M Foto: 1 7 : Thinkstock; 8 :

5 8 von Eigenschaften von Säuren (Kl. 9/10) Säuren und Basen VI M 2 Salzsäure welche Eigenschaften hat sie? Greift Salzsäure Metalle an? Was passiert, wenn Salzsäure und Kalk aufeinandertreffen? Leitet Salzsäure eigentlich den elektrischen Strom? Mit diesem Versuch könnt ihr es herausinden. Schülerversuch in Vierergruppen Vorbereitung: 10 min Durchführung: 35 min Aufgabe Führt den folgenden Versuch durch. So führt ihr den Versuch durch 1. Einer von euch holt die folgenden Materialien an den Platz. 4 Schutzbrillen 5%ige Salzsäurelösung Universalindikatorpapier 1 kurzer Streifen Magnesiumband Zinkspäne Eisenspäne 1 Kupferblech stück Kalkstücke 6 Reagenzgläser 1 Reagenzglasständer 1 Spannungs quelle 2 Krokodilklemmen 3 Kabel 1 Glühlämpchen mit Fassung 1 Becherglas 2 Graphitelektroden 2. Jeder von euch setzt sich eine Schutzbrille auf. Dann messt ihr den ph- Wert der 5%igen Salzsäure, indem ihr etwas Salzsäure in ein Becherglas gebt und das Universalindikatorpapier kurz in die Flüssigkeit haltet. Vergleicht die Farbänderung mit der Verpackung. 3. Gebt in die sechs Reagenzgläser etwa daumenbreit Salzsäure. 4. Versetzt die Säure jeweils mit einem kurzen Streifen des Magnesiumbandes (Reagenzglas 1 ), einigen Zinkspänen (Reagenzglas 2 ), einigen Eisenspänen (Reagenzglas 3 ) und einem Kupferblechstück (Reagenzglas 4 ). Was könnt ihr beobachten? 5. Gebt in Reagenzglas 5 einige Kalkstücke und beobachtet, was geschieht. 6. Prüft in Reagenzglas 6 die Leitfähigkeit der Salzsäurelösung, indem ihr einen Stromkreis anschließt und durch das Auleuchten des Glühlämpchens kontrolliert. Beobachten und Auswerten Ergänzt das Versuchsprotokoll.

6 17 von 30 Austausch im Kugellager so geht s M 8 Austausch im Kugellager so geht s Mithilfe des Kugellagers können sich zwei Gruppen mit unterschiedlichen Wissensgebieten gezielt miteinander austauschen. Die Bezeichnung Kugellager ist aus der Anordnung der beteiligten Gruppen entstanden, denn es werden ein Innen- und ein Außenkreis gebildet. Eine Gruppe bildet den Innen- und die andere den Außenkreis. So sitzen sich jeweils zwei Personen, die über unterschiedliche Themen Bescheid wissen, gegenüber. Sie sollen nun ihr Gegenüber auf denselben Wissensstand bringen. Anschließend rücken die Personen des Außenkreises um einen Platz im Uhrzeigersinn weiter. So indet sich eine neue Partnerkonstellation. Alternative Es ist auch möglich, dass die normale Sitzordnung im Klassenzimmer genutzt wird. Die Schüler, die das 1. Thema bearbeitet haben, bleiben dann an ihren Plätzen sitzen. Die Schüler, die sich in das 2. Thema eingearbeitet haben, setzen sich ihnen gegenüber und der Austausch beginnt. Bei Partnerwechsel zieht dann die Gruppe des 2. Themas an den nächsten Platz (z. B. nach rechts) Beim Kugellager tauschen sich die Personen des Außenkreises mit den Personen, die ihnen im Innenkreis gegenübersitzen, aus. So geht ihr vor 1. Macht euch in eurem Viererteam noch einmal it, indem ihr euch eure themengleichen Steckbriefe gegenseitig vorstellt und gegebenenfalls korrigiert bzw. ergänzt. (10 Minuten) 2. Bildet ein Kugellager und berichtet euch gegenseitig von euren Säuren. Passt dabei besonders gut auf und versucht, euch die wichtigen Informationen eures Gesprächpartners zu dessen Säure zu merken. (10 Minuten) 3. Anschließend wandert der äußere Kreis des Kugellagers um einen Platz im Uhrzeigersinn weiter. Berichtet eurem neuen Partner, was ihr gerade über die andere Säure gehört habt, sodass euer Gegenüber dieses Wissen mit seinem eigenen Expertenwissen vergleichen und euch womöglich ergänzen bzw. korrigieren kann. (10 Minuten) 4. Zuletzt werden zwei Schüler ausgelost, die jeweils beide Steckbriefe vor der Klasse präsentieren.

7 25 von 30 Bist du it? Das Dissoziationsmemory M 13 Was hast du bisher über die Dissoziation gelernt? Teste dein Wissen in diesem Memory. Aufgaben 1. Schneide die folgenden Kärtchen aus und lege sie zu den richtigen Reaktionsgleichungen zusammen. Kontrolliere deine Ergebnisse mithilfe der Übersicht auf dem Lehrerpult. Übertrage die richtigen Ergebnisse in dein Heft. 2. Trage mit deinem Tischnachbarn ein Memorymatch aus, indem ihr die Kärtchen verdeckt auf den Tisch legt und immer drei Kärtchen aufdeckt, die zueinander passen müssen. Wer 3 Richtige hat, darf noch einmal umdrehen falls nicht, kommt der Nächste dran. Kontrolliert die Reaktionsgleichungen mithilfe eurer Hefteinträge. Sieger ist, wer die meisten Trios hat. H H H + + CO 3 2 HCl Salzsäure HNO 3 Salpetersäure H 2 CO 3 Kohlensäure F PO 4 3 NO 3 H + + H 3 PO 4 Phosphorsäure H 2 SO 4 Schwefelsäure 3 H + + SO 4 2- H + + Cl HF Flusssäure