Didaktische FWU-DVD. Korrosion

Transkript

1 Didaktische FWU-DVD

2 Zur Bedienung Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung (DVD-Player) oder der Maus (Computer) können Sie Menüpunkte und Buttons ansteuern und mit der OK-Taste bzw. Mausklick starten. Hauptmenü führt zurück zum Hauptmenü. zurück führt zum jeweils übergeordneten Menü. Über Info ein / Info aus können Zusatzinformationen ein- / ausgeblendet werden. Mit den Buttons > und < können Sie zwischen Bildern / Grafiken vor- / zurückblättern. Um das Arbeitsmaterial zu sichten / auszudrucken, legen Sie die DVD in das Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen den Ordner material. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite. Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards Die Schülerinnen und Schüler verfügen über ein strukturiertes Basis wissen auf der Grundlage der Basiskonzepte; können svorgänge als chemische Reaktionen darstellen; können Redoxgleichungen aufstellen; führen qualitative und einfache quantitative experimentelle und andere Untersuchungen durch und protokollieren diese; recherchieren zu einem chemischen Sachverhalt in unterschiedlichen Quellen; beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fach sprache und/oder mithilfe von Modellen und Darstellungen; nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. 2

3 Zum Inhalt (Film 24 min) Das Phänomen der begegnet uns an vielen Stellen in unserer Umgebung. Der Film erklärt mithilfe von Animationen die chemischen Vorgänge, die hinter der von Metallen stecken. Letztendlich handelt es sich um Redoxreaktionen, die dazu führen, dass Metalle mit Sauerstoff zu Metalloxiden reagieren. Anhand der Beispiele Aluminium und Eisen werden die einzelnen Reaktionsschritte erläutert. Die unterschiedliche Anfälligkeit verschiedener Metalle für wird anhand der Spannungsreihe der Metalle erklärt. Da durch beträchtliche wirtschaftliche Schäden verursacht werden, spielt der sschutz eine wichtige Rolle. Der Film zeigt einige Möglichkeiten, Metalle vor der Zerstörung durch zu bewahren. Menü (Sequenzen) Metalle (Filmsequenz 2:40 min) Das Fahrrad des animierten Hauptdarstellers Paul besteht aus zahlreichen unterschiedlichen Materialen. Mithilfe 3

4 des Periodensystems wird die Einteilung in Metalle und Nichtmetalle verdeutlicht. Die besonderen Eigenschaften der Metalle machen sie zu beliebten Werkstoffen. Was ist? (Filmsequenz 3:10 min) Anhand des rostenden Fahrrads des Hauptdarstellers werden die Zuschauer an die Thematik herangeführt. Bei der wird ein Werkstoff durch die Reaktion mit seiner Umgebung so stark verändert, dass er unbrauchbar wird. Speziell Eisen ist anfällig dafür. In Gegenwart von Wasser reagiert das Metall mit Sauerstoff und es entstehen Metalloxide. Es handelt sich um Redoxreaktionen. Spannungsreihe der Metalle (Filmsequenz 3:10 min) In der Spannungsreihe der Metalle sind diese entsprechend ihrer Neigung Elektronen abzugeben angeordnet. So lassen sich die Metalle als edel bzw. unedel klassifizieren. Die unedlen Metalle (oben in der Spannungsreihe) sind immer bestrebt, Elektronen abzugeben und in ihren natürlichen, energiearmen Zustand zurückzukehren. Beim Eisen ist dieser Zustand Eisenoxid, also Rost. Diesen Vorgang nennt man. Oxidation von Aluminium (Filmsequenz 3:00 min) Am Beispiel von Aluminium werden die Reaktionsgleichungen der vorgestellt. Die Reaktion von Aluminium 4

5 mit Sauerstoff besteht aus der Oxidation des Aluminiums und der Reduktion des Sauerstoffs es handelt sich um eine Redoxreaktion. Das Besondere ist in diesem Fall, dass nur die oberste Schicht des Metalls von der betroffen ist die dünne sschicht schützt das darunterliegende Aluminium. Oxidation von Eisen: Rosten (Filmsequenz 5:10 min) Kommt Eisen mit Sauerstoff und Wasser in Berührung, fängt es an zu rosten. Diese Sequenz erklärt ausführlich die einzelnen Teilschritte des Rostens. Es finden zwei Redoxreaktionen statt aus dem Eisen bildet sich schließlich ein Gemisch aus Eisen(II)-Oxid und Eisen(III)-Oxid: Rost. sschutz (Filmsequenz 5:40 min) führt zu erheblichen wirtschaftlichen Schäden. Ganze Industriezweige haben sich darauf spezialisiert, gegen diese Zerstörung anzukämpfen. In dieser Sequenz werden verschiedene Methoden des sschutzes vorgestellt. Menü von Eisen: Redoxreaktionen (Bild / Grafiken) (Bild) Auf dieser Bildtafel sind vier Beispiele für dargestellt: Rost (Eisen), Patina (Kupfer), Aluminiumoxid und Silbersulfid. Ein kurzer Infotext definiert den Begriff. 5

6 Redoxreaktion 1 (Grafiken) Auf zwei Seiten wird mithilfe von Grafiken, Texten und Reaktionsgleichungen die Entstehung des Rostbestandteils Eisen(II)-Oxid erklärt. Redoxreaktion 2 (Grafiken) Auf zwei Seiten wird mithilfe von Grafiken, Texten und Reaktionsgleichungen die Entstehung des Rostbestandteils Eisen(III)-Oxid erklärt. Interaktion Redoxreaktion Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe dieses Programms das Aufstellen von Redoxgleichungen üben. Es stehen 19 Reaktionsgleichungen zur Verfügung. Das Programm begleitet die einzelnen Schritte und gibt jeweils Rückmeldungen und Hilfestellungen. Rost (Grafik) Diese Seite fasst die verschiedenen Abläufe des Rostens zusammen und zeigt die Gesamtgleichung. 6

7 Arbeitsblatt / Arbeitsblatt 4 Rosten II von Eisen Aufgabe: Formuliere alle Wortgleichungen, die in der Abbildung dargestellt sind. Aufgabe: Rost wird als Mischoxid (MOX) bezeichnet, da es aus zwei Eisenoxiden besteht. Nenne die Molekülnamen der Oxide. 7

8 Verwendung im Unterricht Das Thema ist in den Chemielehrplänen in den Kapiteln Umwandlung von Stoffen und Redoxreaktionen vorgesehen (ab Jahr gangsstufe 7). Speziell bei der Einführung der Redoxreaktionen eignet sich das anschauliche Beispiel des Rostens, das auf der DVD ausführlich behandelt wird. Zur Ergänzung der auf der DVD dargestellten Inhalte wird der Einsatz der beigefügten Arbeitsblätter empfohlen. Die Produktion behandelt folgende Themenschwerpunkte: Arten und Folgen von Spannungsreihe der Metalle Oxidation Reduktion Redoxreaktion Rosten sschutz Die Produktion bietet eine Vielzahl an unterschiedlichen Medien (Filme, Sequenzen, Bilder, Grafiken), die in verschiedenen Unterrichtseinheiten eingesetzt werden können. Es ist hilfreich, sich zunächst die Programmstruktur zur Hand zu nehmen, die einen Überblick über die vorhandenen Medien gibt. Ergänzend werden zahlreiche Arbeitsblätter angeboten sowie eine Interaktion, die eine motivierende, spielerische Erarbeitung und Vertiefung der Lerninhalte fördern. In der Online-Fassung können Interaktion und Arbeitsblätter direkt aus den Menüs aufgerufen werden. Die Datei unter der Rubrik Verwendung im Unterricht gibt Hinweise zum Unterrichtseinsatz sowie detaillierte Beschreibungen der vorhandenen Materialien. 8

9 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht, eine Interaktion, Arbeitsblätter (mit Lösungen) und ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDF- als auch als Word-Dateien vor. Die PDF-Dateien können ausgedruckt werden. Die PDF-Dateien zum Ausfüllen können direkt am Computer ausgefüllt, abgespeichert und ausgedruckt werden. Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter (mit Lösungen und als PDFs zum Ausfüllen) Interaktion Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links Materialien Hinweise zum Einsatz im Unterricht 1) 2) Spannungsreihe 3) Rosten I von Eisen 4) Rosten II von Eisen 5) : Eisen und Rost 6) sschutz 7) sschutz im Straßenverkehr 8) Rätsel 9) Schülerübung Redoxreaktion Filmkommentar als PDF-Dokument ausführliches Begleitheft zur DVD Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien kommentierte Linksammlung zum Thema 9

10 Programmstruktur Hauptmenü Untermenüs Sequenzen Film 24 min Metalle Was ist? 2:40 min 3:10 min Sequenzen Spannungsreihe der Metalle 3:10 min von Eisen: Redoxreaktionen Bild/Grafiken Oxidation von Aluminium Oxidation von Eisen: Rosten sschutz 3:00 min 5:10 min 5:40 min Arbeitsmaterial Arbeitsmaterial Redoxreaktion 1 Redoxreaktion 2 Rost von Eisen: Redoxreaktionen Bild Grafiken Grafiken Grafik Verwendung im Unterricht Arbeitsblätter (mit Lösungen) Interaktion Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links 10

11 Produktionsangaben (DVD) Produktion FWU Institut für Film und Bild, 2012 Konzept Daniel Schaub, Michael Süß DVD-Authoring und Design msm-studios GmbH im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2012 Bildnachweis Fotolia.com: pzaxe, kasto istockphoto.com: Ollo Grafiken Dominic Bünning, Antonia Kühn Interaktion Christina Loock, Alexandros Kokkalis Arbeitsmaterial Anna Meinel Michael Süß Begleitheft Michael Süß Fachberatung Ullrich Hammon Pädagogischer Referent im FWU Daniel Schaub Produktionsangaben zum Film Produktion Dominic Bünning, Antonia Kühn im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2012 Buch, Regie & Gestaltung Dominic Bünning, Antonia Kühn Kamera Carsten Dammann Sound Sven Lütgen Sprecher Pascal Finkenauer Fachberatung Ullrich Hammon Redaktion Anne Köhler Daniel Schaub Mit besonderem Dank an: Jörg Steinemann, Holger Gaida & Robert Sedelmayer Uwe Just Fahrräder, Hamburg Fahrrad-Werkstatt Günther & Mark, Hamburg GfM FESIL Gesellschaft für Metallurgie & Legierungshandel mbh, Duisburg ZinkPower, Neumünster Schiefer & Co. Edelmetall-Scheideanstalt, Hamburg Martin Günther Spezial-Lackiererei, Hamburg Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 2012 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald Telefon (089) Telefax (089) info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet 11

12 Didaktische FWU-DVD begegnet uns tagtäglich in unserer Umgebung und richtet zum Teil erhebliche Schäden an. Die didaktische DVD visualisiert in anschaulichen Animationen die Reaktionsabläufe der Oxidation von Aluminium und von Eisen ( Rosten ). Zusätzlich werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie man vermeiden kann. Im ROM- Teil stehen zusätzlich Arbeitsblätter, eine Interaktion (Aufstellen von Redoxgleichungen), didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Erscheinungsjahr: 2012 Laufzeit: 24 min Filmsequenzen: 6 Sprache: Deutsch DVD-ROM-Teil: Unterrichtsmaterialien Arbeitsblätter: 9 (mit Lösungen und als PDFs zum Ausfüllen) Interaktion: 1 Adressaten: Allgemeinbildende Schule (Klasse 7-10); Erwachsenenbildung Schlagwörter: Aluminium, Eisen, Eisenoxid, Elektron, Fahrrad,, sschutz, Kupfer, Metall, Oxidation, Patina, Reaktion, Reaktionsgleichung, Redoxgleichung, Redoxreaktion, Reduktion, Rost, Sauerstoff, Silber, Spannungsreihe Systematik: Chemie Anorganische Chemie Redoxreaktionen Angewandte Chemie Technische Chemie, Chemie in Alltag und Umwelt FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz Grünwald Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) info@fwu.de Lehrprogramm gemäß 14 JuSchG GEMAFREI Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC: DVD-Laufwerk und DVD- Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/ Vista/Windows Bestell-Hotline: +49 (0) vertrieb@fwu.de