Dieser Artikel dient auch als kleines Experiment, um die Möglichkeiten des LaTeX-Plugins QuickLaTeX auszuloten. Ich bin recht beeindruckt von den Satzmöglichkeiten, die ich hier nur zu 90% optimiert habe… Da können jetzt also noch weitere Artikel aus der Serie “Wie man leicht sieht…” folgen. Dort habe ich für die Formeln einen Webdienst bemüht, der aus TeX-Syntax Vektorgrafiken erstellt – das sieht natürlich dann hübscher aus, tippt sich aber nicht so fluffig.

Zur Sache

Die Nernstsche Gleichung ist einer der fundamentalen Lerninhalte im Bereich der Elektrochemie und prinzipiell eigentlich nichts weiter als ein arg verklausurliertes chemische Gleichgewicht, also ein anderer Ausdruck für K – im Prinzip natürlich. In Schulbüchern läuft einem das Ding eigentlich fast nur in dieser Form über den Weg:

oder auch:

Wie erhält man nun die Nernstsche Gleichung für beliebige chemische Gleichgewichte?

Für das Chlorsystem gilt:

Für dieses Gleichgewicht stellt die Nernstsche Gleichung quasi eine Umrechnungsvorschrift dar. So kann ich z.B. aus einem gemessenen Potential eine tatsächlich vorhandene Chloridionenkonzentration in einem Gleichgewicht berechnen. Dazu bestimme ich zunächst auf beiden Seiten der Gleichung (2) die zugehörigen Oxidationszahlen:

Das Chloridion besitzt mit -I die niedrigere Oxidationzahl und ist damit die reduzierte Form (Red). Das Chlormolekül ist die oxidierte Form (Ox). Jetzt muss ich dem Term für K so aufstellen, dass die oxidierte Form oben steht:

Elektronen und das Chlorgas besitzen in einer Lösung keine Konzentration bzw. diese kann als konstant angenommen und gleich 1 gesetzt werden. Damit lautet die Gleichung:

Freundlicherweise gilt außerdem:

d.h., ich kann die Potenz aus dem Nenner des letzten Faktors vor den Ausdruck ziehen, weil der Zähler netterweise gleich 1 ist:

und dann kürzen:

Chemiebücher schreiben die Nernstsche Gleichung gerne anders auf, wenn die reduzierte Form die lösliche ist, indem sie meist stillschweigend voraussetzen, dass gilt:

also hier konkret:

bzw. mit vorgeholtem Minuszeichen und anderer Bruchschreibweise:

Ich finde diese Unterscheidung nicht besonders sinnvoll. Natürlich sieht die Gleichung so für SuS erstmal einfacher aus, aber es bleibt eben das Problem, wann ein Minuszeichen und wann ein Pluszeichen in der Nernstschen Gleichung verwendet werden soll/muss. Ich lege mich im Unterricht immer auf die Variante mit dem Pluszeichen fest. So bekommt man jedes Redoxsystem durch eine einfache Schrittfolge in den Griff.

Ein schweres Beispiel

Das Permanganatsystem ist schon nicht ganz einfach.

Schritt 1: Oxidationszahlen bestimmen – Wo ist die reduzierte Form?

Dafür schauen wir uns die Permanganat- und Manganionen an:

Das Manganion besitzt die niedrigere Oxidationszahl, ist also die reduzierte Form. Demnach muss die rechte Seite der Gleichung im Term für K nach unten.

Schritt 2: Ausdruck für K bestimmen

Die Konzentration des Lösungsmittels Wasser kann als konstant angenommen und gleich 1 gesetzt werden, taucht im Nenner also nicht mehr auf:

Schritt 3: Ausdruck in die Nernstsche Gleichung einsetzen

1. Sascha Lobo sagt auf der Res Publica 2011 sehr viel zur digitalen Gesellschaft, was 1:1 auch auf Lehrer übetragbar ist – mir natürlich aber auch in dem Originalkontext gut gefällt. Wer mag, kann dazu z.B. bei Herrn Larbig vor allem auch in den Kommentaren weiterlesen.
2. Neu auf YouTube ist die ARTE-Dokumentation “Kaufen für die Müllhalde” zu sehen. Schön, dass wir in der Netzwelt nie das Neueste wollen…
3. Dazu passt nach wie vor Ellis Blog – ein Jahr in Afrika. Es gibt Probleme und Probleme auf der Welt und eben Probleme, die anderswo viel mehr Probleme machen.
4. Bei Walter Fendt gibt es tolle Physikapplets (teilweise auch in Chemie anwendbar) – die muss man auch nicht wegwerfen…
5. Wer schon immer einmal ein Elektronrastermikroskop für die Schule selbst bauen wollte, wird hier fündig – schlappe 2000,- Dollar, Software nicht inklusive.
6. 500t TNT explodieren ungefähr so. Naja – zumindest strahlt es hinterher nicht.

Ansonsten beginnen hier die Osterferien mit der OpenOffizierung der Erwartungshorizonte für das Chemieabitur für meine 15 Abiturklausuren auf erhöhtem Niveau. Ich bereite dazu auch etwas auf dem Dienstweg vor. Wird im nächsten Jahr bestimmt wieder anders. Vielleicht sollte ich mich auch von Sätzen wie:

Ich bereite euch nicht auf das Abitur vor. Ich möchte, dass ihr im Neben- oder Hauptfach Chemie auf dem weiteren Bildungswegs gut klarkommt! (dann bekommen sie ihr Abitur übrigens auch… )

endgültig verabschieden…

Erfahrung 1:

Die Mitarbeit ist dann am intensivsten, wenn ich anspruchsvollen Stoff aufbereite. Vermeintlich fluffige, vom Kurs selbst gewünschte Themen – z.B. Drogen und Medikamente – verloren schnell an Schwung, da das dazu notwendige chemische und biologische Wissen doch recht komplex ist, um es sich nebenbei anzueignen. Grundlagenchemie, die anderen Fächern dient, z.B. Fette, Eiweiße oder Zucker wurden gerne mitgenommen – obwohl das eigentlich recht klassisch ist.

Erfahrung 2:

Wir machen gerade ein Projekt (Ich war aber der Böse, der es vorgeschlagen hat…). Dabei wollen wir rund um das Thema Farben Kindergartenkindern chemisches Denken vermitteln, z.B. mit

• Rotkohlindikator
• Papierchromatographie
• einer selbst gebauten Lavalampe, deren Funktion auf Dichteunterschieden beruht
• Gas- und Schaumbildung (Teilchennmodell)
• Milchbildern (Tenside und Lebensmittelfarbe)

Dabei werden uns tatsächlich Kindergartenkinder besuchen. Die Versuche haben die SuS selbst erarbeitet. “Pütscher, pütcher, pütscher” ist dabei zu wenig – es soll auch ein bisschen auf kindgerechtem Niveau um Naturwissenschaft gehen – Was haben Lebensmittel gemeinsam, die Rotkohlsaft rot färben usw.?

Diese Woche durften einige aus dem Kurs “Kind” spielen und die Stationsbetreuer sollten mit ihnen die Aufgabe an der Station durchführen. Erstmal mögen auch Oberstufenschüler gerne Kinder spielen und es kam tatsächlich auch zu durchaus realen Katastrophen (Nichteinhaltung der Versuchsbeschreibungen, wildes Herumgemansche usw.).

Eine Gruppe hatte ihren Versuch perfekt vorbereitet – er klappte wie am Schnürchen und auch sinnvolle Vorbereitungsversuche waren integriert.  Allein – sie konnten ihren Versuch überhaupt nicht vermitteln und schon gar nicht kindgerecht.

Mögliche Reaktion von mir: “Hm – also das war ja eindeutig Teil der Aufgabe und diese Leistung geht jetzt in die Gesamtnote ein!”

Es reichte ein: “Am … sitzen da sechs neugierige Kinderaugen, die sich auf den Tag gefreut haben und euch anschauen.” – Das saß.

Das hat mich berührt. Ich hatte den Eindruck, dass die SuS in diesem Moment etwas verstanden hatten, was sie durch die erste Reaktion nie hätten lernen können. Vielleicht denke ich da jetzt zu romantisch: Aber eventuell braucht Schule mehr von diesen Erkenntnisprozessen.

Es steht im Prinzip auch im Curriculum so drin, aber dort stehen eben auch lange Listen von abiturrelevanten Themen. In einem Abdeckerkurs ist das fast egal – Halbjahresnote und gut. In einem Kurs auf erhöhtem Niveau habe ich nicht die Zeit für dererlei Luxus. Das vermeintlich Unwichtige bietet in der Schule nach meiner Erfahrung viel mehr Raum für Freiheit und Experimente. Deswegen bin ich auch ein Freund des Seminarfachs.

In der Chemie hat man es sehr oft mit Zahlenverhältnissen zu tun – seltener mit Massenverhältnissen. Das einfachste Beispiel ist die sogenannte Summen- oder Verhältnisformel. So bedeutet

Cu₂S

etwa, dass im Stoff Kupfer(I)-Sulfid immer zwei Kupferatome auf ein Schwefelatom kommen, bzw. das Anzahlverhältnis von Kupfer- zu Schwefelatomen

2:1

beträgt. Nun haben wir so gewisse Probleme, Atome in der realen Welt optisch auszumachen – zwar kann unser Auge wenige Photonen wahrnehmen, einzelne Atome lassen sich damit jedoch nicht anschauen. Selbst Elektronenrastermikroskope (stehen eher nicht in der Schule herum) machen im Prinzip lediglich Elektronen(-hüllen) durch Elektronen sichtbar – die dort abgebildete Wirklichkeit passt jedoch erstaunlich gut zur Quantentheorie. Dennoch kommt der Begriff “Atom” (von griech. ἄτομος/átomos) schon in der Antike und weit vor der Erfindung des Rastermikroskops vor. Wie um Himmels Willen sind die Menschen darauf gekommen, dass unsere Welt aus winzigen, kleinen Teilchen besteht?

Im Wesentlichen wurde zu experimentellen Befunden eine Theorie entwickelt.  Lässt man Stoffe miteinander reagieren, so tun sie das immer in einem ganz bestimmten Massenverhältnis. Ein klassisches Beispiel ist dieser Versuch. Wie kommt man aber von der Tatsache, dass Stoffe in einem bestimmten Massenverhältnis miteinander reagieren, zur Annahme, dass Atome, d.h. winzige Teilchen mit weitgehend konstanter Masse existieren?

Meine bisherigen Lösungansätze

Schritt 1:

Ich mache im Unterricht diesen oder diesen Versuch, bzw. lasse ihn die SuS machen. Ich achte darauf, dass die Ergebnisse ungefähr hinkommen – deswegen schiebe ich oft noch die Kupferoxidgeschichte hinterher, wenn der erste Versuch nicht so eindeutig verläuft. Man bekommt heraus, dass Stoffe nicht in jedem beliebigen Massenverhältnis miteinander reagieren – anschaulich wird das besonders dadurch, indem man für jede Teilmessung normiert, d.h. z.B. immer berechnen lässt, mit wie welcher Masse Schwefel bzw. Sauerstoff 1g Kupfer reagiert hätte. Dafür braucht es heute nicht einmal einen Dreisatz mehr, da ich hier in Niedersachsen Raubbau in der Mathematik betreiben kann. Die lehrt Proportionalitäten in ihren Spiralcurriculum nämlich so:

Man muss nur operationalisieren, wie man auf den Faktor kommt (Fall 1: Die Zahl 1 ist kleiner als der Messwert, Fall 2: Die Zahl 2 ist größer als der Messwert). – das kennen die SuS aber eigentlich aus dem Mathematikunterricht, bzw. das kommt dann schnell wieder. Früher habe ich tatsächlich Verhältnisgleichungen mit den SuS aufgelöst oder Geraden mit Steigungsdreiecken gezeichnet. Damit erlebe ich heute eher keine Erfolge mehr. Es ist eben so wie es ist und die oben skizzierte Rechenoperation ist durch den Mathematikunterricht in der 7. Klasse hier in Niedersachsen sicher eingeführt.

Schritt 2:

Ich verteile zwei Arten von Kugeln. Leichte und schwere Kugeln, wobei die Kugeln beider Gattungen aber ungefähr die gleiche Masse haben. Jede Gruppe erhält zusätzlich eine Waage und soll mit einem definierten Startwert von Kugeln beginnen, also etwa drei leichten und einer schweren Kugel. Die Masse der leichten Kugel wird insgesamt bestimmt wie auch die Masse der schweren Kugel. In den weiteren Durchgängen soll das Massenverhältnis von leichten und schweren Kugelportionen stets erhalten bleiben und die jeweiligen Anzahlen von leichten und schweren Kugeln sollen notiert werden.

Eine Tabelle könnte dann so aussehen:

Herauskommen soll natürlich: Halte ich das Massenverhältnis der beiden Kugelarten konstant, so bleibt auch das Anzahlverhältnis konstant. Ich fürchte bloß, dass heute kaum noch etwas mit dem Begriff “Zahlenverhältnis” anfangen kann – natürlich könnte ich bei der Tabelle wieder hergehen und jeweils auf eine schwere Kugel normieren…

Schritt 3:

Was bedeutet das für den Versuch mit Kupfer und Schwefel bzw. Sauerstoff? Eine mögliche Erklärung für unsere Beobachtung der konstanten Massenverhältnisse könnte darin liegen, dass die Stoffe Kupfer und Schwefel aus einander gleichen, aber stoffspezifisch unterschiedlich schweren “Kugeln”, den Atomen aufgebaut sind – es gibt fairerweise auch andere Erklärungen, aber das klingt erstmal plausibel. Die Kiste so zu erklären deckt sich zudem mit anderen Beobachtungen aus der Chemie.

Schritt 4:

Dann kommt ein kleiner Exkurs in den Begriff des Verhältnisses. Ich arbeite immer mit Mädchen- und Jungenportionen in einer Klasse: Wenn jeder Junge 40 Kilo wiegt, wie viele Jungen sind dann in einer Jungenportion mit einer Masse 400 Kilo enthalten?  Dann ist der Weg zur Berechnung von Anzahlverhältnissen nicht mehr weit.

Von

n(Junge)=m(Jungenportion)/m(Junge)

ist es dann auch nicht mehr weit zu

n(Kupferatom)=m(Kupferportion)/m(Kupferatom)

Man kann sogar ketzerische Fragen stellen, on die Jungen lieber in Klasse a) wäre, für die gilt:

n(Jungen)/n(Mädchen) > 1

oder in Klasse b), für die gilt:

n(Jungen)/n(Mädchen) < 1

Problem:

Ich finde keinen überzeugenden Übergang von Schritt 2 zu Schritt 3. Ich muss das im Unterricht immer übers didaktische Knie brechen. Ich habe in diesem Jahr auch schon Schritt 4 vorgezogen… Immer seltener höre ich diesen Gedankengang von meinen SuS. Vielleicht ist Schritt 2 ja auch doof. Oder die SuS gehen in ihrem Alltag selten mit Verhältnissen um… . Vielleicht lässt sich im Vorwege noch mehr und etwas anders machen. Habt ihr da draußen Ideen? Ich hätte es schon gerne etwas selbstbestimmter, weil für mich genau so etwas ja auch naturwissenschaftliches Denken ausmacht.

Ursprünglich habe ich ich dieses Material in der Oberstufe eingesetzt, wobei zusätzlich das vereinfachte Orbitalmodell mit enthalten war – leider weiß ich nicht mehr, woher  dort die Illustrationen stammen. Daher gibt es nur die Teile, von denen ich sicher weiß, dass sie frei von Rechten Dritter sind.

Hier das Material: ODT PDF

Es kann also gut sein, dass die folgende Aufgabe wie auch ungezählte Chemiestunden in deutschen Klassenzimmern bald Makulatur sein könnten. Aber da gibt es noch weitere Beispiele auf dem Prüfstand (d-Orbitale bei der Schwefelsäure)… Bei den Tensiden ist es eigentlich schade – die Theorie ist so einleuchtend und fügt sich hervorragend in das Vorwissen der SuS aus der Mittelstufe ein.

Vorwissen der SuS:

Die SuS wussten bereits den grundsätzlichen Aufbau eines Seifenanions, kannten seinen Herstellungsprozess mit Mechanismus (Verseifungsreaktion), wussten, wie der Reinigungsprozess grundsätzlich abläuft. Sie wussten noch nichts über die Grenzflächenaktivität von Seifen und den genaueren Ablauf des Dispergierungsprozesses, insbesondere nichts über das “Zerbrechen” der Schmutzteilchen durch die Abstoßung der polaren Seifenmolekülareale.

Die Filme

Die Aufgabe

Die SuS sollten für jeden Film Aspekte notieren, deren Darstellung sie für gelungen bzw. nicht so gelungen hielten sowie zusätzlich für sie neue Informationen stichpunktartig herausstellen.

Erläuterung

Jeder Film hat seine Stärken und Schwächen. In zentralen Punkten überlappen sie sich inhaltlich. Gerade durch den unterschiedlichen Zugang zum Stoff habe ich mir eine Festigung des bereits eingeführten Unterrichtsstoffes erhofft. Die Filme durften sich die SuS zweimal anschauen: Einmal konsumativ zur Orientierung, einmal mit dem konkreten Arbeitsauftrag. Viele chemische Zusammenhänge sind im zweiten Film übrigens unkorrekt zur bisher noch gültigen Lehrmeinung bearbeitet, jedoch stellt er die historischen Gewinnung von Seifen als einziger in dieser Breite dar. Der Erste setzt bei der Darstellung des Waschprozesses stark auf Makroaufnahmen, die 3d-Animationen des Letzten sind die ausgereiftesten.

Coffein ist in Wasser recht gut löslich und als reiner Stoff im Chemikalienhandel zu moderaten Preisen zu bekommen. Bei uns habe ich eine jungfräuliche 500g Packung im Giftschrank entdeckt. Gängige Versuchsvorschriften fordern die Zubereitung von fünf Lösungen zur Erstellung der Eichkurve mit folgenden Massenkonzentrationen:

1. 100mg/L
2. 200mg/L
3. 300mg/L
4. 400mg/L
5. 500mg/L

Man braucht eine gute Waage und am besten auch fünf 1L-Maßkolben, damit man die entsprechenden Mengen einwiegen kann. Ein übliche Schulwaage weist eine maximalöe Genauigkeit von d=0,01g (=10mg) auf, sodass man bei der Lösung mit der kleinsten Massenkonzentration schon von vornherein einen saftigen Wägefehler macht, oder den Maßkolben noch eine Nummer größer wählen muss. Diese Lösungen sind farblos und damit einer fotometrischen Untersuchung nicht zugänglich.

Deswegen nutzt man aus, dass Coffein in saurer Lösung bei Anwesenheit von Iodid schwerlösliches Periodid bildet und als solches spezifisch ausfällt. Hier sieht man zwei Coffein-Lösungen (V=10mL), die mit jeweils 1mL Jod/Kaliumiodidlösung (c=0,05mol/L) versetzt wurden, nach dem Ansäuern mit ca. 1mL 25%iger Schwefelsäure:

Das Coffeinperiodid fällt als Feststoff aus. Es Erfolgt eine Abtrennung des selbigen durch zehnminütiges Zentrifugieren – leider war das eine Zentrifugengläschen nicht ganz fettfrei, sodass sich etwas Periodid auch am Rand abgesetzt hat:

Die überschüssige Lösung wird abdekantiert, der Niederschlag noch einmal mit Deionat gewaschen, erneut zentrifugiert und dann mit 10mL Methanol in Lösung gebracht. Das sieht dann so aus:

Links befindet sich eine Lösung mit 200mg Coffein pro Liter, rechts eine mit 500mg je Liter. Es is deutlich zu erkennen, dass da im Methanol bedeutend mehr Coffeinperiodid herumschwimmt. Für alle fünf Lösungen (s.o.) wird diese Prozedur wiederholt – nochmal in Kurzform:

1. 10mL Eichlösung in ein Zentrifugengläschen abpipettieren
2. Mit 1mL Iod/Kaliumiodidlösung versetzen (c=0,05mol/L)
3. Mit 1mL 25%iger Schwefelsäure versetzen
4. 10 Minuten zentrifugieren
5. Abdekantieren
6. Rückstand mit ca. 10mL Deionat waschen
7. 10 Minuten zentrifugieren
8. Abdekantieren
9. Niederschlag in 10mL Methanol lösen

Das kann man gut mit SuS machen. Mit einer Handzentrifuge tut man auch etwas für den Muskelaufbau. So sehen dann die fertigen Eichlösungen aus:

Danach soll lt. Anleitung von allen Lösungen die Extinktion bei 480nm bestimmt und gegen die Massenkonzentration aufgetragen werden. Wenn wir uns im Bereich des Lambert-Beerschen Gesetzes bewegen, ergibt sich eine Gerade, mit deren Hilfe wir dann beliebigen Extinktionswerte von Coffeinlösungen einer Massenkonzentration zuordnen können. So der Plan.

Dazu müssen wir unsere Proben (Cola, Kaffee, Tee, Redbull etc.) genau so behandeln wie unsere Eichlösungen: Das Periodid setzt sich in der Zentrifuge ab und der Rest wird abdekantiert. Mit Wasser waschen, in Methanol lösen und schauen. Die SuS bringen Getränke mit und messen dann selbstständig nach Vorbehandlung ihrer Proben im Fotometer die Extinktion. Zwei Doppelstunden dauert das mindestens. Wenn das Verfahren der Fotometrie noch nicht eingeführt ist, dauert es noch länger.

Auswertung:

Das Ergebnis war recht durchwachsen und stimmte teilweise gut (Kaffee, Tee, Cola), teilweise gar nicht (Energydrinks) mit den Verpackungsangaben der Hersteller überein. Der Werte wurde umso schlechter, je mehr Coffeingehalt die Getränke tatsächlich besaßen. Das legte den Verdacht nahe, dass die Lösungen zu “fett” für unser Fotometer sind. Durch ein Vollspektrum der oben fotografierten Lösungen lässt sich das überprüfen:

Wenn man sich im Bereich von Lambert-Beer bewegt, sind beide Kurven um einen Faktor in y-Richtung verschoben. Das kann man am Beispiel des Kaliumpermanganats hier im Blog ganz gut sehen. Im Falle des Coffeinperiodidspektrums kommt es bei der konzentrierteren Lösung (rote Kurve) im Vergleich zur verdünnten (blaue Kurve) zu einer Verschiebung des gesamten Spektrums.  Zusätzlich sind die Extinktionswerte schon recht hoch. Meine ermittelten Vollspektren sind schon realistisch und passen zu entsprechenden Messungen, die man im Web so findet:

Auf Basis meiner Messungen kann ich die Wellenlänge von 480nm zur Extinktionsbestimmung auch nicht nachvollziehen, da ein Maximum eher bei 460nm liegt. Da das Spektrum bei hohen Konzentrationen aus dem Kurs läuft, wird natürlich auf der Fehler unter Annahme eines linearen Zusammenhangs in diesem Bereich größer.

Wenn ich das Verfahren noch einmal im Unterricht einsetze, werde ich entweder von niedriger konzentrierten Lösungen ausgehen, oder mehr Methanol zusetzen, um die Extinktion herunterzubekommen. Fotometer ist nicht Fotometer. Da macht offenbar nur Versuch klug.

]]> http://riecken.de/index.php/2010/12/coffeinbestimmung-in-getranken/feed/ 0 http://riecken.de/index.php/2010/11/radikalische_polymerisation_aufgabe/ http://riecken.de/index.php/2010/11/radikalische_polymerisation_aufgabe/#comments Sun, 21 Nov 2010 14:52:11 +0000 Maik Riecken http://riecken.de/?p=2782 Angeregt von Herrn Larbigs Artikel ist mir eben doch glatt noch eine Aufgabe eingefallen, die gut zu meiner Chemiestunde morgen passt. Es geht dabei um die radikalische Polymerisation – erstmal an Ethen.

Dazu gibt es drei Videos auf YouTube sowie einen Text aus dem Schulbuch:

Video 1:

Video 2:

Video 3:

Aufgabe:

Stellen Sie tabellarisch die fachlichen Vorzüge und Nachtteile des jeweiligen Videos zusammen. Verwenden Sie dabei sowohl den Ihnen vorliegenden Text aus dem Schulbuch als auch den entsprechenden Wikipediaartikel.

Kommentar:

Das dauert natürlich etwas, das Zeug zusammenzusuchen und auch im Vorwege zu sichten. Aber ich finde, dass so eine medial (oder: besser neu “mitteal”) aufbereitete Aufgabe einfach mehr Gehirnzellen zu aktivieren vermag und eben eine selbstständige Auseinandersetzung mit dem Stoff verlangt. Das Ergebnis müsste jetzt nur noch in GoogleDocs oder in einem Blog festgehalten werden und dann noch durch die Gruppe aufbereitet/zur Essenz eingedampft werden.

Ach so:

Wenn Themen durch das Ministerium für das Abitur verbindlich vorgegeben werden, ist das mit der freien Themenwahl irgendwie doof. Die radikalische Polymerisation ist vorgegeben für 2011…

Aufgabe 1:

Bei der Siedepunktsbestimmung von Methanol wurden die Werte ermittelt, die in der unten stehenden Tabelle verzeichnet sind.

Tabelle 1:

a) Übertrage die Werte in ein Diagramm und zeichne die Siedekurve ein.

b) Bestimme mit Hilfe deines Diagrammes den Siedepunkt von Methanol graphisch.

Aufgabe 2:

Die Siedepunktsbestimmung von Methanol wurde von acht verschiedenen Gruppen innerhalb einer Klasse vorgenommen. Dabei ergibt sich folgendes Ergebnis:

Bestimme aus diesem Klassenergebnis den Siedepunkt von Methanol!

Downloadmöglichleit

Link zum Download: PDF ODT

Erläuterungen

Bei Aufgabe 1 kommt es mir darauf an, dass die SuS eine geeignete Skalierung wählen (Ausnutzung des Blattes) und die Siedekurve durch die Messpunkte graphisch interpolieren. Es herrscht immer noch die Unsitte, Messpunkte einfach stumpf zu verbinden und damit zu unterstellen, es läge im Bereich von Messpunkt 1 bis Messpunkt 2 ein linearer Verlauf vor.

Begünstigt wird dies durch Tabellenkalkulationsprogramme, die das in der Grundeinstellung genau so machen und auch nicht immer per Default eine geeignete Skalierung vorgeben. Wenn meine SuS ihre grafikfähigen Taschenrechner in der Hand halten (2. Halbjahr der 7. Klasse), dann werden wir natürlich damit arbeiten…

Bei Aufgabe 2 sollen die SuS offensichtlich unplausible Ergebnisse eliminieren und danach den Mittelwert in angemessener Genauigkeit bestimmen (eine Nachkommastelle). So kann man in diesem Fall die Türmchenrechnerei an der zweiten Nachkommastelle abbrechen…

Natürlich haben wir im Vorwege Siedetemperaturen experimentell bestimmt und dabei das grundsätzliche Verfahren kennen gelernt – das Arbeitsblatt habe ich direkt nach den Herbstferien zur Wiederholung hineingegeben und bin währenddessen von Schüler zu Schülerin gegangen, um die “sonstigen Leistungen” zu besprechen und zu benoten.