Molekülbau und Siedepunkt

Eine typi­sche Auf­ga­be im Anfangs­un­ter­richt in orga­ni­scher Che­mie (für die mich jeder Mole­ku­lar­che­mi­ker auf­grund der immensen didak­ti­schen Reduk­ti­on kil­len wür­de) könn­te fol­gen­der­ma­ßen aussehen:

Ihnen lie­gen fünf orga­ni­sche Ver­bin­dun­gen vor, deren Sie­de­punkt jeweils über dem Mole­kül ange­ge­ben ist. Begrün­den Sie nach­voll­zieh­bar anhand der Mole­kül­ei­gen­schaf­ten, war­um die Sie­de­punk­te vom Methan bis zum Was­ser in die­ser Rei­he ansteigen! 

Methan
Sie­de­punkt: ‑162°C


Tetraf­lu­or­ethan
Sie­de­punkt: ‑128°C


2‑Methylbutan
Sie­de­punkt: 28°C


n‑Pentan
Sie­de­punkt: 36°C


Was­ser
Sie­de­punkt: 100°C


Mus­ter­ant­wort:

Ent­schei­dend für den Sie­de­punkt sind im Wesent­li­chen zwei Fak­to­ren: Die Mole­kül­mas­se und inter­mo­le­ku­la­re Wech­sel­wir­kun­gen. Bei den Wech­sel­wir­kun­gen ist fer­ner zu unter­schei­den zwi­schen Van-der-Waals-Kräf­ten, elek­tro­sta­ti­schen Wech­sel­wir­kun­gen auf­grund von pola­ren Atom­bin­dun­gen im Mole­kül und Was­ser­stoff­brü­cken­bin­dun­gen. Dabei gel­ten fol­gen­den Gesetzmäßigkeiten:

  1. Je grö­ßer die Mole­kül­mas­se, des­to mehr kine­ti­sche Ener­gie ist erfor­der­lich, um ein Mole­kül aus dem Flüs­sig­keits­ver­band in die Gas­pha­se zu über­füh­ren und des­to höher wird der Sie­de­punkt der Ver­bin­dung liegen.
  2. Je grö­ßer die inter­mo­le­ku­la­ren Wech­sel­wir­kun­gen, des­to schwie­ri­ger ist es, die Mole­kü­le von­ein­an­der zu tren­nen. Die­se Tren­nung ist jedoch erfor­der­lich für den Über­gang in die Gas­pha­se. Daher sind bei gro­ßen inter­mo­le­ku­la­ren Wech­sel­wir­kun­gen höhe­re Tem­pe­ra­tu­ren zur deren Über­win­dung erforderlich.
  3. Die Van-der-Waals-Kraft ist die schwächs­te inter­mo­le­ku­la­re Kraft. Sie ist direkt abhän­gig von der Kon­takt­flä­che, mit der sich zwei Mole­kü­le berüh­ren kön­nen. Die Van-der-Waals-Kraft steigt mit der Län­ge der Ket­te und sinkt mit einem wach­sen­den Ver­zwei­gungs­grad des Moleküls.
  4. Elek­tro­sta­ti­sche Wech­sel­wir­kun­gen (pola­re Anzie­hungs­kräf­te) kön­nen nur bei Mole­kü­len wir­ken, die über eine oder meh­re­re pola­re Atom­bin­dun­gen ver­fü­gen. Dabei bil­den sich Par­ti­al­la­dun­gen aus. Ent­ge­gen­ge­rich­te­te Par­ti­al­la­dun­gen bedin­gen eine elek­tro­sta­ti­sche Anzie­hungs­kraft. Die Kraft der elek­tro­sta­ti­schen Anzie­hungs­kräf­te über­wiegt gera­de bei klei­nen Mole­kü­len mit wenig Kon­takt­flä­che in ihrer Stär­ke oft die Van-der-Waals-Kraft, weil sie eben dau­er­haft (= sta­tisch) auf­tre­ten und nicht wie die Van-der-Waals-Kräf­te tem­po­rär indu­ziert und damit von sta­tis­ti­schen Gege­ben­hei­ten abhän­gig sind. Bei gro­ßen Mole­kü­le kann der Betrag der Van-Der-Waals-Kraft jedoch beträcht­li­che Grö­ßen­ord­nun­gen aufweisen.
  5. Was­ser­stoff­brü­cken­bin­dun­gen sind sehr star­ke inter­mo­le­ku­la­re Wech­sel­wir­kun­gen und in ihrer Stär­ke den Van-der-Waals- und elek­tro­sta­ti­schen Kräf­ten über­ge­ord­net Für ihre Aus­bil­dung muss Was­ser­stoff polar gebun­den und min­des­tens ein frei­es Elek­tro­nen­paar vor­han­den sein.

Die zu bespre­chen­den Mole­kü­le besit­zen fol­gen­de Molekülmassen:

Methan: 16u

Tetraf­lu­or­me­than: 88u

2‑Methylbutan: 72u

n‑Pentan: 72u

Was­ser: 18u

1.) Methan:

Methan besitzt die kleins­te Mole­kül­mas­se bei einer sehr gerin­gen Ket­ten­län­ge, sodass inter­mo­le­ku­la­re Bin­dungs­kräf­te nur äußerst schwach wir­ken. Daher hat Methan den gerings­ten Siedepunkt.

2.) Tetraf­lu­or­me­than

Tetraf­lu­or­me­than hat eine höhe­re Mole­kül­mas­se als Methan oder n‑Pentan und 2‑Methylbutan und müss­te daher den zweit­höchs­ten Sie­de­punkt besit­zen. Offen­bar über­wie­gen bei den bei­den letzt­ge­nann­ten Ver­bin­dun­gen offen­bar die Van-der-Waals-Kräf­te die bei Tetraf­lu­or­me­than auf­tre­ten­den elek­tro­sta­ti­schen Anzie­hungs­kräf­te auf­grund der pola­ren Atom­bin­dung zwi­schen dem Koh­len­stoff- und dem Flu­or­atom. Dies ist durch die grö­ße­re Ket­ten­län­ge begründ­bar. Daher sie­det Tetraf­lu­or­me­than vor 2‑Methylbutan und n‑Pentan.

3.) 2‑Methylbutan & n‑Pentan

Bei­de Mole­kü­le besit­zen zwar die glei­che Mole­kül­mas­se, jedoch kann die Van-der-Waals-Kraft beim n‑Pentan durch die weni­ger ver­zweig­te Ket­te stär­ke­ren Ein­fluss gewin­nen. Daher sie­det n‑Pentan etwas spä­ter als 2‑Methylbutan.

4.) Was­ser

Was­ser besitzt mit 18u die zweit­nied­rigs­te Mole­kül­mas­se, kann aber pro Mole­kül vier sehr star­ke Was­ser­stoff­brü­cken­bin­dun­gen aus­bil­den. Daher über­wiegt hier der Ein­fluss der inter­mo­le­ku­la­ren Bin­dungs­kräf­te den Ein­fluss der Mole­kül­mas­se erheb­lich, sodass Was­ser den höchs­ten Sie­de­punkt aufweist.

Hin­weis:

Noch schwie­ri­ger wird es, wenn man kei­ne Sie­de­punk­te angibt. Dann müs­sen die SuS auf Basis ihres Wis­sens näm­lich eine in sich geschlos­se­ne Argu­men­ta­ti­on ent­wi­ckeln, die sprach­lich um eini­ges schwie­ri­ger umzu­set­zen ist…

Deutsch kollaborativ mit GoogleDocs

René Schepp­ler hat kürz­lich ent­deckt, dass sich in Goo­g­le­Docs ange­leg­te Doku­men­te wie in Wave von meh­re­ren Leu­ten gleich­zei­tig bear­bei­ten las­sen und dass es dafür bei SuS mit­nich­ten einen Goog­le-Account für die SuS braucht – ein ein­fa­cher Link, abge­legt in z.B. einem Mood­le­kurs, reicht völ­lig aus. Einen Ein­druck, wie so etwas aus­se­hen könn­te, kann man über die­ses klei­ne Video (schlech­te Qua­li­tät) bekommen:

Jeder, der an die­sem Doku­ment arbei­tet, sieht fast in Echt­zeit die ande­ren Leu­te, die auch in die­sem Doku­ment unter­wegs sind. Sehr schön erkennt man auch die Pro­ble­me an die­sem Set­up: Irgend­wer löscht ein­fach mit­ten­drin den gesam­ten Text, alle erschei­nen stets als „anonym“ (was schon ein wenig zu Van­da­lis­mus ein­lädt) usw. Das bekommt man aber recht gut in den Griff. Daher mei­ne Tipps für die kon­kre­te Arbeit:

  1. Fin­ger weg vom Inter­net Explo­rer. Zumin­dest die Ver­si­on 8 wirft bei uns irgend­wann mit Java­script­feh­lern um sich oder muss neu gestar­tet wer­den. Fire­fox läuft ein­wand­frei ab Ver­si­on 3.5.
  2. Maxi­mal vier SuS gleich­zei­tig in einem Dokument
  3. Grund­re­gel: Nie­mand darf in einer ers­ten Pha­se Text­tei­le löschen
  4. Kei­ne Tex­te aus „dem nichts“ schrei­ben las­sen. Immer kon­kre­te Vor­ga­ben und Struk­tur im Arbeitsprozess
  5. Wit­zig: In der Grup­pen­ar­beit bei arbeits­tei­li­gem Auf­trag die Auf­ga­ben nur über das Doku­ment abspre­chen – lässt sich ja auch zum Simul­tanchat nutzen
  6. Nicht zu unter­schät­zen: Es dau­ert, bis SuS mit der Metho­de ver­traut sind und auch Zutrau­en zu ihr ent­wi­ckeln. Es ent­spricht nicht unse­rer Gewohn­heit, dass man gleich­zei­tig mit Drit­ten auf einem „Papier“ malt oder jeder Ver­tip­per und jedes Backspace in Echt­zeit auf drei ande­ren Moni­to­ren erscheinen.

Ich habe es anhand einer Auf­ga­be zum Diskutieren/Argumentieren so versucht:

Die SuS haben zu Hau­se Argu­men­te gesam­melt. Jeder aus der Grup­pe soll­te nun sei­ne zwei bes­ten Argu­men­te in das Doku­ment ein­tra­gen (Pha­se 1 – jeder am eige­nen PC). Die Grup­pe hat danach die Argu­men­te so hin- und her­ko­piert, dass sie sich inhalt­lich stei­gern (Pha­se 2 – alle am glei­chen PC). Danach Arbeits­tei­lung: Zwei aus der Grup­pe über­prü­fen die Argu­men­te auf den Auf­bau (Behaup­tung – Begrün­dung – Bei­spie­le) und nut­zen dafür die Kom­men­tar­funk­ti­on von Docs, die ande­ren zwei gestal­ten mög­li­che Über­gän­ge zwi­schen den Argu­men­ten (Pha­se 3). Danach Über­ar­bei­tung unter Berück­sich­ti­gung der Kom­men­ta­re (Pha­se 4). Expor­tie­ren als PDF oder ODF – prä­sen­tie­ren, per Mail an alle ver­tei­len – fer­tig ist die Grup­pen­ar­beit, in der jeder aktiv sein kann.

Sehr gut kann ich mir das auch in Che­mie wäh­rend Grup­pen­ex­pe­ri­men­ten vor­stel­len: Jede Grup­pe erhält ein Lap­top und trägt ihre Mess­wer­te in eine Goo­gle­Ta­bel­le ein. Das lässt sich dann direkt zu z.B. einem Dia­gramm wei­ter­ver­ar­bei­ten – jeder kann sich das zu Hau­se aus­dru­cken oder vor der Klas­sen­ar­beit noch ein­mal nach­schla­gen oder…

Resistance is futile (Widerstand ist zwecklos) – Teil 1

Vor­ein­lei­tung

Ich woll­te einen Arti­kel schrei­ben. Es wird eine Serie. Heu­te mit dem ers­ten Teil.

Ein­lei­tung

Kris­ti­an Köhn­topp schreibt in sei­nem Blog, dass jeder Arbeit­neh­mer zwei Ver­trä­ge mit sei­nem Arbeit­ge­ber abschließt. Ich zitie­re eine kur­ze Pas­sa­ge, weil ich es nicht bes­ser aus­zu­drü­cken vermag:

Der eine exis­tiert auf dem Papier. Er regelt Geld, Urlaub, Daten­schutz, Kün­di­gungs­recht und sol­che Din­ge. Den ande­ren hat man im Kopf. Er regelt ‚Was erwar­te ich von mei­ner Fir­ma und mei­nen Kol­le­gen?‘ und ‚Was bin ich bereit an Ände­run­gen hin­zu­neh­men bis ich gehe?‘.“

Ich ken­ne sehr weni­ge Leh­rer, die tat­säch­lich äußer­lich gegan­gen sind und sich dem frei­en Stür­men des Arbeits­mark­tes aus­set­zen. Erstaun­li­cher­wei­se sind die weni­gen, die ich ken­ne. sehr, sehr glück­lich mit die­ser Ent­schei­dung (aber meist auch ander­wei­tig mate­ri­ell gut ver­sorgt). Trotz­dem glau­be ich, dass es eine Rei­he von Leh­rern gibt, die inner­lich gehen., d.h. den zwei­ten Ver­trag kün­di­gen, den ers­ten aber behal­ten. Dabei for­mu­lie­re ich meh­re­re Ste­reo­ty­pen, die Extrem­fäl­le(!) dar­stel­len, zwi­schen denen es natür­lich Gra­du­ie­run­gen gibt.

Ste­reo­typ I

Man kann im Extrem­fall nur noch das Not­wen­digs­te tun und dem Dienst­her­ren nur das unbe­dingt Nöti­ge ablie­fern  – wenn man sich for­mal kor­rekt ver­hält, hat man da in der Regel wenig Ärger von „oben“ zu befürch­ten. Das ist in die­ser radi­ka­len Form in mei­nen Augen aber unso­li­da­risch, weil unter der Ein­stel­lung des einen u.U. ande­re KuK lei­den – u.a. durch in mei­nen Augen fast unver­meid­ba­re Stellvertreterkriege.

Es ist für mich aber auch eine stil­le Form des Wider­stands gegen ein Sys­tem, wel­ches Loya­li­tät (Treue­pflicht) for­dert und dabei sogar so weit geht, dem Recht auf freie Mei­nungs­äu­ße­rung teil­wei­se einen Dienst­weg zu ver­ord­nen. Bestimm­te Vor­gän­ge unter­lie­gen der Schwei­ge­pflicht, weil Per­sön­lich­keits­rech­te von SuS gewahrt wer­den müs­sen oder das Sys­tem selbst eine Stö­rung des Schul­frie­dens fürch­tet. Mar­kus Han­sen, ein wie­der­ent­deck­ter Freund aus alten Tagen, schreibt:

Der posi­ti­ve Loya­li­täts­aspekt klappt dabei nur, wenn er mul­ti­la­te­ral ist, d.h. von allen Betei­lig­ten eben­falls Loya­li­tät gegen­über den ande­ren bei­getra­gen wird.“

Der Deal klappt also, wenn der Dienst­herr auch sei­nen Teil der Ver­tra­ges ein­hält, z.B. öffent­li­che Zusa­gen umsetzt, sei­ner Für­sor­ge­pflicht ent­spre­chend ali­men­tiert, sei­ne Beam­ten im Rah­men der Bei­hil­fe nicht gegen­über Kas­sen­pa­ti­en­ten benach­tei­ligt, trans­pa­ren­te Bewer­bungs­ver­fah­ren durch­führt, einen gewis­sen Stan­dard bei den Arbeits­be­din­gun­gen garan­tiert usw. – also ganz pro­fa­ne Din­ge, für die er Treue erwar­ten darf. Han­delt der Dienst­herr in der Wahr­neh­mung(!) sei­ner Beam­ten nicht loy­al, so evo­ziert er viel­leicht erst die hier beschrie­be­ne, mög­li­che Form des inne­ren Wider­stands, der nach mei­ner Mei­nung ein immenses Pro­blem darstellt:

  1. Die Fol­gen die­ses stil­len Wider­stands spürt der Dienst­herr nicht direkt. Schul­lei­tungs­mit­glie­der bekom­men das pri­mär ab – das ist in einem hier­ar­chi­schen Sys­tem halt so, sekun­där ande­re Kol­le­gin­nen und Kol­le­gen (s.u.). Das ent­so­li­da­ri­siert und stärkt indi­rekt die Rol­le des Dienstherren.
  2. Die­se Art des inne­ren Wider­stand erle­be ich in Pha­sen, in denen ich mich dar­in befin­de, als extrem unbe­frie­di­gend. Ich muss viel von mei­ner Kraft ein­set­zen, das „Sys­tem“ abzu­weh­ren, mei­ne Arbeits­leis­tung und per­sön­li­che Zufrie­den­heit sin­ken. Man kann bedingt durch Pri­vat­le­ben kom­pen­sie­ren, bedingt.
  3. Es kann für die Schul­ge­mein­schaft zu einem erns­ten Pro­blem wer­den. Der Zorn und die Ent­täu­schung gehen in die­sem Sta­tus meist ja nicht ver­lo­ren, son­dern suchen sich nur ande­re Wege. Da sie sich nicht offen gegen den Dienst­her­ren rich­ten kön­nen (oder wol­len), suchen sie sich wahr­schein­lich ein ande­res Ziel. Ich habe vor eini­gen Jah­ren das Wort „Stell­ver­tre­ter­krieg“ gelernt, wel­ches ich immer noch als tref­fend anse­he. Stell­ver­tre­ter­krie­ge tref­fen grund­sätz­lich die schwächs­ten Glie­der – dumm, wenn das Kol­le­gin­nen und Kol­le­gen, noch düm­mer, wenn es Schü­le­rin­nen und Schü­ler sind.

Da der Dienst­herr nichts oder sehr ober­fläch­lich oder nur sehr wenig „spürt“, setzt er fröh­lich nach: mit Refor­men, mit Spar­plä­nen, mit inhalt­li­chen Vor­ga­ben. Han­delt er dabei in der Wahr­neh­mung sei­ner Beam­ten nicht loy­al, zu kommt es ledig­lich zu einer Modi­fi­ka­ti­on die­ses inne­ren Wider­stands. Dum­mer­wei­se kom­men Regie­run­gen und gehen Regie­run­gen, die Ver­ant­wort­li­chen dort müs­sen weit weni­ger Jah­re „durch­hal­ten“ als ein Leh­ren­der – und wenn des­sen Res­sour­cen der Modi­fi­ka­ti­ons­fä­hig­keit die­ses sei­nes inne­ren Wider­stan­des auf­ge­braucht sind, dann gibt es Pro­ble­me in Form von sich ver­stär­ken­den Stell­ver­tre­ter­krie­gen. Des­we­gen hal­te ich die­se Form des Wider­stan­des für sinn­los. Sie ver­mei­det wahr­schein­lich lang­fris­tig  nicht ein­mal ernst­haf­te per­sön­li­che Kri­sen oder erhält die phy­si­sche Gesund­heit, obwohl sie ursprüng­lich genau dafür „gedacht“ ist.

Wo ist Riecken?

Riecken kor­ri­giert Abitur. Und Riecken kor­ri­giert ganz vie­le ande­re Arbei­ten, weil Riecken durch pri­va­te Ereig­nis­se vor den Oster­fe­ri­en nicht dazu gekom­men ist. Aber Riecken denkt schon wie­der über ganz viel Arti­kel nach – als da wären:

  • Als Leh­rer pro­duk­ti­ven(!) Wider­stand gegen das Sys­tem leis­ten (Rol­le der Loya­li­tät gegen­über dem Dienst­her­ren vs. – ja vs. Fürsorgepflicht)
  • Schreib­kon­fe­renz mit Goo­g­le­Docs – ein Erfahrungsbericht
  • Pro­duk­te aus Rieckens Semi­nar­fach wirk­lich ein­mal zei­gen (in Vorbereitung)
  • ein Kom­men­tar zum Aus­schei­den von Frau Heis­ter-Neu­mann (Nein, ich wer­de sie nicht nie­der­schrei­ben, son­dern jemand anderen…)
  • die Rol­le von Fabeln für den Deutsch­un­ter­richt aus Rieckens Sicht
  • Rück­schau auf die dies­jäh­ri­gen Abitur­auf­ga­ben im Fach Deutsch
  • War­um es nicht mehr reicht, bewusst und reflek­tiert zu sur­fen, son­dern war­um Par­ti­zi­pa­ti­on am Netz immer wich­ti­ger wird

Also – ich arbei­te stän­dig an die­sem Blog, auf dem Fahr­rad, beim Aus-dem-Fens­ter-Schau­en wäh­rend der Unter­richts­stun­de und über­haupt. Ich fra­ge mich ernst­haft, ob mir je die Ideen aus­ge­hen wer­den, aber mei­ne klei­ne Blog­cloud häm­mert mit stän­dig neue Impul­se um die Ohren – schön aus Twit­ter vor­de­stil­liert. Also – heu­te ist nicht alle Tage… Der nächs­te Arti­kel kommt bestimmt.

Wir sind nicht allein

Es gibt Kol­le­gi­en – das fol­gen­de Bei­spiel kommt bezeich­nen­der­wei­se nicht aus Deutsch­land – die etwas tun wol­len gegen die „Schu­le im Sink­flug“ – ohne Berück­sich­ti­gung von Dienst­weg und Treue­pflicht. Sehr beein­druckt haben mich die unter dem gleich­na­mi­gen Link zu fin­den­den State­ments der Leh­re­rin­nen und Leh­rer. Hier der Link:

http://www.schule-im-sinkflug.ch/

Es ist trös­tend und erschre­ckend zugleich, wie sehr man alle getä­tig­ten Aus­sa­gen auf das Schul­sys­tem in Deutsch­land über­tra­gen kann. Es ist  für mich vor allem erschre­ckend zu sehen, dass die KuK dort vor Ort von „Logo­pä­den“, „Sozi­al­ar­bei­tern“, „Päd­ago­gen“ spre­chen (habe ich hier an mei­ner Schu­le noch nichts von gese­hen) und sich über Klas­sen­grö­ßen von um die 23 SuS bekla­gen – man möge sich die Klas­sen­tei­ler in Deutsch­land anschau­en. Mein ers­ter Reflex war zu sagen: „Och, euch geht es doch eigent­lich ganz gut!“ Viel­leicht sind wir deut­schen Beam­ten auch ein­fach zu maso­chis­tisch veranlagt…

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