Arbeitsblätter für Chemie: Batterie
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Smartphones sind aus dem Alltag vieler Menschen längst nicht mehr wegzudenken. Doch unter welchen Bedingungen werden eigentlich die Metalle für die benötigten Kondensatoren gewonnen und welche Folgen hat das für die Umwelt und die Bevölkerung dieser Länder? In arbeitsteiliger Gruppenarbeit beschäftigen sich Ihre Lernenden mit den Auswirkungen des Rohstoffbedarfs für die mobilen Geräte. Dabei lernen sie auch, wie eine möglichst ethische und umwelt-verträgliche Verwendung von Smartphones aussehen kann.
Mit diesem Beitrag erhalten Sie eine Vorlage für eine mündliche Prüfung oder einen Kurztest über die Elektrochemie. In drei Aufgaben werden Grundlagen zu galvanischen Zellen und Elektrolysen abgefragt und eine Rechenaufgabe zur EMK gestellt. Die Lösungen sind zur Unterstützung der Lehrkraft enthalten.
In dem Beitrag "Gib Gas mit Wasserstoff - die Brennstoffzelle" lernen die SuS anhand von Wasserstoffbikes Grundlagen der Brennstoffzelle kennen. Ausgehend von der Wasserstoffherstellung bis zum Aufbau der Brennstoffzelle und eines Wasserstoffbikes werden die wichtigsten Aspekte erarbeitet. Abschließend folgt eine textbasierte Aufgabe, welche eine Diskussion anregt, in der die Lernenden die Vor- und Nachteile der Brennstoffzelle gegenüber der batteriebetriebenen Fortbewegung analysieren und den Einsatz final bewerten.
Es wird mit Superlativen gehandelt, wenn es um Elektroautos geht. Es war die Firma Tesla Inc., die 2008 mit ihrem Tesla Roadster das erste Elektroauto mit einem Lithium-Ionen-Akku auf den Markt brachte und das Zeitalter der Elektromobilität einleitete. Mittlerweile haben alle großen Autofirmen zumindest ein Elektroauto im Angebot und die Forschung auf dem Gebiet boomt. Die zusätzliche Verwendung der Akkus für Elektroautos hat die Nachfrage nach den Rohstoffen, die für ihre Fertigung notwendig sind, allen voran Lithium, enorm gesteigert. Was ist das Besondere an dem Lithium-Ionen-Akku? Wie ist er aufgebaut und wie unterscheidet er sich von anderen Batterien und Akkumulatoren? Woher stammt das Lithium und welche Chancen und Risiken sind mit seiner Förderung verbunden?
Station 1: Die Galvanische Zelle; Station 2: Metalle – spannend kombiniert; Station 3: Berechnung der Zellspannung einer galvanischen Zelle; Station 4: Galvanische Zellen – Übung; Station 5: Aus der Geschichte – Von der tierischen Elektrizität zur ersten Batterie; Station 6: Batterien – mobile Spannungsquellen; Station 7: Die Autobatterie – ein Akkumulator; Station 8: Batterien sind Sondermüll; Station 9: Elektromobilität – sauber in die Zukunft; Station 10: Die Brennstoffzelle im Modellversuch; Station 11: Die Brennstoffzelle als alternative Energiequelle; Station 12: Funktionsweise einer Wasserstoff-Brennstoffzelle; Lernzielkontrolle
Zur Erklärung von Phänomenen in der Lebenswelt stellen Redoxreaktionen eine notwendige fachliche Grundlage dar, wenn Energieumsätze im Rahmen von elektrochemischen Prozessen explizit messbar gemacht werden. Die SuS machen diese Prozesse sichtbar, um den Aufbau und die Funktion der Wasseruhr zu verstehen.
Die SuS untersuchen den Aufbau und die Batterie einer E-Shisha, indem sie im Internet recherchieren und selbstständig Versuche durchführen. Die didaktischen Erläuterungen unterstützen die Lehrkraft bei der Planung und Durchführung der Unterrichtseinheit.
Infos und Ziele; Story; Mysterykärtchen; Zusatzkärtchen
Batterien und Akkus; Alkali-Mangan-Batterie; Zink-Silberoxid-Batterie; Bleiakkumulator; Lithium-Ionen-Akkumulator; Brennstoffzelle
Elektrochemische Energieträger wie z.B. die Brennstoffzelle sind in Chemie-Lehrplänen vorgesehen. Damit die SuS zu einem angemessenen Verständnis der elektrochemischen Vorgänge kommen können, ist für ein möglichst hohes Maß an Anschauung zu sorgen. Das Material beschreibt ein Funktionsmodell, mit dem die Vorgänge in einer Brennstoffzelle auf einem einfachen Niveau nachvollzogen bzw. nachgestellt werden können.
Die Abituraufgabe über mikrobiologische Prozesse zur Stromerzeugung wird durch didaktische Erläuterungen für die Lehrkraft und Lösungshinweise ergänzt.
Die Versuchskarteien unterstützen die SuS selbstständig Versuche durchzuführen, indem sie eine Körperbatterie gemeinsam bilden und eine Volta-Batterie im Kleinformat aufbauen. Lösungen und Literaturhinweise für die Lehrkraft sind enthalten.