Arbeitsblätter für Chemie: Pufferlösungen
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Die SchülerInnen erschließen anhand der Beispiele PET und NOMEX® die Struktur und Eigenschaften dieser Kunststoffe, indem sie die Molekülstruktur erläutern und das unterschiedliche Verhalten erklären.
Dieser vierte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Säure-Base-Reaktionen in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören die unterschiedlichen Säure- und Basedefinitionen, der Umgang mit Kenngrößen wie dem pH-Wert, dem pOH-Wert, pKS- oder pKB-Werten, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zur Beschreibung verschiedener Säure- bzw. Basenstärken, das Ionenprodukt des Wassers, Pufferlösungen sowie praktische und theoretische Aspekte im Zusammenhang mit der wichtigen experimentellen Methode der Titration. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
Einleitung für die Schülerinnen und Schüler; Aufgaben
In diesem Beitrag werden verschiedene Beispiele für aus Lebensmitteln gewonnenen Indikatoren vorgestellt – zum einen Extrakte anthocyanhaltiger Früchte und Blüten, zum anderen Curcumin aus Gewürzen und Süßwaren – und deren Einsetzbarkeit in Bezug auf die zwei genannten Nutzungsweisen beurteilt.
Der pH-Wert und dessen Bestimmung darf im Chemieunterricht der Säuren und Basen nicht fehlen. Bereits im Anfangsunterricht dient die pH-Skala auf Basis von Indikatoren der Einteilung von Lösungen nach sauer, neutral oder alkalisch. Farbige Abbildungen, die z. B. die Veränderung von Universalindikatoren zeigen, machen dies anschaulich und einfach.
Ausgehend von einer Diagnoseaufgabe, zeigt sich, wie Schülervorstellungen aufgegriffen und aktivierende Lernanlässe geschaffen werden können, um bestehende Vorstellungen gezielt zu verändern. Hierzu werden die fünf Phasen der Unterrichtskonzeption choice2learn genutzt. Die beiden Autorinnen bieten abschließend Materialien zu diesem Thema an, mit denen es möglich wird, Veränderungsprozesse durch den Einsatz von Lernimpulsen konstruktiv zu unterstützen.
Grundlagen; Definitionen für Säuren und Basen; Korrespondierende Säure-Base-Paare; Das Ionenprodukt des Wassers; pH-Wert, pOH-Wert; Stärke von Säuren und pKS-Wert; Stärke von Basen und pKB-Wert; Berechnung von pH-Werten; Starke Säuren und starke Basen; Schwache Säuren und schwache Basen; Pufferlösungen; Henderson-Hasselbalch-Gleichung; Titration und Titrationskurven; Säure-Base-Titrationen; Indikatoren; Starke Säure; Schwache Säure; Starke Lauge und schwache Lauge; Halbäquivalenzpunkt, Bestimmung des pKS-Werts
Überprüfung der Pufferwirkung eines Puffersystems
Schülerlabore sind inzwischen in ganz Deutschland mit unterschiedlichen fachlichen Schwerpunkten eingerichtet worden. Nach dem Bundesverband der Schülerlabore sind die meisten Angebote chemischer Art. Diese bieten – angegliedert an Universitäten oder Unternehmen – den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit zum Experimentieren in gut ausgestatteten Laboratorien, wobei neben kognitiven und motivationalen Zielen die Nachwuchsförderung für MINT-Berufe eine weitere Intention darstellt.
Die SuS führen selbstständig Versuche durch, um die Löse- und Wanderungsgeschwindigkeit von Ionen in der Petrischale zu untersuchen und dem pH-Wert mit einer Simulation auf die Spur zu kommen. Hinweise für die Lehrkraft zu Geräten, Chemikalien, der Durchführung, der Beobachtung und Auswertung sind enthalten.
