Arbeitsblätter für Chemie: Quantitative Chemie
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Die SuS erarbeiten den Zusammenhang von Lichtabsorption und Farbigkeit sowie die Anwendung des analytischen Verfahrens der Fotometrie zur quantitativen Farbstoffbestimmung in Getränken. Des Weiteren beurteilen sie den Nutzen und die Risiken ausgewählter Produkte der organischen Chemie. Methodische Hinweise, eine Materialübersicht und die Lösungen werden mitgeliefert.
Glühwein ist ein beliebtes Getränk auf dem Weihnachtsmarkt. Chemisch betrachtet handelt es sich um eine homogene Mischung, die die Möglichkeit bietet, im Rahmen des Themas „Identifizierung und Struktur von Stoffen und Teilchen“ untersucht zu werden. Die Schülerexperimente bieten eine breite Palette: vom Entfärben von Glühwein über eine qualitative und quantitative Zuckerbestimmung bis hin zur dünnschichtchromatografischen Analyse.
Mathematisierung im Chemieunterricht ist nötig, aber in welchem Ausmaß? An Universitäten wird vielfach in den Studiengängen Chemie, Physik und Ingenieurswissenschaften über unzureichende Mathematikkenntnisse ebenso geklagt wie in Ausbildungsberufen, an Schulen umgekehrt über die abschreckende Wirkung einer zu frühen oder zu umfangreichen Mathematisierung im Fachunterricht.
Lebensmittelzusatzstoffe als Thema für den Chemieunterricht
Die Strukturaufklärung des Ethanol- Moleküls kann als Idealfall exemplarischen Arbeitens gelten und ist eng verknüpft mit dem forschendentwickelnden Unterrichtsverfahren mit Beiträgen zum Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung. Die Formel für die chemische Substanz Ethanol ist das Ergebnis eines zentralen Erkenntnisprozesses, dessen Ziel es ist, Klarheit über die chemische Zusammensetzung eines Reinstoffes zu gewinnen – qualitativ und quantitativ. Die für den Erkenntnisprozess relevanten Schritte ergeben sich aus dem Ineinandergreifen von Experimentalbefunden und deren wissenschaftlicher Verarbeitung.
Gesundheit und Clean Label - Bewertung von Lebensmittelzusatzstoffen aus chemischer Sicht
Die SuS lösen Aufgaben und führen selbstständig Experimente durch, indem sie stöchiometrische Berechnungen im Zusammenhang mit Atomzahlverhältnissen und Stoffportionen ausführen. Für die Klassen 8 bis 10 werden Themen und übergeordnete Lernziele zur Stöchiometrie vorgestellt.
Die Einheit greift im Vorunterricht erlernte Konzepte auf und baut sie aus, indem die quantitative Massenerhaltung aus der von Dalton postulierten Atomerhaltung unmittelbar hervorgeht und die Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen über diese Modell erklärt werden. Aus empirischen Untersuchungen ist jedoch bekannt, dass SuS zu diesem Zeitpunkt des Schulunterrichts oftmals kein wissenschaftlich korrektes Teilchenmodell entwickelt haben und demzufolge auch chemische Reaktionen nicht auf atomarer Ebene deuten.
Die nachfolgend beschriebenen Klausuraufgaben entstammen der vierstündigen Vorbereitungsklausur eines Grundkurses Chemie. In dem Kurshalbjahr wurden Farbstoffe und Pigmente als Anwendung von Organischen Stoffklassen und deren Reaktionsmechanismen behandelt. Quer zu diesen Themen spielten qualitative und quantitative Methoden der Analytischen Chemie eine Rolle.
Der kometenhafte Aufstieg der Wissenschaft Chemie im 19. Jahrhundert hat viel mit der Einführung quantitativer Konzepte im Schulterschluss mit quantitativem Experimentieren zu tun. Diese Leistung, chemische Konzepte und konkrete Reaktionen quantitativ zu durchdringen, wirkt ungebrochen bis in die heutige Zeit und erfährt in der Computeranwendung noch eine Steigerung hinsichtlich Bedeutung und Möglichkeiten.
Die SuS führen mithilfe der Kartei selbstständig einen Versuch zur Bestimmung molarer Massen von Gasen durch ihre Ausströmgeschwindigkeit und der maßanalytischen Bestimmung des Vanillingehalts in Vanillinzucker durch. Hinweise zu Geräten, Chemikalien, Durchführung, Sachinformationen, Beoabachtung und Auswertung sind enthalten.