Arbeitsblätter für Chemie: Schwefel und seine Verbindungen
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Anhand der vorliegenden Materialien sollen die Schülerinnen und Schüler das Phänomen des „sauren Regens“ durch anschauliche Versuche kennenlernen und die grundlegenden chemischen Prozesse verstehen. Sie erfahren dabei auch, dass ihr alltägliches Handeln Einfluss auf die Umwelt hat.
Die SuS untersuchen die Eigenschaften und die Herstellung von Schwefelsäure an einer Lerntheke. Dabei lesen sie Texte, führen Experimente durch, stellen einen Steckbrief von Schwefelsäure auf können die Herstellung von Schwefelsäure anhand eines Modells nachvollziehen.
Die SuS lernen das chemische Rechnen mit dem Mol, der molaren Masse und der Avogadro-Konstanten, indem sie Versuche selbstständig durchführen und mit dem chemischen Dreisatz rechnen. Didaktische Erläuterungen und Lösungen für die Lehrkraft sind in der Einführung und im Anhang enthalten.
Die SuS überprüfen ihre Kenntnisse zur Schwefelsäure und ihren Salzen in einer Lernerfolgskontrolle. In verschiedenen Aufgaben geben die Lernenden dabei Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Schwefelsäure wieder, vervollständigen Aussagen zum Reaktionsverhalten von Schwefelsäure und fassen Erkenntnisse zu ihren Salzen zusammen.
Am Beispiel der Verbindungen des Wolframs lässt sich sehr schön zeigen, dass bei einer chemischen Reaktion ein neuer Stoff mit neuen Stoffeigenschaften (z. B. metallischen Eigenschaften) entsteht. Das „Fragwürdige“, das die Schülerinnen und Schüler durch die in diesem Artikel beschriebenen Experimente erfahren, sind die verschiedenen Stoffe, die aus ein und demselben Element (Wolfram) entstehen, wenn dieses Element Verbindungen mit anderen Stoffen (z. B. Schwefel, Sauerstoff) bildet. In den Namen der neu gebildeten Stoffe ist zwar nach wie vor das Wort Wolfram enthalten, durch den Verbindungsnamen (z. B. Wolframsulfid oder Wolframoxid), wird jedoch bereits angezeigt, dass sich die Eigenschaften verändert haben.
Wie kann man Lernenden also den Zusammenhang zwischen strukturellem Aufbau und makroskopischen Eigenschaften von Stoffen mit Schlüsselerlebnissen verständlich machen? Neben neuen Zugängen – man denke an moderne Materialien – sind auch chemische Klassiker wie die Modifikationen der Elemente Schwefel und Kohlenstoff geeignet.
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 SuS erarbeiten und visualisieren die Schwefelsäureherstellung, indem sie den komplexen Vorgang in kleine Schritte durch steps-and-parts-Abbildungen darstellen. Der Beitrag enthält didaktische Hinweise für die Lehrkraft sowie die Meinungen der SuS zur Methode.
Atommodell (Protonen, Neutronen, Elektronen); Chemische Zeichensprache; Chemische Bindungen
Industrielle Prozesse wie die Ammoniaksynthese, der Hochofenprozess zur Gewinnung von Eisen, das Crackverfahren, die Chloralkali-Elektrolyse u.v.a.m. gelten als Meilensteine der Chemie. Die Beiträge in diesem Heft zeigen auf, welche Bedeutung diese Prozesse heute noch haben, wie sie immer weiter optimiert werden und inwieweit Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt werden. Neben der Vermittlung von Fachwissen können insbesondere auch Kompetenzen in den Bereichen Kommunikation und Bewertung gefördert werden. Aus dem Inhalt: Industrielle Prozesse im Chemieunterricht; Vom Reagenzglas zum Reaktor; Ammoniaksynthese in Industrie und Schule; Silicone versus Kunststoffe; Klimafreundliche Stahlproduktion im 21. Jahrhundert. Extra: Drachenaugen herstellen – Stöchiometrisches Rechnen mit der Escape Box.
Mithilfe der Kartei führen die SuS selbstständig Versuche durch und werten sie aus, um herauszufinden, ob die Reaktion von Eisen mit Schwefel wirklich exotherm ist oder eine "Express-Filtration“ im kleinen Maßstab umzusetzen. Hinweise zur Durchführung und Lösung unterstützen die Lehrkraft bei der Planung, Durchführung und Reflexion des Unterrichts.