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Wasser als Lösungsmittel
Datum: 12. Mai 2010 Kommentare: 0
Zusätzliche Informationen:
Beschreibung:
In dieser Unterrichtsstunde sollen die SchülerInnen entdecken, dass in einem Glas Wasser Salz und Zucker aufgelöst werden kann, Sand und Öl jedoch nicht. Durchgeführt in einer 2. Klasse.
Wasser als Lösungsmittel
Wasser als Lösungsmittel
Sachanalyse
Flüssigkeiten, die Stoffe lösen, heißen Lösungsmittel. Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel für viele Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase. Nicht alle wasserlöslichen Stoffe lösen sich gleich gut. Leicht löslich sind z. B. Kochsalz und Haushaltszucker. Sand löst sich dagegen in Wasser gar nicht. Liegt eine gesättigte Lösung vor, ist im Lösungsmittel die Höchstmenge des entsprechenden Stoffes gelöst. Weitere Zugabe des Feststoffes führt dazu, dass dieser Stoff am Boden liegen bleibt (gesättigte Salzlösung 35%).
Reines Wasser kommt in der Natur nicht vor: Immer sind viele Stoffe (z.B. Salze, Mineralien) im Wasser gelöst. Salzwasser hat im Durchschnitt einen Salzgehalt von 3.5%, während Trink- und Süßwasser weniger als 0,05% Salz enthält. Der Grund für die guten Lösungseigenschaften von Wasser ist die Polarität der Wassermoleküle: Die Wassermoleküle tragen unterschiedliche Teilladungen (am Wasserstoffatom positiv und am Sauerstoffatom negativ) und auch ein Kochsalzkristall besteht aus Natrium- und Chloridionen (ein Ion ist ein elektrisch geladenes Teilchen). Die unterschiedliche Ladung der Ionen (Na-Ionen sind positiv, Cl-Ionen negativ geladen) führt dazu, dass sich die Ionen anziehen und deshalb in charakteristischer Form zu einem Kristall anordnen. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass die Wasserteilchen mit den Ionen im Kristall ebenfalls wechselwirken und den Kristall dadurch auflösen können. Unpolare Stoffe wie Benzin oder Öl lösen sich dagegen nicht in Wasser.
Nach dem Prinzip „Gleiches löst sich in Gleichem" ist Wasser
deshalb ein hervorragendes Lösungsmittel für polare Stoffe
und Ionen (geladene Teilchen).
Ein „Salzkorn" besteht aus vielen kleinen Teilchen, die man nicht sehen kann. Kommt ein Salzkörnchen mit Wasser in Kontakt, so bröckeln die kleinen Salzteilchen vom größeren Salzkorn ab. Man muss sich die Flüssigkeit Wasser so vorstellen, dass zwischen den einzelnen Wasserteilchen „Hohlräume" oder „Lücken" vorkommen. In genau diese Hohlräume „passen" die aufgelösten Salzteilchen. Sie verschwinden sozusagen in den Lücken und deshalb steigt der Wasserspiegel nicht! Die Sandteilchen sind dagegen so fest miteinander verbunden, dass Wasser sie nicht trennen kann. Außerdem sind sie so groß, dass sie nicht in die Hohlräume zwischen den Wasserteilchen passen. Deshalb ist der Wasserstand im Glas mit dem Sand erhöht. Dem Wasser sieht man nicht an, ob sich Salzteilchen in seinen Zwischenräumen „verstecken"! Es ist genauso „groß" wie vorher, der Wasserstand steigt nicht an.
Um den ständig steigenden Bedarf an Frischwasser besonders in Trockengebieten zu decken, hat man weit reichende Forschung betrieben, um mit wirkungsvollen Methoden das Salz aus Meer- und Brackwasser zu entfernen. Auch das Meersalz, das man später im Supermarkt verkauft, wird aus dem Meer zurück gewonnen, indem das Meerwasser in flache Becken eingeleitet und der Sonnenstrahlung ausgesetzt wird. Das Wasser verdunstet, nicht aber die in den „Hohlräumen" eingeschlossenen Salzteilchen. Diese setzen sich wieder als weiße Salzkörnchen auf dem Boden der Becken ab.
Didaktisch-methodische Begründung / Alltagsbezug
Im Alltag treffen Kinder immer wieder auf Prozesse, hinter denen die Löslichkeit von Substanzen steht. Salz und Zucker scheinen in Wasser einfach zu verschwinden. Aber ganz weg sind sie offensichtlich nicht, denn man schmeckt sie ja noch im Wasser. Das Sich-Lösen entspricht einer Zustandsänderung von fest zu flüssig. Man sieht sie erst wieder, wenn die Flüssigkeit verdunstet ist.
Die Schüler/innen haben beim Lösungsvorgang keine Vorstellung von Stofferhaltung. Sie meinen, Salz und Zucker würden verschwinden, wenn man sie im Wasser auflöst. Die Schüler/innen verwechseln im Allgemeinen auch klares, sauberes, trinkbares und reines Wasser. Vollkommen klares Wasser kann gelöste Stoffe enthalten, auch wenn die Schüler/innen es für rein halten. So zum Beispiel enthalten Mineralwasser und Leitungswasser gelöste Substanzen (die beim Mineralwasser auf dem Flaschenetikett aufgeführt sind; beim Leitungswasser handelt es sich unter anderem um Kalk).
Auch das Meer ist aus Wasser und vielen anderen Substanzen zusammengesetzt. Im Meerwasser ist Salz gelöst. Es ist mit den Augen nicht erkennbar, sondern nur „salzig" zu erschmecken oder als Brennen in den Augen zu spüren. Unten auf dem Meeresboden liegen Sand, Muscheln und Steine.
Die Stunde beginnt mit einem Fingerspiel, das die Schüler / innen seit der ersten Stunde mit mir kennen. Dieser Einstieg hat den schönen Effekt der Wiedererkennung und den Vorteil, dass die meisten Kinder einfach mitmachen und wir gemeinsam beginnen können. Auch das Singen des Liedes gibt der Stunde ein „rundes" Ende.
Die Kinder haben in den vergangenen Stunden in unterschiedlichen „Teams" gearbeitet: mit dem Tischnachbarn, mit durch Bildkarten gefundene Partner und in Dreiergruppen, die ebenfalls durch Kärtchenziehen entstanden. Die Aufgabe lässt es auch heute zu, die Gruppenbildung dem Zufall zu überlassen.
Beschreibung der Klasse
Merkmal/Ausprägung | Konsequenz für meine Arbeit |
Klassenzusammensetzung: Die Klasse, in der ich diese Unterrichtsreihe durchführe, besteht aus 29 Kindern des ersten und zweiten Schuljahres. 13 Kinder sind im 1. Schuljahr, 16 Kinder im 2. Schuljahr. Ich unterrichte seit 11. Februar 2010 in dieser Klasse. |
Da 29 Kinder in dieser Lerngruppe sind, werde ich sechs Vierergruppen und eine Fünfergruppe bilden. |
Sozialgefüge der Klasse: Die Kinder werden seit den Sommerferien in dieser jahrgangsübergreifenden Gruppe zusammen unterrichtet. Die Kinder sind offen für einander und respektieren sich gegenseitig. |
Es herrscht eine angenehme Lernatmos-phäre. Da die Kinder immer wieder mit neuen Lernpartnern zusammen arbeiten sollen, werde ich sie für die Gruppenarbeit zufällig finden lassen. |
Bekannte Arbeits- und Sozialformen: Den Schülern ist die Sozialform Gruppenarbeit bekannt.Auch der Tafelhalbkreis und die Meldekette sind ihnen geläufig. Aufgrund der täglichen Freiarbeit sind die Kinder daran gewöhnt selbstständig zu arbeiten. Außerdem kennen sie die Symbole für den Stundenverlauf und den Ablauf von Versuchen. |
Durch die Gruppenarbeit arbeiten die Kinder zusammen an der Aufgabe und kommen miteinander ins Gespräch. Der Tafelhalbkreis eignet sich dafür, den Beginn mit Erklärungen zu gestalten und am Ende die Lernerfahrungen auszutauschen.
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Klassenraum: Der Klassenraum ist für 29 Kinder recht klein. Die Tische sind in 4er und 6er Gruppen angeordnet. |
Damit alle Kinder am Kreisgespräch teilnehmen können und somit auch das Material sehen können, wird der Kreis zu Anfang zwei-reihig gestaltet. |
Vorbereitete Lernumgebung Die Materialien für den Versuch stehen bereits auf den Tischen bereit, damit keine Zeit verloren geht. | Nach der Gruppenfindung erkennen die Kinder ihren Arbeitsplatz und können sofort mit der Arbeit beginnen. |
Lernchancen der Stunde
Sachkompetenzen
Die Schüler / innen entdecken
- dass in einem Glas Wasser Salz und Zucker aufgelöst werden kann, Sand und Öl jedoch nicht( Sand sinkt nach unten, das Öl schwimmt oben).
- dass sich der Wasserspiegel unterschiedlich verändert hat.
Sie lernen, dass Substanzen im Wasser nicht verschwinden.
Sie äußern sich sachbezogen.
Methodenkompetenzen
Die Schüler / innen
- lesen, was sie tun sollen.
- formulieren ihre Vermutungen (zeichnen / schreiben).
- führen den Versuch selbständig durch.
- beobachten, was passiert.
- überprüfen ihre Vermutungen.
- überlegen sich eine Erklärung.
- erfüllen die Aufgabe der zugewiesenen Rolle.
- beachten die Reihenfolge des Arbeitsablaufs
Sozialkompetenzen
Die Schüler / innen
- übernehmen Verantwortung für ihre Aufgabe in der Gruppe.
- nehmen die zugeteilte Rolle innerhalb der Gruppe ein
- tauschen sich mit ihren Partnern aus.
Einbettung der Stunde in den Gesamtzusammenhang
1. Einheit: Was wissen wir über Wasser und was wollen wir herausfinden? Aktivierung des Vorwissens unter Verwendung der Mind-Map-Methode.
2.Einheit:"Schwimmer" und „Nichtschwimmer"
3. Einheit: Kann eine Nadel schwimmen?
4. Einheit: Warum können Schiffe schwimmen?
5. Einheit: Das schwimmende Ei.
6. Einheit: Die Blume, die im Wasser blüht
7. Einheit: Wasser zum Leben - Wasser um uns herum
8. Einheit: Wir untersuchen den Wassergehalt verschiedener Lebensmittel
9. Einheit: Das Richtige trinken
10. Einheit: Wasser ist ein Lösungsmittel
11. Einheit: Die „Kochsalzfabrik" - Wir machen das aufgelöste Salz wieder sichtbar
Weitere mögliche Einheiten:
o Pflanzen brauchen Wasser
o Tiere im Wasser
o Wasser zu Hause
o Wasser ist kostbar (sparsamer Umgang, Reinigung)
Literatur
www.lmu.de/supra
www.wasserschule-schwaben.bayern.de
www.haus-der-kleinen-forscher.de
P.Grygier/A.Hartinger: Gute Aufgaben Sachunterricht
G.Schönknecht/G.Klenk: Sachunterricht
R.Scheuer/H.Lucas/I.Melle: Was passiert, wenn...? Naturwissenschaften im Sachunterricht
Richtlinien und Lehrpläne. Grundschule
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