Naturwissenschaften

Kalklösung in Gesteinen & Kalkbildung im Trinkwasser

Veröffentlicht am 20.02.2014
  • Sekundarstufe II
  • 2 Stunden
  • Arbeitsmaterial, Audiovisuelles Medium, Primärmaterial/Quelle, Arbeitsblatt
  • 1 Arbeitsmaterial

Zur Untersuchung des Einflusses der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf das Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Gleichgewicht entwickeln die Lernenden eigenständig ein Experiment und führen es durch.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtseinheit hat eine Gelenkfunktion zwischen der Behandlung technischer Prozesse (zum Beispiel Haber-Bosch-Verfahren oder Solvay-Verfahren) und der Thematisierung des Eingriffs in ein natürliches Kreislaufgeschehen. Die Lernenden sollen bei der weitergehenden Behandlung des gesamten Kohlenstoffkreislaufs erkennen, dass die Zusammenhänge in Stoffkreisläufen nicht linearer Natur sind und dass der Eingriff des Menschen weit reichende, negative Folgen haben kann, deren Abwendung politisches Handeln erfordert. Die Naturwissenschaften legen für solche Entscheidungen lediglich die Faktenbasis.

  • Mögliche Stellung der Stunde in einer Reihe
    Gelenkstunde. Es hat sich bewährt, die bei der Behandlung technischer Prozesse erarbeiteten fachlichen Qualifikationen bei den natürlichen Stoffkreisläufen in neuen Zusammenhängen anzuwenden.
  • Didaktische und methodische Gegenstandsanalyse
    Die Lernenden sollen den natürlichen Kalkkreislauf eigenständig erfassen. Für die beispielhafte Behandlung des Kohlenstoffkreislaufs sprechen die Relevanz des anthropogenen Treibhauseffekts sowie viele Anknüpfungspunkte für weitere Lerninhalte.
  • Unterrichtsverlauf und Materialien
    Eine Einstiegsfolie mit dem Foto eines Straßenschadens durch eine Doline spricht die Lernenden affektiv an. Nach der Hypothesenbildung planen sie selbstständig ein Experiment und führen es mithilfe medizinischer Spritzentechnik durch.
Unterrichtsmaterialien "Kalklösung & Kalkbildung" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • den Einfluss der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf den Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Kreislauf erklären.
  • ausgehend von einem Problem experimentell zeigen, dass Kalk sich unter Einwirkung von Kohlenstoffdioxid und Wasser löst.
  • den Vorgang mithilfe von Reaktionsgleichungen im Diskontinuum erklären.
  • die Verlagerung des Gleichgewichts bei Verringerung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration voraussagen, prüfen und mithilfe des Prinzips von Le Chatelier erläutern.
  • Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen herstellen (höherer Energieverbrauch bei der Heißwasserbereitung durch Verkalkung von Heizstäben, Totalverkrustung von Rohrleitungen bei hoher Wasserhärte, Korrosionserscheinungen in Rohren durch zu weiches Wasser).
  • die Abläufe in einer Tropfsteinhöhle verstehen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaKalklösung in Gesteinen, Kalkbildung im Trinkwasser
AutorGregor von Borstel
FachChemie
ZielgruppeJahrgangsstufe 11
Zeitraum2 Stunden
Technische Voraussetzungenmedizintechnisches Zubehör (Spritzentechnik), Flash-Player (kostenloser Download) für die Animation zum Thema Tropfsteinhöhle

Literatur

  • Gregor von Borstel, Andreas Böhm

    ChemZ - Chemieunterricht mit medizintechnischem Gerät, Naturwissenschaft im Unterricht Chemie, Heft 81, 2004
  • Mojib Latif, Klaus Wiegandt

    Bringen wir das Klima aus dem Takt? Hintergründe und Prognosen. Forum für Verantwortung Frankfurt; Januar 2007
  • Stefan Rahmstorf, Katherine Richardson

    Wie bedroht sind die Ozeane? Biologische und physikalische Aspekte, Frankfurt, Juli 2007

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Avatar Gregor von Borstel

ist Lehrer für Chemie und Geschichte am Alexander-von-Humboldt-Gymnasium in Bornheim. Gemeinsam mit Andreas Böhm hat er zahlreiche Ideen zu offenen Unterrichtsformen wie zum Beispiel Freiarbeit, Lernzirkeln, Teamknobeln, kreativen Experimenten (Egg-Race) oder Gruppenpuzzlen, veröffentlicht (www.lebensnaherchemieunterricht.de). Mit diesen Schwerpunkten ist er auch in der Lehrerfortbildung tätig.

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