Unterrichtsmaterialien zum Thema "Salze"

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Reaktionsgleichung für die NaCl-Synthese

Unterrichtseinheit

Mithilfe einer interaktiven Anwendung werden Modelldarstellungen zur Reaktion von Natrium mit Chlor dynamisch entwickelt.Das hier vorgestellte und methodisch vielseitig einsetzbare Programm dient als "Zeichenbrett", auf dem Reaktionsgleichungen mit Atom-, Ionen- und Molekülmodellen dargestellt werden können. Am Präsentationsrechner des Fachraums können einzelne Schülerinnen und Schüler (oder die Lehrkraft) damit Modelldarstellungen zur Reaktion von Natrium mit Chlor per Beamer vorstellen beziehungsweise im Rahmen des Unterrichtsgesprächs entwickeln. Alternativ dazu können die Lernenden im Computerraum in Partner- oder Kleingruppenarbeit eine Präsentation zur Aufstellung der Reaktionsgleichung erarbeiten und anschließend ihren Mitschülerinnen und Mitschülern vorstellen. Technische Möglichkeiten und Einsatz im Unterricht Die Funktionen der interaktiven Folien werden per Screenshot vorgestellt und ihre verschiedenen Einsatzmöglichkeiten im Unterricht skizziert. Die Schülerinnen und Schüler sollen das Aufstellen einer Reaktionsgleichung mit verschiedenen Modellen entwickeln (Kugelmodell, Schalenmodell). durch die Modellvielseitigkeit die Vorgänge bei der Reaktion von Natrium mit Chlor verstehen und gegebenenfalls ihren Mitschülern im Rahmen einer computergestützten Präsentation erläutern. Thema Reaktionsgleichung für die NaCl-Synthese Autor Dr. Ralf-Peter Schmitz Fach Chemie Zielgruppe Klasse 9 (2. Jahr Chemieunterricht) Zeitraum 1 Stunde Technische Voraussetzungen Minimum: Präsentationsrechner mit Beamer Arbeitsfläche und Werkzeuge Die interaktive Folie startet mit einer leeren Arbeitsfläche und der Symbolpalette (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Diese enthält unter anderem chemische Buchstabensymbole ohne und mit Valenzelektronen (Lewis-Schreibweise), Kugelsymbole und Schalenmodelle für Atome und Ionen sowie ein Texteingabefeld. Darstellung im Kugelmodell Per Klick auf ein gewünschtes Symbol erscheint dieses am unteren Rand der Arbeitsfläche. Durch Mouse-over-Effekte erscheinen die Option "Bewegen" oder die Icons für die Vergrößerung und Verkleinerung der gewählten Bausteine. Abb. 2 zeigt die Arbeitsfläche mit Kugelmodell-Symbolen und einem Textfeld; über dem großen Chlorid-Ion werden das Icon für die Verkleinerung des Ions und seine aktuelle Größe in Prozent angezeigt. Ausführliche Hinweise zur Bedienung aller Programmfunktionen finden Sie in dem Info-PDF zu der Animation auf der Website "Chemie interaktiv" (siehe Internetadresse). Darstellung im Schalenmodell Alle Bausteine und Symbole können durch Ziehen in den Papierkorb (rechts unten) von der Zeichenfläche wieder entfernt werden. Neben der Verwendung der Zeichen und Symbole kann zur Veranschaulichung der Vorgänge im Schalenmodell auch eine kleine Animation auf die Arbeitsfläche geholt und abgespielt werden, die den Elektronenübergang und die Bildung der Ionen visualisiert (Abb. 3, Platzhalter bitte anklicken). Computergestützter Unterricht - ohne Computerraum Die Flash-Folie zur Aufstellung einer Reaktionsgleichung wurde für die Unterstützung des Unterrichtsgesprächs konzipiert. Ihr Einsatz zeigt einen Weg des computerunterstützten Unterrichts auf, der auch ohne den Gang in den Computerraum möglich ist. Erforderlich ist lediglich ein Präsentationsrechner mit Beamer, der in vielen Fachräumen zur Verfügung steht. Da die Animation auf der Website "Chemie interaktiv" auch zum Download bereit liegt, ist ein Internetanschluss nicht erforderlich. Partnerarbeit im Computerraum Alternativ zur Verwendung der interaktiven Folie als "digitale Tafel" können mit dem Computereinsatz vertraute Klassen die Aufgabe zur Erstellung der Reaktionsgleichung im Rechnerraum selbstständig und kooperativ in Partner- oder Kleingruppenarbeit bewältigen. Die Lehrerin oder der Lehrer tritt dabei in den Hintergrund und greift nur unterstützend beziehungsweise Impuls gebend ein. Die Ergebnisse werden dann per Ausdruck gesichert und von einzelnen Gruppen der Klasse per Beamer vorgestellt. Die Konzipierung und die Präsentation der Darstellungen beleben den Unterricht und fördern die Kreativität und das Verständnis der Schülerinnen und Schüler für chemische Abläufe. Hausarbeit Da die interaktive Folie online frei zugänglich ist, können die Lernenden auch am heimischen Rechner damit arbeiten und so zum Beispiel im Rahmen einer Hausarbeit eine Beamer-Präsentation für ihre Mitschülerinnen und Mitschüler vorbereiten, die der Wiederholung der Ergebnisse der letzten Stunde dient. Die Phasen der Präsentation können in Ausdrucken dokumentiert und im Arbeitsheft oder Lerntagebuch eingeklebt werden.

  • Chemie
  • Sekundarstufe I

Animation chemischer Vorgänge - die Ionenbindung

Unterrichtseinheit

Schülerinnen und Schüler erstellen zur Festigung und Anwendung der im Unterricht erworbenen Kenntnisse zum Thema Ionenbindung eine kleine Animation.Im Fach Chemie bietet der Einsatz von Animationen nicht nur eine willkommene Abwechslung zum herkömmlichen Unterricht - die zahlreichen Animationen chemischer Vorgänge, die im Internet angeboten werden, beleben die Stunden und fördern die Kreativität und das Verständnis der Schülerinnen und Schüler für chemische Abläufe. Dieser Artikel führt am Beispiel der Ionenbindung von Natriumchlorid in die Arbeit mit solchen Animationen ein und zeigt, wie Sie für den Einsatz im Unterricht oder mit Schülerinnen und Schülern gemeinsam kurze Trickfilm-Clips selbst erstellen können. Erforderlich sind lediglich ein Zeichenprogramm und ein GIF-Animator - beides kann kostenlos aus dem Internet heruntergeladen werden - oder das Präsentationsprogramm PowerPoint. Technische Möglichkeiten der Animation Allgemeine Informationen zu animierten GIF- und PowerPoint-Dateien, Flash-Filmen (SWF) und Java-Applets sowie den jeweils erforderlichen Plugins. Einsatzmöglichkeiten im Unterricht Allgemeine Informationen zu geeigneten Themenfeldern für den Einsatz von Trickfilmen und den didaktischen Varianten. Schülerinnen und Schüler erstellen eigene Animationen Die Herstellung einer eigenen Animation dient der Festigung und Anwendung erworbener Kenntnisse zum Thema Ionenbindung. Der hier beschriebene Unterrichtsverlauf hat sich als sinnvoll erweisen. Einsatz fertiger Animationen Hinweise zum Einsatz gebrauchsfertiger Animationen aus dem Netz am Beispiel der Untersuchung einer nucleophilen Addition (Animation und Arbeitsblatt). Die Schülerinnen und Schüler sollen erlangtes Wissen zur Ionenbindung von Natriumchlorid anwenden. eine Trickfilmsequenz im Team planen, ein "chemisches Drehbuch" entwerfen und am Computer umsetzen. das Donator-Akzeptor-Prinzip sowie das Struktur-Eigenschafts-Prinzip in einem Trickfilm kreativ und fachlich korrekt wiedergeben. Thema Ionenbindung von Natriumchlorid - Animation chemischer Vorgänge Autor Holger Schickor Fach Chemie Zielgruppe Klasse 10 (Ionenbindung), zur Vorbereitungsarbeit mit den Programmen und zur Wiederholung auch im An-fangsunterricht der Sek II Zeitraum 4 bis 6 Stunden technische Voraussetzungen Ein Rechner pro Arbeitsgruppe (ideal: 2 Lernende) Software Grafikprogramm (zum Beispiel GIMP, MS Paint), GIF-Animator, PowerPoint oder Macromedia Flash Animierte GIF(Graphics Interchange Format)- und PowerPoint-Dateien lassen sich relativ schnell mit Schülerinnen und Schülern im Unterricht erstellen. Hier reicht schon die Standardausrüstung von Windows-Rechnern aus. Ein Zeichenprogramm wie MS Paint (Windows-Zubehör) oder das Bildbearbeitungsprogramm GIMP leisten bei Erstellung von Trickfilmbildern gute Dienste. Die selbst erstellten GIF-Bilder werden - wie in einem Daumenkino - hintereinander gelegt und mit einem GIF-Animator in das AVI-Videoformat überführt. Zeigedauer und Abfolge der Bilder lassen sich einstellen. Die Dateien im AVI-Format können dann mit dem Windows Media Player mit den bekannten Funktionen eines Kassettenrecorders abgespielt werden (Play, Vor, Pause, ... ). Die Erstellung animierter PPT-Dateien verläuft analog zu der animierter GIFs, nur werden die fertigen Bilder in PowerPoint (Bestandteil des MS Office-Paketes) animiert. Die fertige PowerPoint-Animation lässt sich durch Pfeiltasten oder über die rechte Maustaste bedienen. Inhaltlich gleiche PowerPoint-Dateien sind wesentlich größer als entsprechende GIF-Dateien. PowerPoint im Betrieb Dieser Artikel im Bereich Berufsbildung von Lehrer-Online beschreibt die wichtigsten Funktionen des Programms. Zur Erstellung von Flash-Animationen im SWF-Format benötigen Sie die professionelle Software Macromedia Flash, die nicht ganz billig ist. ( Macromedia-Flash MX 2004 gibt es für knapp 695 €. Frühere Versionen, Flash 4 oder Flash 5, reichen jedoch völlig aus und sind bei ebay regelmäßig für weniger als 50 € zu ergattern.) Mit dieser Software stellen auch Profis Trickfilme für das Internet her. In Flash kann man so genannte Vektorgrafiken erstellen. Eine Vektorgrafik ist aus Linien, Kurven und Flächen aufgebaut, die mit Vektoren mathematisch genau beschrieben sind. Dies sorgt für kleine Dateigrößen und dafür, dass nachträgliche Änderungen an den Objekten problemlos möglich sind. Mit dem Programm lässt sich fast alles machen, sogar eine Vertonung der Clips ist möglich. In einem Flash-Clip lassen sich auch interaktive Buttons integrieren. Die Einarbeitung in Flash verlangt viel Arbeit und Geduld. Die Arbeitsschritte zur Erstellung von Trickfilmsequenzen beruhen auf dem Einordnen gezeichneter Bilder und dem Anlegen von auszuführenden Bewegungen von Objekten und Schriften - vereinfacht ausgedrückt eine Art "Folien-Zeige-Verdeck-Technik". Der Aufwand zur Erstellung von Flash-Animationen ist groß und sprengt den Rahmen des normalen Unterrichts. Ebenso dürfte das Erstellen von Java-Applets wegen der erforderlichen Kenntnisse in Javascript im Unterricht nur bedingt möglich sein. Mit kostenloser Software können virtuelle Moleküle gebastelt und unter Nutzung der Chemie-Programmiersprache RasMol und dem Browser-Plugin Chime zu interaktivem "Leben" erweckt werden - eine spannende Art und Weise, Moleküle zu erkunden und zu begreifen. Ausführliche Informationen dazu finden Sie in den folgenden Lehrer-Online-Artikeln: Interaktive 3D-Moleküle ? ChemSketch, Chime, RasMol Ein dreidimensionales Glycerinmolekül wird mit einfachen Mitteln am Computer erzeugt und zu virtuellem Leben erweckt (Sek II). Für den Einsatz der Animationen im Unterricht müssen die Zusatzprogramme, die für das Abspielen der Animationen erforderlich sind, auf den Rechnern verfügbar sein. Flash-Objekte benötigen einen kostenlosen Flash-Player. Beim Einsatz von Java- Applets muss Java im Internet-Browser aktiv und eine entsprechende kostenlose Java-Abspielumgebung vorhanden sein. Für die Betrachtung von PPT-Animationen benötigen Sie das Programm PowerPoint des MS Office-Paketes, das Abspielen von AVI-Videos erfordert den kostenlosen Windows Media-Player. Die Themenfelder für den sinnvollen Einsatz selbst produzierter oder bereits vorhandener Trickfilmsequenzen sind vielfältig. Vor allem dynamische Sachverhalte lassen sich sehr gut und anschaulich in Form von Animationen aufbereiten: Bindungsbildungen, zum Beispiel Ionenbildung Darstellung von Lösungsvorgängen, zum Beispiel Hydratation sämtliche chemische Reaktionen, insbesondere die Reaktionsmechanismen der organischen Chemie Kreisprozesse (erscheinen animiert zum Teil verständlicher und wirklichkeitsnäher), zum Beispiel Ozonauf - und abbauprozesse sowie deren Beeinflussung durch FCKWs elektrochemische Prozesse (Elektrolyse) biochemische Prozesse, zum Beispiel Transportvorgänge an Biomembranen, Enzymhemmungen, Fotosynthese Ablauf industrieller Verfahren, zum Beispiel die Ammoniaksynthese Wenn die Lehrkraft die Videoclips selbst produziert, kann der Leistungsstand der Klasse optimal berücksichtigt werden. Grundsätzlich lassen sich zwei Arten von Trickfilmen produzieren: Vollversion im Sinne einer Lösungsversion Sie ist didaktisch so aufbereitet, dass den Schülerinnen und Schülern alle wichtigen Informationen geboten werden. Die Einsatzmöglichkeiten im Unterricht sind Phasen der Wiederholung, der Festigung oder der Sachinformation bei schwierigen Sachverhalten. Arbeitsversion Hierin liegt die Stärke des Trickfilmeinsatzes! Die Arbeitsversion ist didaktisch so aufbereitet, dass sie der Lerngruppe nicht zu viel vorwegnimmt. Die Schülerinnen und Schüler müssen die modellhafte Darstellung erfassen, deuten und durch genaues Beobachten Zusammenhänge entdecken. Hier ist eine große Interaktion in Arbeitsgruppen möglich: Teilergebnisse werden festgehalten, Beobachtungen ausgetauscht, es wird gestritten, die Aufmerksamkeit auf Teilprobleme konzentriert, die Bilder werden beeinflusst - "vor" , "zurück", "Pause" , "Play" - mit der Animation kann also intensiv gearbeitet werden! Der hier beschriebene Unterrichtsverlauf hat sich als sinnvoll erweisen. Drehbuchentwurf Die Schülerinnen und Schüler entwerfen ein Drehbuch zur Ionenbildung. Dies soll in schriftlicher Form erfolgen, damit die Lehrkraft frühzeitig die fachliche Richtigkeit kontrollieren kann. Einführung in die Nutzung des Grafikprogramms Diese Phase gestaltet sich je nach Voraussetzungen der Schülerinnen und Schüler verschieden. In der Regel sind Vorkenntnisse vorhanden. Funktionen wie das Einsetzen von Zeichenelementen, Kopieren, Ausschneiden, Verschieben und Abspeichern sollten auf jeden Fall besprochen werden. Einführung in die Handhabung eines GIF-Animators oder von PowerPoint Hier muss klar werden, dass die Einzelbilder daumenkinoartig weiterverarbeitet werden. Da die Schülergruppen für die Erstellung der Einzelbilder unterschiedlich viel Zeit benötigen, bietet es sich an, die nacheinander fertig werdenden Gruppen einzeln in die Arbeit mit dem GIF-Animator beziehungsweise mit PowerPoint einzuweisen, zum Beispiel in Form einer kleinen Workshopecke "So wird ein Trickfilm zusammengesetzt". Bereits angelernte Gruppen können den nachfolgenden bei der Handhabung der Programme helfen. Reflexion Zum Abschluss der Unterrichtseinheit sollte die Leistungsfähigkeit der selbst erstellten Animation kritisch hinterfragt und die Eignung zum Wissenserwerb für andere Schülerinnen und Schüler durch Erstellung eines kleinen Kontrollfragebogens zur Ionenbindung reflektiert werden. Wenn Sie Trickfilme für Ihre Schülerinnen und Schüler selbst erstellen, hat dies den großen Vorteil, dass Sie die Animation optimal an die Vorraussetzungen Ihrer Lerngruppe anpassen können. Zusätze, Hinweise, Tipps oder ähnliches, lassen sich unkompliziert integrieren oder auch wieder entfernen. Die Clips können auch an spezielle Unterrichtsphasen angepasst werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen ausreichend Zeit bekommen, sich mit der Animation zu beschäftigen, sich in ihrem Team aktiv darüber auszutauschen und Problemstellungen gezielt bearbeiten zu können. Der folgende Link und das Arbeitsblatt zeigen, wie die Aufgabenstellung zu einer Animation (Flash) der nucleophilen Addition (Aldolreaktion) aussehen könnte. Nucleophile Addition: Aldol-Reaktion Die Aldol-Addition ist ein Beispiel von zahlreichen Animationen biologischer und chemischer Vorgänge auf der Website des Autors. Unter den hier zum Download angebotenen Materialen bilden die Angaben zur Erstellung der animierten GIFs den Schwerpunkt, weil diese Trickfilm-Variante im Unterricht mit den Schülerinnen und Schülern am leichtesten umzusetzen ist. Kennt man sich mit Flash jedoch (etwas) aus, möchte man mit nichts anderem mehr arbeiten! Deshalb wird in einer kurzen Anleitung zumindest angedeutet, wie das Programm Macromedia Flash am Beispiel der Elektronenbewegung vom Natrium- zum Chlor-Atom funktioniert. Vollständige Filme Zur Verdeutlichung der verschiedenen Techniken wird die Aufbereitung des Themas Ionenbindung am Beispiel von Natriumchlorid hier in verschiedenen Versionen zum Download angeboten. Teilsequenzen Die Trickfilmteilsequenz, deren Erstellung für einen ersten Eindruck der Arbeit mit Macromedia Flash beschrieben wurde (Elektronenbewegung vom Natrium-zum Chlor-Atom), können Sie hier herunterladen:

  • Chemie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Reaktion von Eisen mit Kupferionen

Unterrichtseinheit

Eine kleine Flash-Animation veranschaulicht die chemischen Vorgänge bei der Reaktion von Eisenatomen mit Kupferionen im Teilchenmodell.Was läuft chemisch an der Oberfläche eines Eisennagels ab, der in eine Kupfersulfat-Lösung eintaucht? Die hier vorgestellte kurze Flash-Animation wurde für die Präsentation per Beamer im Fach- oder Unterrichtsraum und den Einsatz im Unterrichtsgespräch konzipiert. Sie dient der Visualisierung der chemischen Vorgänge bei einer Redox-Reaktion und zugleich als Ausgangspunkt für die Entwicklung der Reaktionsgleichung.Die Animation dient im Unterrichtsgespräch als Funktionsmodell, mit dem das untersuchte Phänomen präsentiert und seine Analyse und Deutung unterstützt wird. Vor dem Einsatz der Animation haben die Schülerinnen und Schüler das entsprechende Experiment selbst durchgeführt. Ihre Beobachtungen über das Auflösen des Eisennagels beziehungsweise die Verfärbung der Kupfersulfatlösung deuten auf eine Reaktion zwischen dem Feststoff Eisen und dem gelösten Kupfersulfat hin. Die Animation visualisiert die chemischen Vorgänge: Kupferionen treffen auf die Eisenatome des Nagels. Es kommt zu Elektronenübergängen. Dabei bilden sich Eisenionen, die in Lösung gehen. Die entstehenden Kupferatome scheiden sich auf dem Eisennagel ab. Zudem zeigt die Animation die Verfärbung der Lösung während der Reaktion und das abgeschiedene Kupfer auf dem Eisennagel. Der entsprechend verfärbte Nagel kann am Ende des Films mit der Maus "angefasst" und aus der Lösung gezogen werden. Informationen zur Steuerung des Films finden Sie in dem Info-PDF zur Animation auf der Website "Chemie interaktiv".Die Schülerinnen und Schüler sollen die chemischen Vorgänge bei der Reaktion von Eisen in einer Kupfersulfatlösung verstehen. eine Reaktionsgleichung der Redox-Reaktion entwickeln (Teilgleichungen und Gesamtgleichung). Thema Reaktion von Eisen in Kupfersulfat-Lösung Autor Dr. Ralf-Peter Schmitz Fach Chemie Zielgruppe Klasse 9 und 10 Zeitraum 1 Stunde, Einsatz der Animation: etwa 10 Minuten Technische Voraussetzungen Präsentationsrechner mit Beamer, Flash-Player (kostenloser Download)

  • Chemie
  • Sekundarstufe I