Die digitale Animation zur Reaktion eines Eisennagels in Kupfer(II)-sulfatlösung veranschaulicht die chemischen Vorgänge der Reaktion auf der Teilchenebene. Zum Ablauf sind ein Computer oder Tablet sowie ein Internetzugang erforderlich.
Im Unterrichtsgang haben Schülerinnen und Schüler zuvor ein entsprechendes Experiment für die Lernenden in Partnerarbeit durchgeführt (Eisennagel im Becherglas oder Eisennagel am Bindfaden im Reagenzglas), ihre Beobachtungen formuliert sowie Vermutungen geäußert, die sich aus den Beobachtungen ableiten lassen.
Zur Klärung der Versuchsergebnisse und zur formellen Fassung des zugrundliegenden Redoxvorgangs liefert die Animation eine für alle Schülerinnen und Schüler gleiche visuelle Basis über folgende Vorgänge auf der Teilchenebene:
- Beim Kontakt der Kupfer(II)-Ionen mit den Eisenatmen findet ein Elektronenübergang statt.
- Aus elektrisch positiv geladenen Kupfer(II)-Ionen entstehen durch Elektronenaufnahme Kupferatome, die sich auf dem Eisen absetzen und den Belag darstellen.
- Aus Eisenatomen entstehen durch Elektronenabgabe elektrisch positiv geladene Eisen(II)-Ionen, die in Lösung gehen und verantwortlich sind für eine zunehmend raue Oberfläche des Eisennagels.
- Die Farbveränderung der Lösung kommt durch den Ionenaustausch der Metallionen zustande.
Durch die Animation gelingt eine gedankliche Modellierung der Teilchenvorgänge für das weitere Unterrichtsprozedere. Die Schülerinnen und Schüler können die Modellszenen zum Beispiel in Partnerarbeit analysieren und daraus Teilreaktionen zur Oxidation und Reduktion sowie eine Redoxreaktion formulieren. Im entsprechenden Arbeitsblatt werden Ergebnisse festgehalten.
Falls die Begriffe Oxidation und Reduktion noch nicht bekannt sind, kann jetzt durch die Lehrperson eine Begriffsbildung erfolgen.
Information zur Steuerung der Animation:
Über die Steuerleiste lässt sich die Animation starten und stoppen beziehungsweise positionieren. Diese Funktionen können auch über die Space-Taste und die Pfeil-Tasten aktiviert werden (rechts oder links, das heißt einige Bilder vor- beziehungsweise zurückspringen; Vereinfachung für eine Referentin oder einen Referenten). Die Animation wird online über einen Open-Source-Emulator wiedergegeben. Das Laden kann einige wenige Sekunden dauern.
