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Das Element Wasserstoff - ein besonderer Stoff im Fokus (WORD)

Das Element Wasserstoff - ein besonderer Stoff im Fokus (WORD)

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Sekundarstufe I

Chemie


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Art.Nr.: NWL161372018
Verlag: RAABE Verlag


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RAAbits Realschule Chemie, Klassen 9/10

Stoffe und ihre Eigenschaften

Der Einstieg in diese Unterrichtseinheit erfolgt mit einer Farbfolie, indem der Klasse Zitate von Jules Verne und Professor Wilhelm Ostwald vorgestellt werden. Es folgt ein Lehrerversuch zur Elektrolyse von Wasser im Hofmannschen Zersetzungsapparat. Die Schüler lernen hierbei aus welchen Elementen und in welchem Volumenverhältnis Wasser aufgebaut ist und sollen selbstständig das Versuchsprotokoll zum Versuch ergänzen.

Die umgekehrte Reaktion wird aufgrund des Gefahrenpotentials ebenfalls im Lehrerversuch gezeigt. Dabei werden unterschiedliche Mengenverhältnisse von Wasserstoff und Sauerstoff getestet. Die intensivste Reaktion erfolgt im Verhältnis 2:1. Auch hier soll das Gelernte von den Schülern in einem Versuchsprotokoll festgehalten werden.

In den nächsten beiden Stunden beschäftigen sich die Lernenden mit der Geschichte des Wasserstoffs. Da ein Schwerpunkt der Recherche die mit Wasserstoff gefüllten Ballons bzw. Zeppeline sind, wird ein Lehrerversuch mit eine mit Wasserstoff gefüllten Ballon gezeigt, der verdeutlicht, wie schnell Wasserstoff abbrennt bzw. explodiert.

Am Schluss der Unterrichtseinheit steht eine Projektarbeit zur PEM-Brennstoffzelle, bei der die Schüler selbständig recherchieren und in angemessener Form ein schriftliches Ergebnis präsentieren sollen. Zum praktischen Teil der Projektarbeit sollen die Schüler die Funktion eines Brennstoffzellenautos im Schülerversuch testen. Sie lernen beide Funktionsweisen praktisch kennen, zuerst als Elektrolyseur, dann als kalte Verbrennung zum Starten des Motors.

Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler ...

  • finden einfache Erklärungen für die Elektrolyse von Wasser und stellen sie in einer chemischen Gleichung dar.
  • erklären die Knallgasexplosion von Wasserstoff und Sauerstoff und stellen sie mit einer chemischen Gleichung dar.
  • recherchieren Informationen zur Geschichte des Wasserstoffs und fassen diese sinnvoll zusammen.
  • begründen Vermutungen zu chemischen Fragestellungen mithilfe von einfachen fachlichen Konzepten.
  • verwenden Fachbegriffe wie Analyse, Synthese, Elektrolyse und PEM-Brennstoffzelle angemessen und fachlich richtig.
  • recherchieren mit ihrer Gruppe Fragen zur Brennstoffzelle aus verschiedenen Medien, fassen sinnvoll zusammen und stellen dies schriftlich angemessen dar.
  • arbeiten mit einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig und achten dabei unterschiedliche Sichtweisen.
Versuche (Gefährdungsbeurteilungen zu den Lehrerversuchen sind im Zip-Ordner enthalten):
  • Elektrolyse von Wasser im Hofmannschen Zersetzungsapparat (LV)
  • Knallgasexplosion im Eudiometerrohr (LV)
  • Explosion eines Wasserstoffballons (LV)
  • Elektrolyse und kalte Verbrennung mit dem Modellauto (SV)
Dauer der Einheit: 6-9 Stunden, je nach Auswahl der Materialien und Methoden

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