Eine ungewöhnliche Anwendung von pH-Indikatoren und Polymeren - Magisch bunte Klebestifte

Artikelnummer: NWL151482018
Kategorie: Chemie
Verlag: RAABE Verlag

Zip-Datei (28 Seiten, PDF-Datei + Gefährdungsbeurteilungen)

Sekundarstufe I
Sekundarstufe II

Chemie

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RAAbits Chemie, Sekundarstufe I / Sekundarstufe II

Unterrichtseinheit mit Schüler- und Lehrerversuchen, Hausaufgaben, Differenzierungsmöglichkeiten und Klausuraufgaben mit Lösungen

Das vorliegende Material ermöglicht am Beispiel von handelsüblichen Klebestiften und einem Lippenstift, die jeweils eine überraschende Farbwechselfunktion haben, die kompetenz- und kontextorientierte Erarbeitung des Mesomeriemodells der Farbigkeit.

Das Thema ist in den Kernlehrplänen der Qualifikationsphase verortet. Bei allen Beispielen tritt durch pH-Änderungen, die entweder durch Kohlenstoffdioxid oder durch Hautfeuchtigkeit ausgelöst werden, eine deutliche Farbänderung ein - wie sie für Säure-Base-Farbindikatoren bekannt ist, so dass hier ein weiterer Themenkomplex angesprochen wird, der für beide Sekundarstufen geeignet ist. Bei den Klebestiften wird die zunächst farbige, sichtbare Klebebahn entfärbt. Beim Lippenstift tritt eine deutliche Farbänderung ein, die vom individuellen pH-Wert der Haut abhängig ist.

Die Farbstoffbeispiele sind der Farbstoffklasse der Trimethylmethanfarbstoffe zuzuordnen. In den Klebestick-Produkten sind Pyrogallolphthalein oder Thymolphthalein enthalten, die strukturell dem bekannten Phenolphthalein sehr ähnlich sind. Im Lippenstift ist ein dem Fluorescein verwandter Xanthen-Farbstoff enthalten, der aber ebenfalls Strukturelemente eines Trimethylmethanfarbstoffes enthält.

Kompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler können...

den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen (Sek. I und II).
die elektrophile Substitution an Benzolderivaten erklären.
den Zusammenhang zwischen Farbigkeit und Molekülstruktur mithilfe des Mesomeriemodells (mesomere Grenzstrukturen) erläutern.
vergleichend die Struktur ausgewählter organischer Farbstoffe und deren Einfluss auf die Farbigkeit erklären.
die Synthese ausgewählter Verbindungen (Farbstoffe) erläutern.
die Herstellung ausgewählter organischer Produkte (Farbstoffe) präsentieren.
Nutzen und Risiken ausgewählter Produkte (Farbstoffe) unter vorgegebenen Fragestellungen beurteilen.

Verlaufsplan / Dauer:

Teil: Struktur und Farbigkeit - 4 Unterrichtsstunden
Teil: Farbstoffsynthese - 4 Unterrichtsstunden
Teil: Wie funktioniert ein Klebstoff? - 3 Unterrichtsstunden

Schulstufe:	Sekundarstufe I Sekundarstufe II
Schulfach:	Chemie

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