Farbstoffe in der chemischen Analytik - SEK II

Artikelnummer: NWL360302026
Kategorie: Chemie
Verlag: RAABE Verlag

25 Seiten, PDF-Datei

Sekundarstufe II

Chemie

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Chemie im Alltag – Farbstoffe und Farbigkeit

RAABE Unterrichts-Materialien mit Lösungen für Klasse 11 und Klasse 12

Diese Unterrichtseinheit richtet sich an die gymnasiale Oberstufe und kann im Bereich „Organische Produkte – Werkstoffe und Farbstoffe“ eingesetzt werden. Es eignet sich auch für fächerübergreifenden Unterricht, etwa mit Biologie oder Geografie zu Themen wie Umweltschutz oder Wasserqualität.

Die differenzierten Materialien können in Einzelarbeit und Partnerarbeit bearbeitet und diskutiert werden. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten, wie Molekülstruktur und Farbigkeit zusammenhängen, und müssen auf diese Konzepte bei der Lösung konkreter Fragestellungen zurückgreifen.

Die Einheit schließt mit der Lernerfolgskontrolle ab, diese verbindet zentrale Inhalte der vorherigen Materialien. Die Schülerinnen und Schüler müssen dabei die Richtigkeit von Aussagen beurteilen.

Die Materialien der Unterrichtseinheit behandeln den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Farbigkeit. Die Schülerinnen und Schüler lernen, warum bestimmte Stoffe farbig sind und wie sich die Farben auf molekularer Ebene gezielt verändern lassen. Dabei stehen konkrete Anwendungen von Farbstoffen in der chemischen Analytik im Fokus. Sie lernen wichtige Indikatorsysteme kennen, werten eine Trinkwasseranalyse aus und erkennen die Relevanz chemischer Analytik in Alltag, Gesundheit und Umwelt.

Themen:

Farbstoffe,
Farbigkeit,
organische Verbindungen,
Konzentrationsbestimmung durch Lichtabsorption,
Analytik,
organische Chemie,
analytische Chemie,
konjugierte
Doppelbindungen,
Lambert-Beer’sches Gesetz

Dauer: ca. 4-6 Stunden je nach Auswahl der Materialien und Methoden

Zu Beginn geht es um physikalisch-chemische Grundlagen der Farbigkeit von Stoffen. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass bestimmte Moleküle sichtbare Strahlung absorbieren können. Dies wird anhand von Molekülstrukturen, wie konjugierten Doppelbindungen, erklären. Dabei verstehen sie, warum die beobachtete Farbe nicht der Wellenlänge des absorbierten Lichts, sondern der des reflektierten Restlichts entspricht.

Danach stehen Farbänderungen durch chemische Reaktionen im Fokus. Die Schülerinnen und Schüler erkennen am Beispiel von Indikatoren, dass sich die Farbe eines Stoffes durch Änderungen in der Molekülstruktur steuern lässt. Dies wird anhand von pH-, Redox- und Komplexreaktionen veranschaulicht.

Im nächsten Schritt werden die Konzepte in einem konkreten Beispiel der analytischen Chemie angewendet. Die Schülerinnen und Schüler werden eine Trinkwasseranalyse bearbeiten. Dabei werten sie fiktive Daten einer Lichtabsorptionsmessung mit dem Lambert-Beer’schen Gesetz aus und beurteilen die Ergebnisse. So erkennen sie, wie die Chemie zur Lösung konkreter Fragestellungen aus dem Alltag beitragen kann.

Produkteigenschaft	Wert
Schulstufe:	Sekundarstufe II
Schulfach:	Chemie

Farbstoffe in der chemischen Analytik - SEK II

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