Chemie · Klasse 7

Ideen für aktives Lernen

Trennverfahren: Destillation und Verdampfen

Aktive Experimente machen die unsichtbaren Prinzipien der Trennverfahren für Schülerinnen und Schüler greifbar. Verdampfen und Destillieren lassen sich im Labor direkt beobachten, sodass Lernende den Zusammenhang zwischen Siedepunkt, Apparaturaufbau und Trenneffizienz selbst konstruieren können.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe I - Erkenntnisgewinnung
• KMK: Sekundarstufe I - Fachwissen

• 30–50 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Planspiel
• 45 Min. · Kleingruppen

Gruppenexperiment: Destillation von Salzwasser

Schüler bauen eine einfache Destillationsapparatur mit Erlenmeyerkolben, Gummischlauch und Kühler. Erhitzen Sie Salzwasser langsam, beobachten Sie Dampf und sammeln Sie das Kondensat. Testen Sie die Reinheit des Destillats mit Leitfähigkeitsmessung oder Geschmacksprobe.

Begründen Sie, warum Destillation zur Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser geeignet ist.

Moderationstipp

Bereiten Sie während des Gruppenexperiments 'Destillation von Salzwasser' für jede Gruppe eine digitale Waage vor, um die Masse des Rückstands vor und nach dem Verdampfen zu messen und so die Massenkonstanz zu demonstrieren.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten ein Arbeitsblatt mit drei Fragen: 1. Nennen Sie zwei Stoffe, die durch Destillation getrennt werden können. 2. Erklären Sie in einem Satz den Unterschied zwischen Verdampfen und Sieden als Trennverfahren. 3. Warum ist der Siedepunkt für die Destillation wichtig?

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Sozialbewusstsein
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 02

• Planspiel
• 50 Min. · Kleingruppen

Stationenrotation: Verdampfen und Destillieren

Richten Sie drei Stationen ein: Verdampfen (Schale mit Salzwasser erhitzen), Destillieren (Miniapparatur) und Siedepunktmessung (Wasser vs. Salzwasser). Gruppen rotieren alle 10 Minuten und notieren Beobachtungen in einer Tabelle.

Analysieren Sie die Unterschiede zwischen Verdampfen und Sieden als Trennverfahren.

Moderationstipp

Legen Sie bei der Stationenrotation 'Verdampfen und Destillieren' drei Stationen an: eine mit Salzwasser, eine mit gefärbtem Wasser und eine mit einer Mischung aus Wasser und Sand, um den Unterschied zwischen Lösungen und Suspensionen zu verdeutlichen.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Schülern eine einfache Destillationsapparatur vor. Bitten Sie sie, die einzelnen Komponenten (z.B. Destillierkolben, Kühler, Auffangkolben, Thermometer) zu identifizieren und jeweils eine Funktion zu nennen. Dies kann mündlich oder schriftlich erfolgen.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Sozialbewusstsein
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 03

• Planspiel
• 30 Min. · Partnerarbeit

Paararbeit: Siedepunkte vergleichen

Paare messen den Siedepunkt von reinem Wasser und Salzlösungen mit Thermometer. Erhitzen Sie kontrolliert, protokollieren Sie Temperaturen und diskutieren Sie, warum Salz den Siedepunkt erhöht.

Erklären Sie die Funktion der einzelnen Komponenten einer Destillationsapparatur.

Moderationstipp

Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler während der Paararbeit 'Siedepunkte vergleichen' auf, ihre Temperaturmessungen in eine gemeinsame Tabelle einzutragen, um Trends wie die Siedepunkterhöhung bei Salzlösungen gemeinsam zu diskutieren.

Worauf zu achten ist

Leiten Sie eine Diskussion mit der Frage: 'Stellen Sie sich vor, Sie müssten eine Lösung aus Wasser und Zucker trennen. Welches Verfahren würden Sie wählen und warum? Welche Probleme könnten auftreten, wenn Sie versuchen würden, diese Lösung durch einfaches Verdampfen zu trennen?'

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Sozialbewusstsein
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 04

• Planspiel
• 40 Min. · Ganze Klasse

Whole Class: Meerwasser-Entsalzung simulieren

Die Klasse simuliert groß eine Entsalzungsanlage: Verdampfen in einer großen Pfanne, Kondensieren mit kaltem Tuch. Jeder Schüler trägt Daten bei und die Klasse analysiert das Ergebnis gemeinsam.

Begründen Sie, warum Destillation zur Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser geeignet ist.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten ein Arbeitsblatt mit drei Fragen: 1. Nennen Sie zwei Stoffe, die durch Destillation getrennt werden können. 2. Erklären Sie in einem Satz den Unterschied zwischen Verdampfen und Sieden als Trennverfahren. 3. Warum ist der Siedepunkt für die Destillation wichtig?

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Sozialbewusstsein
• Entscheidungsfähigkeit

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Diese Inhalte eignen sich besonders für hands-on-Lernen, da die Phänomene sichtbar und messbar sind. Vermeiden Sie zu frühe theoretische Vertiefungen, sondern lassen Sie die Schülerinnen und Schüler zunächst die Apparatur selbst zusammenbauen und beobachten. Nutzen Sie die Fehlvorstellungen gezielt als Anlass für neue Experimente, um die Konzepte zu festigen. Aktuelle Studien zeigen, dass das gemeinsame Auswerten von Messdaten im Plenum die Retention deutlich erhöht.

Erfolgreiches Lernen zeigt sich darin, dass die Schülerinnen und Schüler nach den Aktivitäten den Unterschied zwischen Verdampfen und Destillieren erklären, die Funktion der Apparaturkomponenten benennen und Siedepunkte als Trennkriterium anwenden können. Sie sollten zudem Prognosen zu Trennergebnissen abgeben und ihre Beobachtungen mit Fachbegriffen verknüpfen.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während des Gruppenexperiments 'Destillation von Salzwasser' könnte die Annahme aufkommen, dass Salz mitverdampft.

  Fordern Sie die Gruppen auf, den Rückstand im Destillierkolben nach dem Experiment zu wiegen und mit der Anfangsmasse zu vergleichen. Die Waage zeigt keine Veränderung, was die Massenkonstanz des Salzes direkt belegt.

• Während der Stationenrotation 'Verdampfen und Destillieren' könnte die Annahme entstehen, dass Destillation auch Feststoffe trennt.

  Legen Sie den Schülerinnen und Schülern an der Station mit der Sand-Wasser-Mischung nahe, die Apparatur zu bauen und zu beobachten, dass Sand im Kolben zurückbleibt, während klares Wasser destilliert wird. Ein Vergleich mit der Filtration hilft, die Unterschiede zu verdeutlichen.

• Während der Paararbeit 'Siedepunkte vergleichen' könnte die Annahme auftreten, dass Salzlösungen bei 100 °C sieden.

  Bitten Sie die Paare, die Siedetemperatur ihrer Salzlösung zu messen und mit reinem Wasser zu vergleichen. Die höheren Werte führen zu Hypothesen über den Einfluss des gelösten Stoffs, den Sie im Plenum diskutieren.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Planspiel