Chemie · Klasse 8

Ideen für aktives Lernen

Gesetz der Massenerhaltung

Aktives Lernen funktioniert hier besonders gut, weil Schülerinnen und Schüler das Gesetz der Massenerhaltung durch eigenes Experimentieren begreifen. Nur durch direktes Messen in geschlossenen Systemen erkennen sie, dass Masse erhalten bleibt, selbst wenn Stoffe unsichtbar werden. Die Wahrnehmung von Veränderungen durch Sehen, Riechen oder Hören kann so wissenschaftlich überprüft werden.

KMK BildungsstandardsKMK: Sekundarstufe I - ErkenntnisgewinnungKMK: Sekundarstufe I - Kommunikation
30–50 Min.Partnerarbeit → Ganze Klasse4 Aktivitäten

Aktivität 01

Forschungskreis30 Min. · Kleingruppen

Gruppenversuch: Natron-Essig-Reaktion

Schüler wiegen ein geschlossenes Gefäß mit Natron, fügen Essig hinzu und verschließen es sofort. Nach der Reaktion wiegen sie erneut und vergleichen die Massen. Sie notieren Beobachtungen zum Gasdruck.

Erklären Sie das Gesetz der Massenerhaltung anhand von experimentellen Beobachtungen.

ModerationstippBei der Natron-Essig-Reaktion betonen Sie den Unterschied zwischen offener und geschlossener Durchführung, indem Sie die Schüler die Massen vor und nach der Reaktion in beiden Systemen vergleichen lassen.

Worauf zu achten istGeben Sie jedem Schüler eine Karte mit der Beschreibung eines Experiments (z.B. Reaktion von Essig und Natron in einem verschlossenen Beutel). Die Schüler notieren: 1. Was wird gemessen? 2. Welches Gesetz wird hier demonstriert? 3. Warum ist es wichtig, dass der Beutel verschlossen ist?

AnalysierenBewertenErschaffenSelbststeuerungSelbstwahrnehmung
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Aktivität 02

Forschungskreis40 Min. · Partnerarbeit

Paararbeit: Magnesiumverbrennung geschlossen

Paare verbrennen Magnesium in einem verschlossenen Glas mit Sauerstoff und wiegen das System vor und nach. Sie öffnen vorsichtig und identifizieren Produkte. Diskussion zur Gasentwicklung folgt.

Analysieren Sie, warum die scheinbare Massenabnahme bei Verbrennungen das Gesetz nicht widerlegt.

ModerationstippBei der Magnesiumverbrennung im geschlossenen System achten Sie darauf, dass die Schüler den Sauerstoff als Teil der Masse verstehen und nicht nur das sichtbare Magnesiumoxid als Produkt wahrnehmen.

Worauf zu achten istStellen Sie folgende Frage an die Tafel: 'Bei der Verbrennung von Holz scheint Masse verloren zu gehen. Erklären Sie dies unter Berücksichtigung des Gesetzes der Massenerhaltung und nennen Sie mindestens zwei Produkte der Verbrennung, die nicht mehr sichtbar sind.'

AnalysierenBewertenErschaffenSelbststeuerungSelbstwahrnehmung
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Aktivität 03

Forschungskreis45 Min. · Kleingruppen

Stationenrotation: Verschiedene Reaktionen

Richten Sie Stationen ein: Auflösung von Salz, Eisen mit Schwefel, Natron-Essig. Gruppen rotieren, messen Massen und protokollieren. Abschließende Plenumdiskussion.

Konstruieren Sie ein Experiment, um die Massenerhaltung in einem geschlossenen System zu demonstrieren.

ModerationstippBei der Stationenrotation sorgen Sie für klare Arbeitsaufträge und Zeitvorgaben, damit die Schüler die Messungen und Beobachtungen systematisch durchführen.

Worauf zu achten istTeilen Sie die Klasse in Kleingruppen ein und geben Sie ihnen die Aufgabe: 'Entwerfen Sie ein Experiment, mit dem Sie die Massenerhaltung bei der Reaktion von festem Kupfersulfat und Wasser nachweisen können. Beschreiben Sie die benötigten Materialien, die Vorgehensweise und wie Sie sicherstellen, dass kein Stoff entweicht.'

AnalysierenBewertenErschaffenSelbststeuerungSelbstwahrnehmung
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Aktivität 04

Forschungskreis50 Min. · Einzelarbeit

Individualkonstruktion: Eigene Versuchsplanung

Schüler entwerfen ein Experiment zur Massenerhaltung, listen Materialien auf und führen es unter Aufsicht durch. Sie präsentieren Ergebnisse und Erklärungen.

Erklären Sie das Gesetz der Massenerhaltung anhand von experimentellen Beobachtungen.

ModerationstippBei der individuellen Versuchsplanung geben Sie konkrete Kriterien vor, z.B. die Verwendung eines geschlossenen Systems und die Dokumentation aller erwarteten Produkte.

Worauf zu achten istGeben Sie jedem Schüler eine Karte mit der Beschreibung eines Experiments (z.B. Reaktion von Essig und Natron in einem verschlossenen Beutel). Die Schüler notieren: 1. Was wird gemessen? 2. Welches Gesetz wird hier demonstriert? 3. Warum ist es wichtig, dass der Beutel verschlossen ist?

AnalysierenBewertenErschaffenSelbststeuerungSelbstwahrnehmung
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Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Dieses Thema lebt von der Gegenüberstellung von Alltagsbeobachtungen und wissenschaftlichen Messungen. Vermeiden Sie es, das Gesetz nur zu erklären, sondern lassen Sie die Schüler selbst Daten sammeln und interpretieren. Nutzen Sie gezielte Fragen, um Fehlvorstellungen wie „Masse verschwindet“ direkt anzusprechen und durch Experimente zu widerlegen. Die Diskussion über systematische Grenzen (offen vs. geschlossen) fördert das kritische Denken.

Am Ende verstehen die Schülerinnen und Schüler, dass Masse weder entsteht noch verschwindet, sondern nur umgewandelt wird. Sie können erklären, warum geschlossene Systeme entscheidend sind und wie unsichtbare Gase Masse tragen. Ihre Erklärungen beziehen sich auf konkrete Messergebnisse und nicht auf Alltagsbeobachtungen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

  • Während des Gruppenversuchs zur Natron-Essig-Reaktion beobachten Sie, dass einige Schüler vermuten, Masse gehe verloren, weil Blasen entstehen und entweichen.

    Lenken Sie die Aufmerksamkeit der Schüler auf die geschlossene Durchführung, bei der die Masse des gesamten Systems (Reaktionsgefäß + Beutel) gleich bleibt. Zeigen Sie, dass die Gasentwicklung nur die Form der Masse verändert, nicht deren Menge.

  • Während der Paararbeit zur Magnesiumverbrennung im geschlossenen System argumentieren Schüler, dass die Masse des Magnesiums allein gemessen wird und der Sauerstoff keine Rolle spielt.

    Fordern Sie die Schüler auf, die Masse des gesamten geschlossenen Systems vor und nach der Reaktion zu messen. Betonen Sie, dass der Sauerstoff aus der Luft als Edukt reagiert und Teil der Produktmasse wird.

  • Während der Stationenrotation wird diskutiert, dass offene Systeme das Gesetz der Massenerhaltung widerlegen.

    Führen Sie eine kurze Demonstration durch, bei der Sie die gleiche Reaktion einmal offen und einmal geschlossen durchführen. Die Schüler erkennen, dass in offenen Systemen Gase entweichen und Masse scheinbar verloren geht, während in geschlossenen Systemen die Masse erhalten bleibt.

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