Chemie · Klasse 9

Ideen für aktives Lernen

Konzentrationen in Lösungen: Massenanteil und Volumenanteil

Aktive Lernformen helfen hier, weil Schülerinnen und Schüler durch eigenes Rechnen und Experimentieren die abstrakten Begriffe Masse und Volumen in konkreten Zusammenhängen erleben. Beim Berechnen von Alltagsbeispielen wie Salzwasser oder Fruchtsäften erkennen sie, warum Konzentrationsangaben wichtig sind und wo sie im täglichen Leben vorkommen.

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

• 20–45 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Problemorientiertes Lernen
• 30 Min. · Partnerarbeit

Paararbeit: Konzentrationsberechnung

Paare wiegen trockenes Salz ab, lösen es in Wasser auf und messen Gesamtmasse sowie Volumen. Sie berechnen Massen- und Volumenanteil und vergleichen mit Tabellenwerten. Abschließend diskutieren sie Abweichungen.

Berechnen Sie den Massen- und Volumenanteil eines gelösten Stoffes in einer Lösung.

Moderationstipp

Lassen Sie die Paare in Aktivität 1 zuerst eigene Beispiele aus der Lebenswelt sammeln, bevor sie rechnen, um die Motivation zu steigern.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Schülern eine Aufgabe: 'Eine 200 g schwere Salzlösung enthält 20 g Kochsalz. Berechnen Sie den Massenanteil des Kochsalzes in Prozent.' Überprüfen Sie die Antworten auf korrekte Anwendung der Formel.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 02

• Problemorientiertes Lernen
• 45 Min. · Kleingruppen

Stationenrotation: Verdünnungsexperimente

Vier Stationen: Salzlösung herstellen, verdünnen, Volumenanteil bei Gasen simulieren, Massenanteil bei Feststoffen messen. Gruppen rotieren alle 10 Minuten, protokollieren Daten und berechnen Konzentrationen.

Erklären Sie die Bedeutung dieser Konzentrationsangaben im Alltag.

Moderationstipp

Bei der Stationenrotation in Aktivität 2 stellen Sie sicher, dass jede Station klare Messprotokolle bereitstellt, damit die Schülerinnen und Schüler die Daten strukturiert erfassen.

Worauf zu achten ist

Geben Sie jedem Schüler ein Blatt mit zwei Szenarien: 1. Eine Flasche Wein (Volumenanteil von Alkohol angeben). 2. Eine Tüte Gummibärchen (Massenanteil von Zucker angeben). Bitten Sie die Schüler, für jedes Szenario zu entscheiden, ob Massen- oder Volumenanteil sinnvoller ist, und begründen Sie kurz.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 03

• Problemorientiertes Lernen
• 40 Min. · Ganze Klasse

Ganzer Unterricht: Alltagsvergleich

Klasse diskutiert Produkte wie Limonade oder Sprühreiniger. Gemeinsam berechnen sie Anteile aus Etiketten und vergleichen Massen- mit Volumenanteil. Ergebnisse werden in einer Tabelle visualisiert.

Vergleichen Sie die Anwendung von Massen- und Volumenanteil in verschiedenen Kontexten.

Moderationstipp

Im Alltagsvergleich in Aktivität 3 fordern Sie die Schülerinnen und Schüler auf, ihre eigenen Haushaltsprodukte mitzubringen, um die Relevanz direkt zu zeigen.

Worauf zu achten ist

Leiten Sie eine Diskussion mit der Frage: 'Warum ist es wichtig, die Konzentration von Stoffen genau zu kennen, wenn man sie mischt? Geben Sie Beispiele aus der Pharmazie oder der Lebensmittelproduktion, bei denen eine falsche Konzentration gefährlich sein könnte.'

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 04

• Problemorientiertes Lernen
• 20 Min. · Einzelarbeit

Individuelle Übung: Rechenaufgaben

Schüler lösen Aufgaben zu realen Szenarien, z. B. Medikamentenlösungen. Sie zeichnen Tabellen, berechnen und interpretieren. Peer-Review schließt ab.

Berechnen Sie den Massen- und Volumenanteil eines gelösten Stoffes in einer Lösung.

Moderationstipp

Bei den Rechenaufgaben in Aktivität 4 bieten Sie Lösungshinweise als QR-Codes an, damit die Schülerinnen und Schüler selbstständig arbeiten können.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Schülern eine Aufgabe: 'Eine 200 g schwere Salzlösung enthält 20 g Kochsalz. Berechnen Sie den Massenanteil des Kochsalzes in Prozent.' Überprüfen Sie die Antworten auf korrekte Anwendung der Formel.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Erfahrene Lehrkräfte wissen, dass das Thema Konzentration besonders gut durch experimentelle Zugänge und reale Beispiele vermittelt wird. Vermeiden Sie reine Formelvermittlung, stattdessen sollten die Schülerinnen und Schüler selbst messen und berechnen. Wichtig ist, immer wieder auf die Unterschiede zwischen Masse und Volumen hinzuweisen, da hier häufig Fehler entstehen.

Erfolgreiches Lernen zeigt sich, wenn die Schülerinnen und Schüler nicht nur die Formeln richtig anwenden, sondern auch die Bedeutung der Konzentration in Alltagssituationen erklären können. Sie sollten zwischen Massen- und Volumenanteil unterscheiden und wissen, wann welcher Anteil sinnvoll ist.

---

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Stationenrotation 'Verdünnungsexperimente' beobachten Sie, dass einige Schülerinnen und Schüler annehmen, Massenanteil und Volumenanteil seien immer gleich groß.

  Nutzen Sie die Messergebnisse aus der Station mit der Alkohol-Wasser-Mischung, um gemeinsam zu berechnen, warum die Volumina nicht additiv sind. Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern, wie sich das Volumen beim Mischen verkleinert, und lassen Sie sie die Werte in einer Tabelle vergleichen.

• Während des Alltagsvergleichs 'Alltagsvergleich' gehen einige Schülerinnen und Schüler davon aus, dass Konzentration immer die Reinheit der Lösung angibt.

  Verwenden Sie die mitgebrachten Lebensmittelproben und verdünnen Sie sie schrittweise mit Wasser. Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler beobachten, wie sich die Farbe verändert, und erklären Sie, dass die Konzentration des Farbstoffs abnimmt, obwohl keine Verunreinigung vorliegt.

• Während der Stationenrotation 'Verdünnungsexperimente' nehmen einige Schülerinnen und Schüler an, der Volumenanteil eigne sich nur für Gase.

  Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in der Station mit Sprayflaschen oder Parfümflakons arbeiten. Sie berechnen den Volumenanteil der Flüssigkeit und des Treibgases und vergleichen dies mit den Ergebnissen aus den Flüssigkeitsmischungen.

---

In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Problemorientiertes Lernen