Chemie · Klasse 9

Ideen für aktives Lernen

Molare Konzentration

Aktives Handeln verankert die abstrakte Größe ‚Molare Konzentration‘ im konkreten Tun. Beim Herstellen und Verdünnen von Lösungen erleben Schülerinnen und Schüler, dass Stoffmenge, Masse und Volumen messbare Größen sind. Diese Sinnes- und Handlungsverknüpfung festigt das Verständnis nachhaltiger als reine Formelanwendung.

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

• 30–60 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Problemorientiertes Lernen
• 45 Min. · Partnerarbeit

Paarbeit: Lösung herstellen

Paare wiegen 0,1 mol Natriumchlorid ab, lösen es in Wasser und füllen auf 1 Liter auf. Sie berechnen die erwartete Konzentration und messen mit Indikatorpapier oder Volumetrie nach. Abschließend diskutieren sie Abweichungen.

Berechnen Sie die molare Konzentration einer Lösung.

Moderationstipp

Bei der Paarbeit Lösung herstellen achten Sie darauf, dass beide Partner abwechselnd abwiegen und auffüllen, um Fehler durch ungleiche Handhabung zu vermeiden.

Worauf zu achten ist

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine Aufgabe: 'Berechnen Sie die molare Konzentration einer Natriumchloridlösung, die durch Auflösen von 58,44 g NaCl in Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 0,5 L hergestellt wurde. Erklären Sie kurz, wie Sie vorgegangen sind.'

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

Aktivität 02

• Problemorientiertes Lernen
• 50 Min. · Kleingruppen

Gruppenrotation: Verdünnung

Drei Stationen: Verdünnen einer 2-molaren Lösung auf 0,5 M, Berechnung der Volumina, Messen mit Pipetten. Gruppen rotieren, protokollieren und präsentieren Ergebnisse. Lehrer korrigiert gemeinsam.

Erklären Sie die Schritte zur Herstellung einer Lösung mit einer bestimmten molaren Konzentration.

Moderationstipp

Lassen Sie die Gruppenrotation Verdünnung in drei Schritten ablaufen: Berechnung, Durchführung, Dokumentation, damit alle Schritte bewusst durchdacht werden.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie eine Frage zur Herstellung einer Lösung: 'Welche Masse an Natronlauge (NaOH) wird benötigt, um 250 ml einer 0,5 mol/L Lösung herzustellen? Zeigen Sie Ihre Rechenschritte.'

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

Aktivität 03

• Problemorientiertes Lernen
• 60 Min. · Ganze Klasse

Klassenexperiment: Konzentrationsreihe

Ganze Klasse erstellt eine Verdünnungsreihe von Kupfersulfat-Lösung (1 M bis 0,1 M). Jede Reihe misst Farbintensität mit App oder visuell. Gemeinsame Auswertung der linearen Abhängigkeit.

Analysieren Sie die Bedeutung der molaren Konzentration für stöchiometrische Berechnungen.

Moderationstipp

Beobachten Sie beim Klassenexperiment Konzentrationsreihe, ob die Schülerinnen und Schüler die Farbintensität als Indikator für die Konzentration nutzen und in Protokollen festhalten.

Worauf zu achten ist

Diskutieren Sie mit der Klasse: 'Warum ist es wichtig, bei der Herstellung von Lösungen für chemische Reaktionen eine genaue molare Konzentration anzustreben? Welche Probleme könnten auftreten, wenn die Konzentration zu hoch oder zu niedrig ist?'

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

Aktivität 04

• Problemorientiertes Lernen
• 30 Min. · Einzelarbeit

Individuelle Berechnung: Stochastik

Schüler berechnen molaren Konzentrationen aus gegebenen Daten, erstellen Tabellen und lösen Verdünnungsaufgaben. Peer-Review in Zweierreihe schließt ab.

Berechnen Sie die molare Konzentration einer Lösung.

Moderationstipp

Fordern Sie bei der individuellen Berechnung Stochastik die Schülerinnen und Schüler auf, ihre Rechenwege zu notieren, um Denkfehler bei der Anwendung der Formel zu erkennen.

Worauf zu achten ist

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine Aufgabe: 'Berechnen Sie die molare Konzentration einer Natriumchloridlösung, die durch Auflösen von 58,44 g NaCl in Wasser bis zu einem Gesamtvolumen von 0,5 L hergestellt wurde. Erklären Sie kurz, wie Sie vorgegangen sind.'

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

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Erfahrene Lehrkräfte beginnen mit einfachen, alltagsnahen Beispielen, etwa der Konzentration von Haushaltsessig, bevor sie zu chemischen Lösungen übergehen. Sie betonen, dass das Volumen immer das der fertigen Lösung ist, nicht das des zugegebenen Wassers. Fehlerhafte Vorstellungen wie ‚Masse gleich Konzentration‘ werden direkt im Experiment korrigiert, indem gleiche Massen unterschiedlicher Stoffe verglichen werden. Wichtig ist auch, die Parallaxe beim Auffüllen auf die Marke systematisch zu üben, um Messfehler zu minimieren.

Erfolgreiches Lernen zeigt sich, wenn Schülerinnen und Schüler selbstständig molare Konzentrationen berechnen, Lösungen präzise herstellen und Verdünnungen korrekt durchführen. Sie erklären die Unterschiede zwischen Masse und Stoffmenge und begründen ihre Arbeitsschritte mit Fachbegriffen.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Paarbeit Lösung herstellen, beobachten Sie, ob Schülerinnen und Schüler die molare Konzentration mit der Masse pro Liter verwechseln.

  Geben Sie den Paaren zwei unterschiedliche Salze mit gleicher Masse (z.B. 10 g NaCl und 10 g CuSO4) und lassen Sie sie die tatsächlichen molaren Konzentrationen berechnen. Die Differenz wird im Vergleich der Lösungen sichtbar.

• Während der Gruppenrotation Verdünnung, achten Sie darauf, ob Schülerinnen und Schüler annehmen, die Stoffmenge nehme beim Verdünnen ab.

  Verwenden Sie eine stark gefärbte Lösung wie Kaliumpermanganat und lassen Sie die Schülerinnen und Schüler in zwei Schritten verdünnen. Sie erkennen, dass die Farbe heller wird, die Gesamtmenge des gelösten Stoffs aber gleich bleibt.

• Während des Klassenexperiments Konzentrationsreihe, beobachten Sie, ob Schülerinnen und Schüler das Volumen der fertigen Lösung mit dem Volumen des zugegebenen Wassers verwechseln.

  Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler auf, nach jedem Auffüllen auf die Marke das Gesamtvolumen abzumessen und mit dem Sollvolumen zu vergleichen. Peer-Feedback hilft, Messfehler zu erkennen.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Problemorientiertes Lernen