Chemie · Klasse 9

Ideen für aktives Lernen

Starke und schwache Säuren/Basen

Aktives Lernen funktioniert hier besonders gut, weil Schülerinnen und Schüler die unsichtbaren Prozesse der Dissoziation durch haptische Experimente und Modelle greifbar machen. Konzentrationsunterschiede allein erklären nicht die Leitfähigkeit oder Reaktivität, was mit den Stationenexperimenten direkt erfahrbar wird.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe I - Fachwissen: Chemische Reaktion
• KMK: Sekundarstufe I - Erkenntnisgewinnung: Modelle

• 20–50 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• 45 Min. · Kleingruppen

Stationenrotation: Leitfähigkeitsmessung

Richten Sie Stationen für HCl, Essigsäure, NaOH und Ammoniak ein. Schüler messen die Leitfähigkeit mit einem einfachen Messgerät, notieren Werte und vergleichen sie. Abschließend diskutieren Gruppen die Ergebnisse im Plenum.

Differenzieren Sie zwischen starken und schwachen Säuren und Basen.

Moderationstipp

Sorgen Sie bei der Stationenrotation für klare Arbeitsanweisungen und Zeitvorgaben, damit alle Gruppen die Leitfähigkeitsmessungen selbstständig durchführen können.

Worauf zu achten ist

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine Liste von Säuren und Basen (z.B. HCl, CH3COOH, NaOH, NH3). Bitten Sie sie, jede Substanz als stark oder schwach zu klassifizieren und eine kurze Begründung basierend auf dem erwarteten Dissoziationsgrad zu geben.

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbstwahrnehmung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 02

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• 30 Min. · Partnerarbeit

Modellbau: Dissoziationsgrade

Schüler bauen Molekülmodelle aus Kugeln und Stäben für starke und schwache Säuren. Sie markieren dissoziierte und ungeladene Moleküle proportional zum α-Wert. In Paaren erklären sie den Prozess aneinander.

Erklären Sie die Bedeutung des Dissoziationsgrades für die Stärke einer Säure/Base.

Moderationstipp

Beim Modellbau achten Sie darauf, dass die Schülerinnen und Schüler die Teilchenanzahl und deren Beweglichkeit als Indikator für die Leitfähigkeit visualisieren.

Worauf zu achten ist

Zeigen Sie ein Diagramm, das die Ionenkonzentrationen in Lösungen einer starken und einer schwachen Säure gleicher Konzentration vergleicht. Fragen Sie: 'Welche Lösung leitet den Strom besser und warum?'

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbstwahrnehmung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 03

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• 50 Min. · Kleingruppen

Vergleichsexperiment: pH und Leitfähigkeit

Verdünnen Sie gleiche Konzentrationen starker und schwacher Säuren. Messen Sie pH und Leitfähigkeit bei verschiedenen Verdünnungen. Gruppen zeichnen Diagramme und ziehen Schlüsse zur Dissoziation.

Analysieren Sie die Auswirkungen der Säure-/Basenstärke auf die Leitfähigkeit von Lösungen.

Moderationstipp

Im Vergleichsexperiment betonen Sie, dass pH-Wert und Leitfähigkeit unterschiedliche Informationen liefern und sich nicht direkt entsprechen.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie die Frage: 'Warum ist es wichtig, zwischen starken und schwachen Säuren/Basen zu unterscheiden, wenn man chemische Reaktionen plant oder die Eigenschaften einer Lösung vorhersagt?' Sammeln Sie Antworten, die sich auf Ionenkonzentration, Reaktionsgeschwindigkeit und Leitfähigkeit beziehen.

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbstwahrnehmung
• Beziehungsfähigkeit

Aktivität 04

• Rollenspiel
• 20 Min. · Ganze Klasse

Rollenspiel: Protonenwanderung

Schüler verkörpern Protonen, Säuremoleküle und Wasser. Sie simulieren vollständige und teilweise Dissoziation durch Bewegungen. Die Klasse beobachtet und protokolliert Unterschiede.

Differenzieren Sie zwischen starken und schwachen Säuren und Basen.

Moderationstipp

Im Rollenspiel wiederholen Sie die Regeln der Protonenwanderung mehrmals, damit die Abgabe und Aufnahme von H+-Ionen allen klar wird.

Worauf zu achten ist

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine Liste von Säuren und Basen (z.B. HCl, CH3COOH, NaOH, NH3). Bitten Sie sie, jede Substanz als stark oder schwach zu klassifizieren und eine kurze Begründung basierend auf dem erwarteten Dissoziationsgrad zu geben.

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Sozialbewusstsein
• Selbstwahrnehmung

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Erfahrene Lehrkräfte beginnen mit einfachen, alltagsnahen Beispielen wie Zitronensaft oder Seifenlauge, um Vorwissen zu aktivieren. Sie vermeiden abstrakte Formeln in der Einstiegsphase und nutzen stattdessen Messergebnisse als Grundlage für Diskussionen. Wichtig ist, Konzentration und Stärke von Anfang an klar zu trennen, um typische Fehlvorstellungen zu vermeiden.

Erfolgreiches Lernen zeigt sich darin, dass die Schülerinnen und Schüler starke und schwache Säuren/Basen klar anhand des Dissoziationsgrads unterscheiden. Sie erklären den Zusammenhang zwischen Ionenkonzentration und Leitfähigkeit und wenden ihr Wissen in Experimenten und Diskussionen an.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Stationenrotation Leitfähigkeitsmessung beobachten Sie, dass einige Schülerinnen und Schüler fälschlich annehmen, die Konzentration der Säure sei allein ausschlaggebend für die Leitfähigkeit.

  Nutzen Sie die Station mit gleich konzentrierten Lösungen von HCl und CH3COOH. Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler die gemessenen Leitfähigkeiten vergleichen und die Unterschiede in der Dissoziation diskutieren.

• Während des Vergleichsexperiments pH und Leitfähigkeit beobachten Sie, dass einige denken, schwache Säuren leiteten gar keinen Strom.

  Führen Sie nach den Messungen eine Peer-Diskussion durch, in der die Gruppen ihre Ergebnisse vergleichen und gemeinsam die Korrelation zwischen Dissoziationsgrad und Leitfähigkeit herausarbeiten.

• Während des Rollenspiels Protonenwanderung beobachten Sie, dass einige Schülerinnen und Schüler Basen und Säuren gleichsetzen.

  Nutzen Sie die Modelle aus dem Rollenspiel, um die Rolle der Base als Protonenakzeptor im Vergleich zur Säure als Protonendonator konkret zu zeigen. Fragen Sie gezielt nach den Unterschieden in der Teilchenbewegung.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen)
• Rollenspiel