Reaktivität von Alkoholen - Sinus-SH

BLK-Programm Sinus Set 2 Schleswig-Holstein
H.Warning-Schröder, Immanuel-Kant-Schule Neumünster, 15.1.2000
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Chemie-Aufgabe: Reaktivität von Alkoholen, Oxidationszahl
überabeitete Fassung
Das Wichtigste in Kürze:
Aufgabe Chemie 11, Bildung und Überprüfung von Hypothesen durch Experimente
1 Aufgabe
1.1 Versuchsdurchführung (Lehrerexperiment unter Schülerbeteiligung)
Materialien: Wasserbad, Messzylinder (10ml, 25ml), Kaliumpermanganatlösung (verd.),
Schwefelsäure (verd., Xi), Propan-1-ol (F), Propan-2-ol (F), 2-Methylpropan-2-ol (F,Xn)
Durchführung:
1. 20 ml der gerade noch durchsichtigen Kaliumpermanganatlösung werden mit 10 ml Schwefelsäure
angesäuert und auf drei Reagenzgläser verteilt.
2. In jedes Reagenzglas wird einer der Alkohole (2 ml) gegeben.
3. Die Proben werden gleichzeitig in siedendem Wasserbad erwärmt und die Zeit bis zur jeweiligen
Entfärbung wird gemessen.
1.2 Aufträge :
1. Entwickeln Sie Hypothesen, die Ihre Versuchsbeobachtungen erklären. Formulieren Sie mögliche
Reaktionsprodukte (Überlegen Sie zuerst allein, dann zu zweit. Einigen Sie sich auf ein Ergebnis!).
2. Wissenschaftler haben folgende Reaktionsprodukte identifiziert: CO2 , H2O, Äthanal, Äthansäure,
Propanon. Ordnen Sie diese begründet zu.
3. Formulieren Sie die entsprechenden Reaktionsschemata.
(Zusatzaufgabe) Berechnen Sie, wieviel 1-molare Kaliumpermangantlösung verwendet werden müßte,
um 1g Äthanol vollständig zu oxidieren.
2 Rahmendaten
Autor, Schule
H. Warning-Schröder
Fach
Chemie
Klasse /Jahrgang
11. Jg.
Thema
Reaktivität v. Alkoholen, Oxidationzahl
Entwicklungsstand der Aufgabe
einmal im Chemie-Team besprochen, einmal erprobt
3 Lösungswege und Ergebnisse
Diskutiert und überlegt werden soll, wie die Oxidierbarkeit eines Stoffes mit dessen chemischer
Struktur zusammenhängt.
Hieran können Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erkannt werden.
Hypothesen können anhand von experimentellen Ergebnissen überprüft werden.
4 Unterrichtskontext
Kompetenzdefizite vor Einsatz der
Schülerinnen und Schüler müssen ihre Kenntnisse aus
Aufgabe
vorherigem Unterricht in Bezug auf den Gebrauch der
Oxidationszahl auffrischen,
Unsicherheit im Aufstellen von Hypothesen und bei deren
Überprüfung
Ziele
Lebensweltbezug; z.B. Alcotest, Essigherstellung,
Umweltanalytik;
eigenständiges, fachlich strukturiertes Denken und
Formulieren
Erwartungen zur Wirkung
Merkmal
Trifft zu?
ja - - nein
Schüler/innen interessieren sich für technische X - - Prozesse.
Schüler/innen aktivieren bekanntes Wissen.
X--Schüler/innen entwickeln bisher unbekannte
Strukturformeln.
Sie sind überfordert.
Unterrichtliche Voraussetzungen
Enthaltene Wiederholung
Anforderungsbereiche
Unterrichtsphase
Sozialform
Außerfachliche Bezüge
5 Bearbeitung durch die Schüler
Motivationswirkung
X-----X
Auch schwächere Schüler/innen lösen
X--Teilaufgaben durch den unterschiedlichen
Schwierigkeitsgrad.
Die naturwissenschaftliche
X--Problemlösefähigkeit wird gefördert.
Die Eigenverantwortlichkeit durch
X--selbständiges Arbeiten wird gestärkt.
Die Sprachkompetenz wird durch einen
X--Vortrag gestärkt.
Kenntnis über den Ablauf und Protokollieren von Versuchen, Umgang mit Oxidationszahlen
Gebrauch von Oxidationszahlen beim Aufstellen von
Reaktionschemata
I, II und III
2 Schulstunden mit integrierter Hausaufgabe (z.B. Aufgabe
3)
Einzel- und Partnerarbeit
Umweltanalytik, Forensik
Das Thema „Alkohol“ wurde unter den Gesichtspunkten
Alcotest u. Umweltanalytik als interessant empfunden.
2 Schulstunden, Teilaufgabe 3: Hausaufgabe (ca. 30
Bearbeitungsdauer
Minuten)
Ergebnisse
Das Experiment muß aus Sicherheitsgründen vom Lehrer
durchgeführt werden. An den Zeitmessungen sind die
Schüler aktiv beteiligt.
Die unterschiedlichen Ergebnisse im Zeitverlauf der
Entfärbung lösen eine lebhafte Entwicklung von Hypothesen
auf Schülerseite aus. Auf die StrukturEigenschaftsbeziehung bei der Oxidierbarkeit der
unterschiedlichen Alkohole muß hingewiesen werden.
Fehler, Probleme
Aufstellen von Oxidationszahlen in ungewohnten
Zusammenhängen
Vorschläge für Hilfe und Differenzierung Hinweis auf Struktur-Eigenschafts-Beziehung an einem
Beispiel
6 Auswertung der Bearbeitung
Dauer
wie vorgesehen
Folge-/Zusatzaufgabe
Beitrag zum folgenden Unterricht
Leistungsmessung
7 Zusammenfassende Einschätzung
Erfahrungen beim Aufgabeneinsatz
s. Aufg. 4 (zur Differenzierung geeignet)
Oxidationszahl als allgemeines Hilfsmittel zum Aufstellen von
Reaktionschemata
Vortrag von 3 SchülerInnen und Stichprobenbewertung (5
Hefter)
Die Aufgaben in den Stunden - Protokoll und Auswertung wie auch die inhaltlich daran anknüpfende Hausaufgabe
scheinen mir gut geeignet, eine Vertiefung des Themas
Oxidationszahlen am Beispiel der Oxidationsmöglichkeiten
verschiedener Alkohole (primär, sekundär, tertiär) zu
erreichen. Die Bearbeitung in der Unterrichtsstunde verlief
positiv: die SchülerInnen. sind in der Lage, einen Versuch
sinnvoll zu protokollieren. Sie kennen den Aufbau eines
Protokolls und können auf dieser Grundlage einen
nachvollziehbaren Vortrag konstruieren. Die nachfolgenden
Hausaufgaben waren in den Ausführungen, die einer
Kontrolle unterzogen wurden, noch mit vielen Fehlern
behaftet, die eine weitere vertiefende Wiederholung speziell
im Gebrauch von Oxidationszahlen, aber auch im Bereich
des Formulierens von Reaktionsgleichungen nahelegen. Hier
müßte ein zukünftiger Übungsschwerpunkt liegen.
Ein Mangel an Aufgaben in diesem Bereich ist nicht zu
verzeichnen, eher besteht das Problem darin,
lebensweltnahe, motivierende Aufgaben zu finden.
Verbesserungen
8 Hinweise
Tipps zum Experiment
Materialien, Literatur
Sonstige Bemerkungen
Die hier gestellte Aufgabe fand das Interesse der Schüler, da
das Thema Alkohole vielerlei Anknüpfungspunkte im
alltäglichen Leben bietet.
s. Überarbeitung
Chemie heute Sekundarbereich I, Lehrerband Teil 2, S. 75 ff.
(Alcotest), Schroedel-Verlag 1996