Aktivierungsenergie und Katalysatoren - Gruppenarbeit und Schülerversuche

Aktivierungsenergie und Katalysatoren

Gymnasium

Chemie

8. | 9. | 10. Klasse

4 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Die Aktivierungsenergie ist ein wichtiger Begriff in der Chemie. Dieser soll hier mit Leben gefüllt werden, indem über einfache, aber eindrucksvolle Schülerversuche die verschiedenen Formen und die für bestimmte Reaktionen nötige Menge der Aktivierungsenergien miteinander verglichen werden. Auch die Veränderbarkeit der Höhe der nötigen Aktivierungsenergie über Katalysatoren ist ein Thema, das per Schülerversuch ermittelt wird.
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# Energiediagramm
# exotherm
# endotherm
# Aktivierungsenergie
# Katalysator

Kompetenzen

Klassenstufe:8–10
Dauer:4 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:1. Erkenntnisgewinnungskompetenz; 2. Fachkompetenz; 3. Kommunikationskompetenz
Inhalt:Faktoren, von der die Höhe der Aktivierungsenergie abhängt, Auftreten verschiedener (Aktivierungs-)Energieformen, Eigenschaften von Katalysatoren

Inhaltsangabe

Abkürzungen

Vorbemerkungen

1./2. Stunde

Thema:Ist die Höhe der Aktivierungsenergie immer gleich?
M 1Wovon hängt die Höhe der Aktivierungsenergie ab?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • 2 Eisennägel
  • Eiswürfel
  • Kupfersulfat
  • heißes Wasser
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Hammer oder Pistill
  • Spatel
  • Geschirrtuch oder Papiertücher
  • zwei 50-ml-Bechergläser
M 2Die Aktivierungsenergiemenge bei der Reaktion von Zink mit Schwefel
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Zinkpulver
  • Schwefel
  • Wunderkerze
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Waage
  • Mörser und Pistill
  • Spatel
  • Porzellanschale
  • feuerfeste Unterlage
  • Feuerzeug
M 3Die Aktivierungsenergiemenge bei der Reaktion von Kupfer mit Schwefel
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Kupferpulver
  • Schwefel
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Waage
  • Spatel
  • Porzellanschale
  • feuerfeste Unterlage
  • Feuerzeug
  • Plastiklöffel
M 4Verändert ein Katalysator die Aktivierungsenergiemenge?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Brennspiritus
  • Kaliumcarbonat (Pottasche)
  • Puderzucker
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • 3 Uhrgläser
  • Mörser und Pistill
  • Spatel
  • Stabfeuerzeug
  • feuerfeste Unterlage
  • Teelöffel
M 5Ist die Ausgangstemperatur auch mit Katalysator wichtig?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Wasserstoffperoxid 15 % (wässrig)
  • Braunstein
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Waage
  • Mörser und Pistill
  • Spatel
  • Porzellanschale
  • feuerfeste Unterlage
  • Tiegelzange

3./4. Stunde

Thema:Arten der Aktivierungsenergie
M 6Funken oder Hitze – was ist effektiver?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 15 min
Chemikalien:
  • Pyrowatte
  • Kaliumnitrat-Lösung (c = 0,5 mol/l)
  • Filterpapier oder Papiertücher
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Heizplatte
  • Funkengeber (Ferrostab-Feuerstarter, Bügelgasanzünder)
  • Pinsel
  • Becherglas
  • Holzspan
  • Feuerzeug
  • Tiegelzange
  • feuerfeste Unterlage
M 7Lässt sich eine Reaktion mit Eis starten?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 15 min
Chemikalien:
  • Zink
  • Ammoniumchlorid
  • Eiswürfel
  • Ammoniumnitrat
  • Kaliumnitrat
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Waage
  • Mörser und Pistill
  • Spatel
  • Porzellanschale
  • feuerfeste Unterlage
  • Tiegelzange
M 8Gibt es einen Zusammenhang zwischen Gefahrensymbol und Aktivierungsenergie?
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 10 min
Chemikalien:
  • Brennspiritus
  • Olivenöl
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • Pipette
  • Stativ mit Klammer und Muffe (dritte Hand)
  • Kapillarröhrchen
  • Stabfeuerzeug
  • feuerfeste Unterlage
M 9Lässt sich eine Reaktion mit Licht starten?
Dauer:Vorbereitung: 10 min, Durchführung: 15 min
Chemikalien:
  • Silbernitratlösung (wässrig, c = 0,1 mol/l)
  • Kochsalzlösung 10 % in Wasser
Geräte:
  • 1 Schutzbrille pro Person
  • 3 Petrischalen
  • Filterpapier
  • Schere
  • dunkles Papier
  • starke Lampe oder UV-Lampe
  • Pinzette
  • Föhn
M 10 (Ab)Wovon hängt die Aktivierungsenergiemenge ab?

Minimalplan

Die Einheit lässt sich bei Zeitmangel auf zwei Unterrichtsstunden kürzen. Die Materialnummern

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