Filtrieren, sedimentieren oder dekantieren? - Schülerversuche zur Stofftrennung

Filtrieren, sedimentieren oder dekantieren?

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

5. Klasse

9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Carla, Pauline, Peter und Klaus sind etwas schusselig. Ob bei der Zubereitung des Frühstücks, beim Kochen oder beim Fensterputzen – kleine Missgeschicke können leicht passieren: Stoffe haben sich unerwünscht vermischt und sollen nun wieder getrennt werden. Aber wie geht das am besten? Mithilfe von Beispielen aus dem Alltag beschäftigen sich Ihre Schüler mit dem Thema „Stofftrennung“. Sie führen einfache Versuche durch und dokumentieren und bewerten ihre Ergebnisse.
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Kompetenzen

Klasse:5
Dauer:9 Stunden
Kompetenzen:Die Schüler…
  • planen selbstständig Versuche und führen sie durch.
  • erschließen sich selbstständig die verschiedenen Stofftrennverfahren und die zur Beschreibung notwendigen Fachbegriffe.
  • arbeiten eigenverantwortlich in Lern- und Arbeitsgruppen.
Aus dem Inhalt:
  • Welche Arten von Stoffgemischen gibt es?
  • Welche Trennverfahren gibt es?
  • Kann man Kristalle selbst züchten?
  • Wie wird Meersalz in den Salzgärten der Bretagne gewonnen?
  • Kann durch Papierchromatografie die Übeltäterin überführt werden?
Beteiligte Fächer:Chemie Physik Erdkunde Anteil

Inhaltsangabe

V = VorbereitungszeitLEK = LernerfolgskontrolleAb = Arbeitsblatt/Informationsblatt
D = DurchführungszeitFo = FolieSV = SchülerversuchGBU = Gefährdungsbeurteilung
= Gefährdungsbeurteilungen auf CD

Stunde 1: Einführungsstunde – Arten von Stoffgemischen

M 1 (SV) V: 5 min D: 15 minEinführungsversuche Gruppe 1 (insgesamt 4 Schülergruppen)Für die Arbeitsgruppen:
  • 4 Siebe
  • 16 kleine Bechergläser (je Gruppe 2 zum Transport an den Tisch, 1 zum Hineinsieben, 1 zum Abgießen)
Am Lehrerpult:
  • Becherglas (1 l) mit Wasser und Inhalt von 4–5 Teebeuteln
  • Becherglas (1 l) mit gut gemischtem Schmutzwasser (ca. 1 Handvoll lehmiger Erde)
M 2 (SV) V: 5 min D: 15 minEinführungsversuche Gruppe 2 (insgesamt 4 Schülergruppen)Für die Arbeitsgruppen:
  • 4 Pinzetten
  • 4 große Petrischalen
  • 8 kleine Bechergläser (je Gruppe 1 zum Transport an den Tisch, 1 zum Abgießen)
Am Lehrerpult:
  • große Petrischale mit Gemisch aus grober Früchteteemischung (keine Teebeutel!) und Müsli
  • Becherglas (1 l) mit ca. 1/3 Öl und 2/3 Wasser
M 3 (SV) V: 2 min D: 5 minZusatzaufgabe für ganz Schnelle (Materialangabe für max. 8 Gruppen)Für die Arbeitsgruppen:
  • 8 Magnete
  • 8 normalgroße Petrischalen
Am Lehrerpult:
  • große Petrischale mit Gemisch aus Sand und ca. 3 cm großen Eisennägeln
M 4a, M 4b (Ab, LEK)Auswertung der Einführungsversuche – ein Textpuzzle
  • je nach Differenzierungsniveau kopieren
  • Folie zur Besprechung erstellen, Textschnipsel vor der Stunde ausschneiden

Stunden 2/3: Herstellung einer Salatsoße

M 5 (SV) V: 5 min D: 30 minSalatsoße – kann das wirklich jeder? (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • 6 Reagenzgläser
  • 1 passender Stopfen
  • 1 Reagenzglasständer
  • 3–4 Papiertücher
  • 2 Pipetten
  • Essig
  • Öl
  • Wasser
  • Kochsalz
  • Zucker
  • grob gemahlener Pfeffer
M 6 (LEK)Salatsoße – Versuchsauswertung
  • als Klassensatz kopieren
  • Folie zur Besprechung erstellen

Stunden 4/5: Salzwasser – ein Stoffgemisch?

M 7 (SV) V: 5 min D: 30 minSalzwasser – ein Stoffgemisch? (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • 70 g grobes Meersalz
  • Laborwasser aus der Spritzflasche (ca. 250 ml)
  • 2 Bechergläser (500 ml, niedere Form)
  • 1 Brenner
  • 1 Dreifuß
  • 1 Stativ mit Klemme
  • 1 Drahtnetz
  • 1 Spatellöffel
  • 1 Glasstab
  • 1 Glastrichter
  • 1 Filterpapier
  • 1 Thermometer
  • Schutzbrillen
M 8 (Ab)Domino zur Stofftrennung
M 9 (SV) V: 5 min D: 30 minVersuchsanleitung „Eindampfen“ (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • 1 Dreifuß
  • 1 Brenner
  • Eindampfschale (Glas)
  • Drahtnetz
  • Salzlösung aus Versuch M 7
  • Schutzbrillen

Stunde 6: Kristallzüchtung

M 10 (SV, GBU) V: 10 min D: mehrere Tage bis 2 WochenKann man Kristalle selbst züchten? (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • Laborwasser aus der Spritzflasche
  • 40 g Kupfersulfat
  • Brenner
  • Dreifuß
  • Drahtnetz
  • Spatellöffel
  • 2 Bechergläser (500 ml)
  • Glasstab
  • Petrischale
  • Nylonfaden
  • Schaschlikspieß
  • Filtrierapparatur (aus Versuch M 8)
  • Schutzbrillen
M 11 (Ab)Kristalle selbst züchten – das habe ich beobachtet

Stunde 7: Salzgewinnung aus Meerwasser

M 12 (Fo)Salzgewinnung auf der Halbinsel von Guérande
M 13 (Ab)Salzgewinnung aus Meerwasser
M 14 (Ab)Wie wird Meersalz gewonnen?

Stunde 8: Aktivkohlefilterung

M 15 (SV) V: 5 min D: 20 minFarbstoffe im Wasser (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • 1 Rundfilter
  • 1 Aktivkohlefilter (rund)
  • 2 Bechergläser (500 ml)
  • Spritzflasche mit Wasser
  • Stativ mit Stativklemme
  • 1 Glasstab
  • 1 Glastrichter
  • 1 lange Pinzette oder 1 Spatellöffel (zum Entfernen der Smarties)
  • Becherglas mit Wasser und Smarties (gleichfarbige, z. B. rot oder blau)
  • Schutzbrillen
M 16 (Ab)Farbstoffe im Wasser – Auswertungsbogen

Stunde 9: Papierchromatografie

M 17 (SV, GBU) V: 5 min D: 20 minSchwarz ist gar nicht so schwarz (Materialangabe je Arbeitsgruppe)
  • 1 großer Rundfilter
  • 1 Streifen Filterpapier (ca. 3 cm x 8 cm groß)
  • 1 Schere
  • 1 Petrischale
  • 1 wasserlöslicher, schwarzer Filzstift
  • Gemisch aus 1 Teil Wasser und 1 Teil Spiritus
  • Schutzbrillen

Minimalplan

Bei wenig zur Verfügung stehender Unterrichtszeit können Sie den Langzeitversuch zur Kristallzüchtung (M 10 mit M 11) sowie die Salzgewinnung aus Meerwasser (M 12–M 14) weglassen und aus den anschließenden Stunden auswählen, was Ihnen wichtig ist: entweder die Aktivkohlefilterung (M 15, M 16) oder die Papierchromatografie (M 17).

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