Komplexchemie - Zu komplex für den Lehrplan?

Komplexchemie

Gymnasium

Chemie

8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. Klasse

3 - 4 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Komplexchemieverbindungen besitzen eine große Bedeutung für die Biologie (Chelatkomplexe), Technik (Komplexkatalysatoren) und Forschung. Trotzdem sind sie in vielen Lehrplänen nicht obligatorisch verankert, was nicht zuletzt auf die häufig giftigen Komplexe, wie die von Nickel oder Chrom, zurückzuführen ist. Doch eigentlich ist diese Entscheidung als sehr bedauerlich zu bewerten, denn es gibt viele im Unterricht verwendbare und durchaus schülergeeignete Komplexe wie Kupferkomplexe und Chlorophylle. Dieser Beitrag berücksichtigt verschiedene Komplexverbindungen des Kupfers, da dieses Nebengruppenmetall den Schülerinnen und Schülern bereits aus dem vorhergehenden Chemieunterricht bekannt ist (bspw.: Nachweisreaktion von Wasser). Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Ligandenaustausch, der durch eine Vielzahl von Experimenten erarbeitet wird.
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# liganden
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Kompetenzen

Klassenstufe:8–12
Dauer:3–4 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:1. Das zur Lösung vorgegebener Aufgaben und Problemstellungen erforderliche chemische Fachwissen eigenständig auswählen, anwenden und neu erworbene chemische Konzepte in vorhandenes Wissen eingliedern und auf variable Problemsituationen übertragen. 2. Hypothesen zu chemischen Fragestellungen auf der Grundlage fachlicher Konzepte formulieren. 3. Bewertungen und Entscheidungen auf Grundlage des chemischen Fachwissens begründen.
Thematische Bereiche:Bindungsarten, ionische Bindung, kovalente Bindung, Komplexverbindungen, Ligandenaustausch, Häm, Chlorophyll
Medien:Arbeitsblätter in gestuften Schwierigkeiten, Experimente

Inhaltsangabe

Ab = ArbeitsblattLv = Lehrerversuch

1. Stunde

Thema:Saure farbige Metallsalzlösungen
M 1 (Lv)Der Kupfer-Chlorid-Komplex
Herstellung der Salzlösung
Dauer:Vorbereitung: 5 min Durchführung: 5 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 70.Chemikalien:
  • Kupfer(II)chlorid (1 g)
  • Salzsäure (konz.) (11 ml)
Geräte:
  • Schutzbrille
  • Reagenzglas
  • Waage
M 2 (Ab)Der Kupfer-Chlorid-Komplex

2. Stunde

Thema:Austausch von Bindungspartnern – Verdünnung der Salzlösung
M 3 (Lv)Von Grün zu Blau – der Ligandenaustausch (Teil 1)
Verdünnung der Kupferlösung
Dauer:Vorbereitung: 5 min Durchführung: 5 min
Chemikalien:
  • Lösung aus M 1
  • Wasser
Geräte:
  • Schutzbrille
  • 11 Reagenzgläser mit Gestell
  • 10 ml Messpipette mit Peleusball
M 4 (Ab)Von Grün zu Blau – der Ligandenaustausch (Teil 1)

3. Stunde

Thema:Austausch von Bindungspartnern – Zugabe von Ammoniakwasser
M 5a Ab)Von Grün zu Blau – der Ligandenaustausch (Teil 2)
M 5b (Ab)Von Blau zu Blau – der Ligandenaustausch (Teil 3)
Austausch von Hydroxid-Ionen durch Ammoniak-Moleküle (Teil 1)
Dauer:Vorbereitung: 2 min Durchführung: 5 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 70.Chemikalien:
  • Lösung aus M 3
  • Ammoniaklösung (konz.)
Geräte:
  • Schutzbrille
  • 2 Reagenzgläser mit Lösung aus M 3
  • Pipette
M 6 (Lv)Von Blau zu Blau – der Ligandenaustausch (Teil 4)
Austausch von Hydroxid-Ionen durch Ammoniak-Moleküle (Teil 2)
Dauer:Vorbereitung: 2 min Durchführung: 5 min
Die GBUs finden Sie auf der CD 70.Chemikalien:
  • Lösung aus M 5b
  • Ammoniaklösung (konz.)
Geräte:
  • Schutzbrille
  • 2 Reagenzgläser mit Lösung aus M 5b
  • Pipette

4. Stunde

Thema:Vertiefung anhand von Häm und Chlorophyll
M 7a (Ab)Vertiefung – wichtige Komplexe aus dem Alltag – Hämoglobin
M 7b (Ab)Vertiefung – wichtige Komplexe aus dem Alltag – Chlorophyll

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