Kalkgesteine und Baustoffe - Ein Lernzirkel rund um den Kalk

Kalkgesteine und Baustoffe

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Naturwissenschaften & Technik

8. | 9. Klasse

4 - 9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Ob als Ablagerungen im Bad, in den Gehäusen von Schnecken und Muscheln oder als Hauptbestandteil der Dolomiten – Kalk ist allgegenwärtig. Die Chemie des Kalks und dessen technischer Einsatz sind den meisten Schülern jedoch nicht bekannt. Kalk bildet aber die Grundlage für die Herstellung von Mörtel, der zum Häuserbau eingesetzt wird. Auch in der Eisen- und Stahlindustrie spielt Kalk eine große Rolle. In diesem Lernzirkel erarbeiten Ihre Schüler in Experimenten die Nutzung von Calciumcarbonat zur Herstellung von Mörtel, lernen den technischen Kalkkreislauf kennen und beschäftigen sich mit den Eigenschaften der Erdalkalimetalle.
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# Kalk
# Baustoffe
# Eigenschaften Erdalkalimetalle
# Anwendung
# Reaktion
# Verbindungen Erdalkalimetalle
# Kalkkreislauf

Kompetenzen

Klassen:8/9
Dauer:9 Stunden (Minimalplan: 4)
Kompetenzen:Die Schüler …
  • beschreiben die Eigenschaften und Anwendungsgebiete der Erdalkalimetalle.
  • erläutern und beschreiben die Reaktionen der Erdalkalimetalle mit Sauerstoff und Wasser.
  • führen eigenständig Versuche zum technischen Kalkkreislauf durch und deuten sie im Atommodell.
  • erläutern und beschreiben die praktische Bedeutung und Anwendung des Kalkkreislaufs.
Aus dem Inhalt:
  • Welche Eigenschaften haben die Erdalkalimetalle und welche Anwendung erfahren sie?
  • Wie reagieren Erdalkalimetalle mit Sauerstoff und Wasser?
  • Warum kommen in der Natur nur Verbindungen der Erdalkalimetalle vor?
  • Wie wird Mörtel gewonnen und wozu wird er eingesetzt?
  • Wie läuft der technische Kalkkreislauf ab und welche Reaktionen finden statt?
Beteiligte Fächer:Chemie Erdkunde Biologie Anteil

Inhaltsangabe

V = VorbereitungszeitSV = SchülerversuchAb = Arbeitsblatt/Informationsblatt
D = DurchführungszeitFo = FolieLEK = Lernerfolgskontrolle
LV = LehrerversuchTK = Tippkarte = Zusatzmaterial auf CD

Stunden 1–2: Einführung in das Themengebiet „Erdalkalimetalle und Kalk

M 1 (Fo)Erdalkalimetalle und Kalk
M 2 a (Ab)Gruppe A: Calcium – das dritthäufigste Element der ErdeGruppe B: Magnesium – von großer Bedeutung für den MenschenGruppe C: Beryllium, Strontium, Barium, Radium – aus Mineralien gewonnen
M 2 b (Ab)Steckbrief – Erdalkalimetalle und ihre Eigenschaften

Stunden 3–4: Die Reaktion von Calcium mit Sauerstoff und Wasser

M 3 (LV/TK) V: 5 min D: 30 minWarum gibt es Goldnuggets, aber keine Calciumnuggets?
  • Stück Magnesiumband oder Anspitzer aus Magnesium
  • Sauerstoff
  • Tiegelzange
  • Standzylinder
  • Uhrglas zum Abdecken des Standzylinders
  • Gasbeutel
  • Gasbrenner
  • Streichhölzer
  • Schutzbrille und Kittel
M 4 (SV/LK) V: 15 min D: 25 minCalcium und Wasser – geht das gut?
  • Reagenzglasständer
  • 3 Reagenzgläser
  • Reagenzglasklammer
  • kleines Reagenzglas
  • Spatel
  • Streichhölzer
  • Magnesiumkörnchen
  • Calciumkörnchen
  • Phenolphthalein-Lösung (< 1 %)
  • Spritzflasche mit Wasser
M 5 (Ab)Was hast du über die Erdalkalimetalle und Kalk gelernt? – Teste dein Wissen

Stunde 5: Das Kalkbrennen

M 6 (Poster/Ab)Der Kalkkreislauf – eine Übersicht
(PP)Der Kalkkreislauf – eine Übersicht
M 7 (SV/TK) V: 5 min D: 15 minDas Kalkbrennen
  • kleines Reagenzglas
  • Silikonschlauch mit Adapter für Spritze
  • 50 ml-Spritze (LUER-Lock)
  • Einwegehahn
  • Spatel
  • Gasbrenner
  • Streichhölzer
  • Petrischalenhälfte
  • Calciumcarbonat
  • Kalkwasser

Stunde 6: Das Kalklöschen

M 8 (SV) V: 5 min D: 15 minDas Kalklöschen
  • 2 Bechergläser (200 ml)
  • Pasteurpipette
  • Spatel
  • Thermometer
  • Handschuhe
  • Wasser in Spritzflasche
  • Calciumoxid

Stunden 7–8: Das Abbinden von Löschkalk

M 9 (SV) V: 5 min D: 20 minDas Abbinden von Löschkalk
  • Gasbeutel mit Einwegehahn
  • 3 LUER-Lock-Spritzen (50 ml)
  • 3 Uhrgläser oder 3 Petrischalenhälften
  • 3 Bechergläser (200 ml)
  • 2 Pasteurpipetten
  • Wasser in Spritzflasche
  • 2 Pasteurpipetten
  • Calciumoxid
  • Kohlenstoffdioxid (Gasbeutel)
  • Sauerstoff (Gasbeutel)
  • Stickstoff (Gasbeutel)
  • verdünnte Salzsäure
M 10 (SV) V: 5 min D: 20 minWir arbeiten als Maurer
  • Spatel
  • 2 Bechergläser (200 ml)
  • Modellziegelsteine
  • Sand
  • Wasser in Spritzflasche
  • Calciumoxid

Stunde 9: Spielerische Lernerfolgskontrolle

M 11 (LEK)Non-Tabu-Spiel zu Kalk

Minimalplan

Bei wenig Zeit lässt sich die Unterrichtseinheit auf 5 Stunden kürzen. Die Planung sieht in diesem Fall wie folgt aus: 1. Stunde (M 7): Lassen Sie als Einstieg in das Thema die Schüler ihnen bekannte Vorkommen und Verwendungen von Kalk nennen. Anschließend informieren Sie die Klasse, dass in den folgenden Stunden ein wichtiger technischer Prozess rund um Kalk untersucht wird: Warum kann man mit Mörtel Steine verbinden? Nach Klärung des Vorwissens wird M 7 als Schülerexperiment in Kleingruppen bearbeitet.

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