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Wie sind Salze aufgebaut?

Salze (7)

- Ionenbildung

- Ionenbindung

- Kalkkreislauf

UF2 Konzepte unterscheiden und auswählen - gegebene chemisch-technische Probleme analysieren, Konzepte und Analogien für Lösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden.

E5 Untersuchungen und Experimente durchführen - Untersuchungen und Experimente hypothesengeleitet, zielorientiert, sachgerecht und sicher durchführen und dabei den Einfluss möglicher Fehlerquellen abschätzen sowie vorgenommene Idealisierungen begründen.

E8 Modelle anwenden - Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage chemisch-technischer Vorgänge verwenden.

K5 Recherchieren - für eine Recherche klare und zielführende Fragestellungen und Suchbegriffe formulieren, Ergebnisse nach Relevanz filtern, ordnen und beurteilen sowie Informationsquellen dokumentieren und nach vorgegebenen Mustern korrekt zitieren.

Lernvoraussetzungen – aus der Chemie und aus anderen Fächern:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen die Löslichkeit von Stoffen als Stoffeigenschaft (IF1, UV1),

- können Lösungen als Stoffgemische benennen (IF1, UV2),

- können Reaktionen als endo- oder exotherm charakterisieren (IF2),

- kennen den Atombau und das Periodensystem (IF 6).

Fächerübergreifende Aspekte:

Mit dem Fach Physik ergeben sich Überschneidungen im Bereich der Inhaltsfelder „Strom und Magnetismus“ und „Stromkreise“.

Nach Absprache kann im Fach Geschichte die historische Bedeutung des Salzhandels thematisiert werden.

Welche Teilchen sind in Mineralwässern vorhanden?

Ionen (Kationen, Anionen)

(3 Ust.)

elektrische Eigenschaften von Ionen, Kationen und Anionen beschreiben (UF1).

Analyse von Etiketten von Mineralwässern:
Alkali- und Erdalkalimetallkationen und Anionen

→ Ionen als geladene Teilchen (Kationen, Anionen)

ausgewählte Salze mit typischen Analysemethoden wie Flammenfärbung sowie Anionen- und Kationennachweisen identifizieren (E5).

Schülerexperimente zur Flammenfärbung

ggf. Feuerwerkskörper und Flammenfärbung

Wie kann Kochsalz gewonnen werden?

Ionengitter

Ionenbindung

(5 Ust.)

die historische Bedeutung der Salzgewinnung und des Salzhandels in einem Kurzvortrag erläutern und dabei auf regionale Gegebenheiten Bezug nehmen (K1).

Erstellen von Kurzvorträgen, z. B. in einem arbeitsteiligen Verfahren:

• Gewinnung von Meersalz (Wiederholung der Stofftrennungsmethode Eindampfen)
• Salzbergbau
• evtl. Gradierwerke
• „Salzstraßen“ als mittelalterliche Transportwege u.a. für Kochsalz

den Aufbau von Salzen mit Modellen der Ionenbindung und das Lösen von Salzkristallen in Wasser mit dem Modell der Hydration erklären (E8, UF3),

an einfachen Beispielen die Ionenbindung erläutern (UF2),

Vertiefung: Darstellen der Vorgänge im Teilchenmodell bei der Gewinnung von Meersalz (Eindampfen einer Kochsalzlösung)

Modellvorstellung: Bildung eines Ionengitters durch das Wirken von Anziehungs- und Abstoßungskräften zwischen den Ionen (Ionenbindung)

Leitet eine Kochsalzlösung den elektrischen Strom?

Stromleitfähigkeit von Salzlösungen

Wasserlöslichkeit von Salzen

(6 Ust.)

die elektrische Leitfähigkeit von Salzen als Feststoff, in Schmelzen und wässrigen Lösungen mit einem einfachen Ionenmodell erklären (E5),

das Lösen eines Salzes auf Teilchenebene erklären (UF1, UF3),

endotherme und exotherme Vorgänge bei Lösungsprozessen von Salzen beschreiben (E8),

den Aufbau von Salzen mit Modellen der Ionenbindung und das Lösen von Salzkristallen in Wasser mit dem Modell der Hydration erklären (E8, UF3).

Schülerexperiment: Leitfähigkeitsmessung von festem Kochsalz, Kochsalzlösungen, destilliertem Wasser

Erläuterung der experimentellen Ergebnisse unter Zuhilfenahme der Konzepte Ionengitter/Ionenbindung, Hydration eines Salzes , Beweglichkeit von Ionen im elektrischen Feld

Experimente zur Löslichkeit weiterer Salze, Messung von Temperaturveränderungen (z. B. Kaliumnitrat, Natriumcarbonat)

ggf. Thematisierung von Taschenwärmern mit Natriumacetat-trihydrat

Eigenschaften von Salzkristallen mithilfe eines Ionengittermodells erläutern (E7, E8).

Erklären der Eigenschaften „Härte“ und „Sprödigkeit“ von Salzkristallen

Wie kann Kochsalz hergestellt werden?

Oktettregel

Ionenbildung

Elektrische Ladung

(8 Ust.)

an einem Beispiel die Salzbildung bei einer Reaktion zwischen einem Metall und einem Nichtmetall beschreiben und dabei energetische Veränderungen einbeziehen (UF1).

an einfachen Beispielen die Ionenbindung erläutern (UF2).

eine Salzbildungsreaktion als Symbol­gleichung unter Anwendung der Ionenschreibweise formulieren (E8, UF3).

Lehrerdemonstrationsexperiment (alternativ Filmclip): Reaktion zwischen Natrium und Chlor

Modellvorstellung der Ionenbildung 

Aufstellen von Wortgleichungen und Reaktionsgleichungen zu Salzbildungsreaktionen

Übungsaufgaben zur Ionenbildung

In welchen Lebensbereichen kommen Mineralien (Salze) vor und welche Bedeutung haben sie?

Erstellen einer Übersicht, die u.a. die nachfolgenden Bereiche umfasst:

• Kalkverbindungen als Baustoffe (der Natur)
• Isotonische Kochsalzlösung in der Medizin
• Einsatz von Streusalz

Wie hält Kalk die Steine zusammen?

Kalk als Baustoff

(4 Ust.)

die chemischen Zusammenhänge des natürlichen und des technischen Kalkkreislaufs in einem Schaubild darstellen (K2, K5).

die verschiedenen Calciumsalze des Kalkkreislaufs experimentell nachweisen (E5).

Erstellen einer Übersicht zu Aspekten des Kalks: Steinbruch, Gebirge, Tropfsteinhöhle, Baustoff, etc.

(Demonstrations-) Experimente zu zentralen Reaktionen im Kalk­kreislauf:

• Kalk brennen mit CO₂-Nachweis,
• Branntkalk löschen
• Löschkalk abbinden

Darstellung des technischen Kalkkreislaufs auf einem Präsentationsposter

Vergleich des technischen Kalkkreislaufs mit dem natürlichen Kalkkreislauf

Was ist eine isotonische Kochsalzlösung?

(2 Ust.)

die Bedeutung isotonischer, hypotonischer und hypertonischer Salzlösungen für Lebewesen darlegen (UF4).

Einstieg: Bedeutung von isotonischer Kochsalzlösung in der Medizin

Analyse des Phänomens von Süß- und Salzwasserlebewesen

Warum soll im Winter nicht (zuviel) mit Salz gestreut werden?

(2 Ust.)

die Verwendung von Salzen unter Umwelt- bzw. Gesundheitsaspekten kritisch reflektieren (B1).

Experiment: Schmelzpunkterniedrigung von Wasser bei Hinzugabe von Kochsalz

Diskussion: Vor- und Nachteile der Verwendung von Streusalz

1.

Chemie interaktiv: Lösung von NaCl in Wasser

Animation zur Hydration von Natriumchlorid

2.

Chemie interaktiv: Lösung Salz-Wasser

3.

Chemie interaktiv:  NaCl-Synthese

Animationen zur Natrium-Chlorid-Synthese

4.

Chemie interaktiv: NaCl-Synthese

5.

Chemie interaktiv: NaCl-Synthese