Mischungen und Lösungen

Autoren:	Anonym
Publikation:	1.1.1998
Lernstufe:	3
Übersicht:	Ausgehend von einfachen Versuchen entdecken die Schüler Eigenschaften verschiedener Flüssigkeiten. Sie eignen sich Grundkenntnisse über das Lösen von Stoffen in Flüssigkeiten an.
Dauer:	4 Unterrichtsstunden (einige in Gruppenarbeit)
Material:	Für 30 Schüler: 30 Gläser 60 Plastiklöffel 6 Tafelwaagen 30 identische durchsichtige Gefäße 24 beliebige durchsichtige Fläschchen 12 Reagenzgläser 6 Tropfenzähler oder Spritzen (Strohhalme sind schwer zu handhaben) 6 Schüsselchen (oder die untere Hälfte von Plastikflaschen) 6 Schwämme 1 Küchenrolle 4 Teller 1 Kochtopf 1 Paket Filtertüten 1 Heizplatte Salz, Reis, Puderzucker, Würfelzucker, Sand, Sirup, Öl, Essig, löslicher Kaffee, Wasser
Herkunft:	La main à la pâte, Paris
Bewertung:	(noch keine Bewertung)

Begriffe

• Löslichkeit: löslicher oder unlöslicher Feststoff.
• Die Masse eines Stoffes bleibt auch nach dem Lösen erhalten.
• Mischbarkeit: mischbare oder nicht mischbare Flüssigkeiten.
• Konstante Reihenfolge bei der "Überlagerung" von Flüssigkeiten.
• Volumenmasse: Gleiche Volumina unterschiedlicher Flüssigkeiten haben unterschiedliche Massen.

Angestrebte Fähigkeiten

• Anderen und sich selbst Fragen stellen können.
• Einen Versuch beschreiben können.
• Die eigene Vorgehensweise mitteilen können.
• Eine Variable isolieren und aussagekräftige Versuche durchführen können.
• Die Notwendigkeit von Messungen erkennen können.
• Die Versuchsergebnisse schriftlich darstellen können (Texte, schematische Abbildungen, ...).

1. Unterrichtsstunde: löslich oder unlöslich?

Ausgangssituation

Wir haben im Rahmen einer Klassenfahrt gekocht. Dabei haben wir Feststoffe und Flüssigkeiten gemischt.

Fragestellung

Sind alle Feststoffe wasserlöslich?

Hypothesen der Schüler

Einige Feststoffe "verschwinden" im Wasser, andere nicht.

Von den Schülern vorgeschlagene Versuche

Verschiedene Feststoffe mit Wasser mischen.

In der Klasse durchgeführter Versuch

Für den Versuch werden Gläser, Löffel und verschiedene feste Substanzen benö­tigt: Salz, Reis, Puderzucker, Würfelzucker, Mehl, löslicher Kaffee.

• Die verschiedenen Substanzen mit Wasser mischen.
• Faktoren beobachten, die sich auf die Auflösegeschwindigkeit auswirken:
  • Schütteln
  • Temperatur
  • Menge des Feststoffs im Verhältnis zum Wasser
• Beobachtungen notieren und zeichnen.
• Beobachtungen der verschiedenen Gruppen zusammentragen.
• Verwendeten Wortschatz korrigieren: oft wird fälschlicherweise "schmel­zen" verwendet; Einführung der Wörter löslich, (auf)lösen, unlöslich, klare Mischung.

 

 

Abb. 1-3: Auszüge aus Versuchsheften

Kommentar der Lehrerin

Der sogenannte "lösliche" Kaffee ist in Wirklichkeit eine Suspension, was den Kin­dern schwer zu vermitteln ist (die Flüssigkeit ist schwarz).

Literatur

• Wasser erkunden und erfahren. Eine Wasser-Werkstatt für Klasse 3/4, Wilfried Stascheit, Verlag An der Ruhr, 2006
• Wieso? Weshalb? Warum?: Experimentieren und Entdecken. Mehr als 30 Experimente zu Luft und Wasser, Angela Weinhold, Ravensburger, 2004
• Themenheft Wasser. Für die 3. und 4. Klasse. (Lernmaterialien), Alice Undorf und Daniela Prosch, Bvk Buch Verlag Kempen, 2003
• Wasserforscher und Luftikusse. Hilfen, Tipps und Anregungen für neugierige Kinder, Andrea Hündlings, Verlag An der Ruhr, 2007
• Wasser-Werkstatt. Spannende Experimente rund um Eis und Wasser. Ulrike Berger, Oz Verlag, 2004

2. Unterrichtsstunde: Kann man einen gelösten Feststoff zurück­gewinnen?

Fragestellungen

• Ist der Feststoff in einer Lösung immer noch da?
• Wie kann man einen aufgelösten Feststoff zurückgewinnen?

Hypothesen der Schüler

Man sieht den Feststoff nicht, aber er ist da.

Von den Schülern vorgeschlagene Versuche

• Die Lösung probieren.
• Den Feststoff und das Wasser wiegen; anschließend die Mischung wiegen.
• Die Mischungen filtrieren.
• Das Wasser verdunsten lassen (an der Luft oder indem man es kocht).

In der Klasse durchgeführte Versuche

Für diese Versuche braucht man das folgende Material: Salz, Wasser, Waagen, Gläser, Filter, Töpfe und eine Heizplatte.

Versuch 1

• Die Lösung probieren (mit der Zustimmung der Lehrerin).

Versuch 2

• Das Salz wiegen, das Wasser wiegen.
• Überprüfen, ob die Masse der Salzlösung der Summe der Massen des Wassers und des Salzes entspricht.
• Die Ergebnisse vergleichen.

Feststellung

Die Masse des Salzwassers entspricht der Summe der Massen des Wassers und des Salzes, die für die Herstellung der Salzlösung verwendet wurden. "Das Salz gibt der Lösung nicht nur seinen Geschmack, sondern befindet sich voll­ständig in der Lösung."

Abb. 4: Auszug aus einem Versuchsheft

Versuch 3

• Eine Wasser-Sand-Suspension filtrieren.
• Eine Wasser-Salz-Lösung filtrieren.

Feststellung

Man kann den Sand zurückgewinnen, aber nicht das Salz. Man kann die Bestandteile einer Mischung durch Filtern trennen, wenn die Feststoffe unlöslich sind.

Abb. 5: Ist das Salz verschwunden?

Versuch 4

Das Wasser verdunsten/vedampfen lassen, einerseits an der Luft, andererseits durch Kochen.

Feststellung

Es tauchen Salzkristalle auf. Man kann den in Wasser gelösten Feststoff durch Verdunstung bzw. Verdampfung des Wassers zurückgewinnen.

Abb. 6: Wie kann man das Salz zurückgewinnen?

Kommentar der Lehrerin

Zum Wiegen von Wasser, Salz und Salzwasser wird folgendes Verfahren emp­fohlen: Statt Wasser, Salz und Salzwasser einzeln zu wiegen, kann man das Wasser und das Salz nebeneinander auf dieselbe Waagschale stellen. Anschlie­ßend tariert man die Waage mit einem Gewicht aus. Dann löst man das Salz im Wasser auf und stellt das Gefäß wieder auf die Waage. Dadurch wird vermie­den, dass man während des Wiegens Summen bilden muss.

Ergänzungen

• Untersuchung von Salinen.
• Süßwasser aus Salzwasser gewinnen.

Literatur

• Der Weg des weißen Goldes. Eine Kulturgeschichte des Salzes, Frederic Denhez, RvR, 2006
• Die Salz-Werkstatt (Lernmaterialien). Diana Dudde, Verlag An der Ruhr, 2005

3. Unterrichtsstunde: Was passiert, wenn eine Flüssigkeit in Kontakt mit einer anderen Flüssigkeit kommt?

Ausgangssituation

• Eine Vinaigrette (Salatsauce mit Essig und Öl) herstellen.
• Eine Mischung aus Sirup und Wasser herstellen.

Fragestellung

Was passiert, wenn man die folgenden Flüssigkeiten in dasselbe Gefäß schüttet:

• Wasser und Sirup,
• Öl und Essig?

Hypothesen der Schüler

• Das Wasser und der Sirup mischen sich (wenn man schüttelt).
• Man sieht: Essig-"Blasen" auf dem Öl; Öl-"Blasen" auf dem Essig.

Von den Schülern vorgeschlagener Versuch

Wir mischen jeweils zwei dieser Flüssigkeiten.

In der Klasse durchgeführter Versuch

Für diesen Versuch wird folgendes Material benötigt: durchsichtige Gefäße, Löffel, Wasser, Sirup, Öl und Essig.

• Man stellt die Mischungen her und achtet dabei sorgfältig auf:
  • die Reihenfolge, in der die Flüssigkeiten in das Gefäß gegossen werden,
  • die Beobachtungen vor dem Schütteln,
  • die Beobachtungen nach dem Schütteln.
• Gemeinsame Besprechung der Ergebnisse und Wiederholung der Versuche, falls die Beobachtungen in den verschiedenen Gruppen voneinander abweichen.
  Zum Beispiel erhält man sofort eine Mischung, wenn man zuerst den Sirup und dann das Wasser einschenkt.
  Gießt man aber erst das Wasser und dann den Sirup in das Glas, bleibt der Sirup am Boden und man muss schütteln oder umrühren, damit sich die Flüssigkeiten mischen.
• Zusammenfassung der Ergebnisse (in Form einer Tabelle).

Abb. 7: Was passiert, wenn man Wasser und Sirup oder Öl und Essig mischt?

Feststellungen

• Wenn man die Mischung aus Wasser und Sirup schüttelt, erhält man eine klare Mischung. Man sagt, dass die Flüssigkeiten miteinander mischbar sind.
• Wenn man die Mischung aus Öl und Essig schüttelt, entsteht aus den beiden Flüssigkeiten eine trübe Mischung (Emulsion).
• Wenn man die Öl-Essig-Mischung stehen lässt, trennen sich die Flüssigkei­ten; sie sind nicht miteinander mischbar.

Kommentar der Lehrerin

Die Schüler schlagen oft Mischungen mit Milch vor. Man muss ihnen dann er­klären, dass Milch bereits eine Emulsion ist.

4. Unterrichtsstunde: Warum setzen sich einige Flüssigkeiten immer am Boden ab?

Ausgangssituation

• Das Öl schwimmt immer über dem Essig.
• Wenn man nicht schüttelt, befindet sich der Sirup immer unter dem Wasser. Stimmt das?

Fragestellung

• Kann man die Reihenfolge ändern, in der sich Flüssigkeiten übereinanderlagern?
• Warum sollte die Reihenfolge immer die gleiche sein?

Hypothesen der Schüler

• Man kann die Reihenfolge möglicherweise ändern.
• Die dunkelste, die dickste, die schwerste Flüssigkeit geht immer nach unten.

Von den Schülern vorgeschlagene Versuche

• Folgendes versuchen:
  • Siruptropfen auf der Wasseroberfläche "abzulegen",
  • ebenso Essigtropfen auf dem Öl.
• Die Mengen ändern: viel vom einen, wenig vom anderen.
• Die Flüssigkeiten in einer anderen Reihenfolge in das Glas gießen.
• Die Flüssigkeiten am Grund des Glases beobachten (dunkel, dick...)
• Die Flüssigkeiten wiegen; welche ist schwerer?

In der Klasse durchgeführte Versuche

Es wird folgendes Material benötigt: 6 Waagen (1 pro Gruppe), 24 identische durchsichtige Gefäße, 12 Reagenzgläser, 6 Schüsselchen (untere Hälften von Plastikflaschen), 4 Fläschchen pro Gruppe, 6 Tropfenzähler (Strohhalme, Sprit­zen), Sirup, Essig, Öl, 6 Schwämme und Küchenrolle

Versuch 1

Mit dem Tropfenzähler werden verschiedene Flüssigkeiten in das Wasser gege­ben.

Feststellung

• Der Sirup kann sich zwar mit Wasser mischen, aber er steigt nie nach oben.
• Die Essigtropfen sinken durch die Ölschicht.
• Es bleibt immer die gleiche Flüssigkeit am Boden.

Falls das Kriterium "fett" erwähnt wird: Von diesen vier Flüssigkeiten ist nur eine ein Fett, man kann daraus also nicht ableiten, dass Fett immer oben schwimmt.

Versuch 2

• Die Flüssigkeiten am Grund des Glases beobachten.
• Die Kriterien "dunkel" und "dick" überprüfen.

Feststellung

Für den Sirup:

• Kriterium "dunkel": ja
• Kriterium "dick": ja

Für das Öl:

• Kriterium "dunkel": nein
• Kriterium "dick": nein

Schlussfolgerung

Diese Kriterien sind nicht geeignet.

Versuch 3

• Abwiegen
• Die Schüler sollen sich Versuchsanordnungen ausdenken (= identische Gefäße und Flüssigkeitsstände).
• Einige Gruppen beschäftigen sich mit Wasser und Sirup, die anderen mit Öl und Essig.
• Zum Teil wird mit bekannten Gewichten gewogen.
• Zum Teil werden zwei Gefäße mit unterschiedlichen Flüssigkeiten – aber gleichen Flüssigkeitsvolumina – auf die beiden Waagschalen gestellt.

Feststellung

Wenn sich zwei Flüssigkeiten überlagern, befindet sich die leichtere (bei gleichem Volumen) oben.

Ergänzung

• Versuchen wir, andere Flüssigkeiten übereinanderzulagern.
• Versuchen wir, mehr als zwei Flüssigkeiten im selben Gefäß übereinanderzulagern.

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