1.9: CO2-Ausstoß und Versauerung der Ozeane
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| Publikation: | 19.5.2017 |
| Lernstufe: | 3 |
| Übersicht: | Mit einem Experiment zeigen die Schüler, dass Kohlenstoffdioxid (CO2) zur Versauerung der Ozeane führt. |
| Angestrebte Kenntnisse: |
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| Wortschatz: | der Säuregrad, der pH-Wert, Kohlenstoffdioxid (CO2), die Umweltverschmutzung |
| Dauer: | 1 Stunde |
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Für die Klasse:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Zum Material
Diese Unterrichtsstunde erfordert spezielles Material, das aber nicht sehr teuer ist: Ein pH-Messgerät (bzw. ein Schwimmbad-Testkit, auch Pool-Tester genannt) kostet zwischen 7 und 20 Euro. Lackmus-Papier (pH-Papier) bekommt man sogar schon ab etwa 1 Euro. Wir raten aber von Lackmus-Papier ab, weil damit die Messungen für das folgende Experiment nicht genau genug sind.
Ausgangsfrage
Die Schüler wissen inzwischen, dass menschliche Aktivitäten zu einem massiven Ausstoß von CO2 (und anderer Treibhausgase) führt, und dass dieser CO2-Ausstoß für den Klimawandel verantwortlich ist. Eine weitere Konsequenz des vermehrten CO2-Ausstoßes ist die Versauerung der Ozeane.
Die Lehrerin fragt die Schüler nach Beispielen für saure Flüssigkeiten (Essig, Zitronensaft) und stellt anschließend ein neues Messgerät vor: ein pH-Messgerät oder einen Pooltester. Die Schüler sollten genügend Zeit haben, sich mit dem neuen Gerät vertraut zu machen. Sie testen es an bekannten Flüssigkeiten: Wasser, Essig, kohlensäurehaltiges Getränk, Zitronensaft usw. Die Schüler stellen die Verbindung zwischen dem Säuregehalt der Flüssigkeit und der vom Gerät angegebenen Zahl her.
Pädagogische Anmerkung
Achtung: Wenn sich die Lehrerin für einen Pooltester entschieden hat, ist es besser, keine farbige Flüssigkeit (also zum Beispiel keine bunte, säurehaltige Limonade) zu verwenden, da die Farbe der Flüssigkeit den Messwert verfälschen kann.
Die Schüler planen gemeinsam ein Experiment, mit dem sie zeigen können, dass sich der Säuregehalt des Wassers ändert, wenn man CO2 hinzugibt. Sie könnten zum Beispiel vorschlagen, durch einen Strohhalm ins Wasser zu pusten. Das in der ausgeatmeten Luft enthaltene CO2 löst sich im Wasser auf.
Experiment: Ausgeatmete Luft durch einen Strohhalm ins Wasser pusten (Gruppenarbeit)
Jede Gruppe führt das gemeinsam geplante Experiment durch und stellt fest, dass der pH-Wert des Wassers sinkt, wenn man in den Strohhalm pustet. Beispiel: Pustet ein Schüler zwei oder drei Minuten lang gleichmäßig in 100 ml Wasser, kann der pH-Wert um eine Einheit sinken. Schon nach ein paar Sekunden sinkt der pH-Wert um 0,3 Einheiten – das ist sowohl mit dem pH-Messgerät als auch mit dem Pooltester eindeutig messbar.
Abb. 1: Zu Beginn beträgt der pH-Wert 7,6. Nachdem zwei bis drei Minuten lang durch den Strohhalm in das Wasser gepustet wurde, ist der pH-Wert auf 6,6 gesunken [1].
Abb. 2: Zeichnung zur pH-Wert-Messung [1]
Abb. 3: Dieses Schwimmbad-Testkit lässt sich ganz leicht bedienen. Man gießt das Wasser in die rechte Öffnung (die linke Öffnung dient zur Messung des Chlorgehalts des Wassers) und gibt 5 Tropfen der Reagenzflüssigkeit oder eine Testtablette ins Wasser. Anschließend verschließt man das Gefäß, schüttelt es, bis alles gut vermischt ist, und liest den pH-Wert ab, indem man die Farbe der Flüssigkeit mit den Referenzfarben vergleicht [1].
Die Lehrerin kann zum Schluss noch demonstrieren, dass die ausgeatmete Luft tatsächlich CO2 enthält. Dazu kann sie die Kalkwasserprobe machen: Wird Calciumoxid (CaO) in Wasser gelöst, entsteht Kalkwasser, das in Gegenwart von CO2 trübe wird.
Gemeinsame Erörterung und Zusammenfassung
In einer gemeinsamen Erörterung wird das Experiment wieder in seinen Kontext gestellt: Es sollte nachgewiesen werden, dass das CO2 in der Atmosphäre zur Versauerung der Ozeane führt.
Wissenschaftliche Anmerkung
Die Änderung des pH-Wertes der Ozeane ist (bisher) viel geringer als die Änderung des pH-Wertes in diesem Experiment. Seit der industriellen Revolution ist der pH-Wert des Oberflächenwassers der Ozeane von 8,25 auf 8,14 gesunken.
Die Klasse erarbeitet gemeinsam eine Schlussfolgerung.
Beispiel: Seit der industriellen Revolution werden durch die Aktivitäten der Menschen große Mengen an CO2 in die Atmosphäre ausgestoßen. Das führt zur Versauerung der Ozeane.
Literatur
Fußnote
1: Abb. 1: 4. Klasse von Sabine Lanoé (Paris)
Abb. 2 (angepasst): 3., 4. und 5. Klasse von Céline Pagard (Méru)
Abb. 3: 5. Klasse von Christelle Merci (Pugnac)
Letzte Aktualisierung: 9.8.2021
