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Leh­rer­in­fo im An­schluss an M2.2

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.


Sach­in­for­ma­ti­on: Sau­er­stoff­nach­wei­se bei der Fo­to­syn­the­se

Was­ser­pflan­zen, ins­be­son­de­re die Was­ser­pest Elo­dea ca­na­den­sis eig­nen sich gut zum Nach­weis der Sau­er­stoff­pro­duk­ti­on bei der Fo­to­syn­the­se (s. Abb. für den prin­zi­pi­el­len Ver­suchs­auf­bau). Mit ver­schie­de­nen Tech­ni­ken kann man fo­to­syn­the­tisch er­zeug­tes Gas (z.B. von Elo­dea) auf Sau­er­stoff tes­ten. Emp­foh­len wird die Ar­beit im Mi­kro­maß­stab (z.B. mit Luer Lock Sprit­zen).

Versuchsanordnung

Ein Ver­such mit Elo­dea bie­tet sich z.B. im An­schluss an die Aus­ein­an­der­set­zung mit den Priest­ley Ex­pe­ri­men­ten an. Damit wird den SuS ein ex­pe­ri­men­tel­les Sys­tem be­kannt ge­macht, das sie spä­ter (siehe Modul 4) noch für die Pla­nung ei­ge­ner Ex­pe­ri­men­te ver­wen­den kön­nen. Der Sau­er­stoff­nach­weis beim Elo­dea Ex­pe­ri­ment kann auf ver­schie­de­ne Weise er­fol­gen (s. Hin­wei­se unten).

Eine An­wen­dung im Un­ter­richt soll­te den Er­kennt­nis­weg deut­lich her­aus­ar­bei­ten. Die SuS kön­nen auf­grund ihres Vor­wis­sens an ein­zel­nen Schrit­ten be­tei­ligt wer­den (Frage, Ver­mu­tung, Er­geb­nis for­mu­lie­ren; Aus­wer­tung). Bei­spiel:

Be­ob­ach­tung : Im Som­mer ist auf­fäl­lig, dass Was­ser­pflan­zen mit vie­len klei­nen Gas­bläs­chen be­deckt sind.

Frage : Um wel­ches Gas han­delt es sich?

Ver­mu­tun­gen : V1: Es han­delt sich um den bei der Fo­to­syn­the­se pro­du­zier­ten Sau­er­stoff. V2: Es ist das nor­ma­le Luft­ge­misch, das durch die Er­wär­mung des Was­sers aus­perlt.

Ex­pe­ri­ment : siehe Skiz­ze. Mit einer ge­won­ne­nen Gas­pro­be wird der Sau­er­stoff­nach­weis durch­ge­führt. Zum Ver­gleich wird der­sel­be Nach­weis auch mit einer Probe aus der Raum­luft durch­ge­führt

Er­geb­nis : gemäß Schü­ler­for­mu­lie­run­gen

Aus­wer­tung : gemäß Schü­ler­for­mu­lie­run­gen

Sau­er­stoff­nach­weis mit der Glimm­span­pro­be

Klas­si­scher­wei­se sam­melt man das bei der Fo­to­syn­the­se an­fal­len­de Gas unter einer Glas­glo­cke und führt der Sau­er­stoff­nach­weis mit der Glimm­span­pro­be durch. Dies ist zwar in Un­ter­richts­fil­men gut zu sehen, aber in der Pra­xis ist das wäh­rend einer Un­ter­richts­stun­de er­zeug­te O2-Vo­lu­men meist zu ge­ring für einen über­zeu­gen­den Nach­weis. Al­ter­na­tiv zur Glimm­span­pro­be gibt es zwei wei­te­re Nach­weis­ver­fah­ren für Sau­er­stoff:

Sau­er­stoff­nach­weis mit Me­thy­len­blau

Eine ge­ring kon­zen­trier­te hell­blaue Me­thy­len­blau- Lö­sung wird im Re­agenz­glas mit dem dop­pel­ten Vo­lu­men einer ge­sät­tig­ten Trau­ben­zu­cker­lö­sung (Lös­lich­keit in Was­ser 470 g·l−1 bei 20 °C) ver­setzt. Es wird Na­tron­lau­ge (0,5m wäss­ri­ge NaOH) da­zu­ge­tropft, bis das blaue Lö­sungs­ge­misch farb­los wird (Re­ak­ti­on des blau­en Me­thy­len­blau zum farb­lo­sen Leuko-Me­thy­len durch Re­duk­ti­on; gleich­zei­tig Oxi­da­ti­on der Glu­co­se zur Glu­con­säu­re). Schüt­telt man diese Lö­sung in einem ver­schlos­se­nen Re­agenz­glas wird die Lö­sung wie­der blau, da der im Re­agenz­glas vor­han­de­ne Sau­er­stoff mit Leuko-Me­thy­len zum blau­en Me­thy­len­blau zu­rück re­agiert. Lässt man da­nach das Re­agenz ruhig ste­hen, re­agiert das Me­thy­len­blau wie­der zu­rück zum Leuko-Me­thy­len. Der Vor­gang kann u.U. häu­fig wie­der­holt wer­den.

Wird das bei der Fo­to­syn­the­se (z.B. von einer Was­ser­pest) unter der As­si­mi­la­ti­ons­glo­cke er­zeug­te Gas mit dem Kol­ben­pro­ber ab­ge­zo­gen und in das farb­lo­se Re­agenz ge­ge­ben färbt es sich schlag­ar­tig blau.

Sau­er­stoff­nach­weis mit In­di­gok­ar­min und Na­tri­um­di­tio­nit

Eine Spa­tel­spit­ze In­di­go (blau) wird in hei­ßem Was­ser ge­löst. Unter Rüh­ren gibt man wenig Na­tri­um­dithio­nit (NaS2O4) zu, bis die Lö­sung klar gelb ist. Der blaue In­di­go­farb­stoff wird dabei durch Re­duk­ti­on in das was­ser­lös­li­che, na­he­zu farb­lo­se In­d­oxyl über­führt. Bei An­we­sen­heit von Sau­er­stoff er­folgt die Rück­re­ak­ti­on (Oxi­da­ti­on des In­d­oxyl zum blau­en In­di­go; ent­spre­chend dem Vor­ge­hen bei der Kü­pen­fär­be­rei).

 

zu­rück: M2.2c2

wei­ter: M2.3 Lern­auf­ga­be I

 

Modul 2: Aus Was­ser und CO 2 er­zeu­gen Pflan­zen Stär­ke und Sau­er­stoff: Her­un­ter­la­den [docx] [632 KB]

Modul 2: Aus Was­ser und CO 2 er­zeu­gen Pflan­zen Stär­ke und Sau­er­stoff: Her­un­ter­la­den [pdf] [859 KB]

Hil­fen: Her­un­ter­la­den [docx] [88 KB]