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Schü­ler­ex­pe­ri­men­te zum Thema Was­ser – ein Oxid

In­fo­box

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

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Nach­fol­gend fin­den sich zwei Schü­ler­ex­pe­ri­men­te zum Thema ‚Was­ser – ein Oxid‘

Beim ers­ten han­delt es sich um ein nach­be­ar­bei­ten­des Ex­pe­ri­ment, beim zwei­ten ist das Ziel die Ent­wick­lung bzw. Auf­bau einer Ver­suchs­ap­pa­ra­tur. Eine bes­se­re (his­to­ri­sche) Ab­bil­dung fin­det sich unter der In­ter­net­sei­te

http://​www.​che​mieu​nter​rich​t.​de/​dc2/​was­ser/​images/​app_​lav.​gif

SV: Was­ser – ein Oxid

Was­ser­dampf re­agiert mit hei­ßem Ma­gne­si­um: Ver­such im Abzug

Ma­te­ria­li­en: Re­agenz­glas (Duran), Schutz­bril­le, Re­agenz­glas­stän­der, Sta­tiv­ma­te­ri­al, Sand, Was­ser, Ma­gne­si­um­band (ca. 5 cm, ge­schmir­gelt), Luft­bal­lon, Gas­bren­ner, Kerze und Schnur.

Durch­füh­rung: Das Re­agenz­glas wird ca. 1 cm hoch mit Sand ge­füllt, der an­schlie­ßend mit Was­ser be­feuch­tet wird. An­schlie­ßend legt man das ge­schmir­gel­te Ma­gne­si­um­band ge­rollt in die Mitte des Re­agenz­gla­ses und ver­schließt es mit Hilfe des Luft­bal­lons. Das Re­agenz­glas wird schräg in das Sta­tiv ge­spannt und an der Stel­le, an der sich das Ma­gne­si­um­band be­fin­det mit der rau­schen­den Flam­me er­hitzt. Vor­sicht: den Bren­ner nicht in die Nähe des Luft­bal­lons brin­gen! So­bald das Ma­gne­si­um zu glü­hen an­fängt wird der Sand mit dem darin ent­hal­te­nen Was­ser er­hitzt, so dass Was­ser­dampf über das heiße Ma­gne­si­um ge­lei­tet wird. Nach dem Ab­küh­len (Gas­bren­ner aus­schal­ten!) wird der Luft­bal­lon vor­sich­tig ab­ge­nom­men und zu­ge­kno­tet und an eine Schnur ge­bun­den. Das an­de­re Schnu­ren­de wird an einem Sta­tiv be­fes­tigt. An­schlie­ßend zün­det man den Luft­bal­lon mit Hilfe einer Kerze, die sich an einem län­ge­ren Stab fi­xiert ist.

Aus­wer­tung:

  1. Fer­ti­ge eine be­schrif­te­te Ver­suchs­skiz­ze an.
  2. No­tie­re deine Be­ob­ach­tun­gen.
  3. Nenne Ei­gen­schaf­ten des Re­ak­ti­ons­pro­duk­tes, die sich aus den Be­ob­ach­tun­gen ab­lei­ten las­sen.

Bei der Re­ak­ti­on bil­det sich neben Ma­gne­si­um­oxid das Ele­ment Was­ser­stoff.

  1. Gib das Re­ak­ti­ons­sche­ma für die ab­lau­fen­de Re­ak­ti­on an.
  2. Gib die Re­ak­ti­ons­glei­chung für die ab­lau­fen­de Re­ak­ti­on an (Was­ser­stoff ist aus Mo­le­kü­len mit der Masse 2u auf­ge­baut).

SV: Was­ser – ein Oxid

1784 wurde von dem fran­zö­si­schen Che­mi­ker An­toi­ne Lau­rant de La­voi­sier die Re­ak­ti­on von Eisen mit Was­ser ge­nau­er un­ter­sucht. Ihm war be­kannt, dass sich beim Ab­schre­cken (ra­sches Ab­küh­len) von glü­hen­den Eisen mit Was­ser auf dem Eisen ein Oxid bil­det. Dies ließ ihn ver­mu­ten, dass es sich bei Was­ser nicht um ein Ele­ment son­dern um eine Ver­bin­dung (ge­nau­er um ein Oxid) han­delt. Mit einem ge­eig­ne­ten Ex­pe­ri­ment woll­te er mehr über die Natur von Was­ser er­fah­ren.

Zur ge­naue­ren Un­ter­su­chung er­hitz­te er einen Flin­ten­lauf aus Eisen, in dem sich noch klei­ne Ei­sen­na­gel­stü­cke be­fan­den in einem Ofen . Nach­dem das Ei­sen­rohr glüh­te, lei­te­te La­voi­sier Was­ser­dampf durch das Rohr. Das aus­tre­ten­de Gas fing er mit Hilfe einer pneu­ma­ti­schen Wanne auf.

La­voi­sier nann­te das sich bil­den­de brenn­ba­re Gas Hy­dro­ge­ni­um (Was­ser­bild­ner).

Fol­gen­de Ab­bil­dung zeigt die Ap­pa­ra­tur von A. La­voi­sier:

Versuchsaufbau

Nach dem Ab­küh­len konn­te La­voi­sier Ei­sen­oxid im Ei­sen­rohr nach­wei­sen, das sich bil­den­de Gas war brenn­bar.
Heute wird der Ver­such in der Schu­le ein­fa­cher mit hei­ßem Ma­gne­si­um durch­ge­führt, da die­ses deut­lich bes­ser re­agiert.

Auf­ga­be: In Part­ner­ar­beit

Lest euch den Text auf­merk­sam durch. Klärt bzw. no­tiert euch un­kla­re Be­grif­fe.

  1. Be­schrif­tet die Ab­bil­dung mit den im Text fett kur­siv ge­druck­ten Wor­ten.
  2. Er­klä­re das Funk­ti­ons­prin­zip einer pneu­ma­ti­schen Wanne. Baue mit den aus­ste­hen­den Ma­te­ria­li­en mit dei­nem Part­ner eine pneu­ma­ti­sche Wanne auf, mit dem du deine Atem­luft auf­fan­gen kannst.
  3. Gib die Re­ak­ti­ons­glei­chung der ab­lau­fen­den Re­ak­ti­on an.
  4. Ent­wer­fe mit dei­nem Part­ner einen Ver­suchs­auf­bau, mit dem die Re­ak­ti­on von Was­ser­dampf mit Ma­gne­si­um durch­ge­führt wer­den kann.

Schü­ler­ex­pe­ri­men­te zum Thema Was­ser – ein Oxid:
Her­un­ter­la­den [doc] [129 KB]
Schü­ler­ex­pe­ri­men­te zum Thema Was­ser – ein Oxid:
Her­un­ter­la­den [pdf] [489 KB]

Ar­beits­blatt Was­ser – ein Oxid: Her­un­ter­la­den [doc] [127 KB]
Ar­beits­blatt Was­ser – ein Oxid: Her­un­ter­la­den [pdf] [485 KB]