Un­ter­richts­gang

Std

Un­ter­richts­ver­lauf

Hin­wei­se

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Ein­füh­rung

P: Wel­che Bat­te­rie lie­fert die höchs­te Span­nung?
Die Obst­bat­te­rie (Egg Race)

• Ein­stieg in das Thema
• Be­reit­stel­lung/Wie­der­er­werb grund­le­gen­der Be­grif­fe und ex­pe­ri­men­tel­ler Fer­tig­kei­ten (Elek­tri­sche Span­nung, Strom­kreis, Mi­nus­pol, Plus­pol, Elek­tro­nen und Ionen als be­weg­li­che La­dungs­trä­ger,  Mes­sung von Span­nun­gen)
• Va­ria­ble Mög­lich­kei­ten der Ver­suchs­an­ord­nung
• Erste Er­kennt­nis­se zur Funk­ti­ons­wei­se (Kom­bi­na­ti­on ver­schie­de­ner Me­tal­le, Elek­tro­lyt); Hy­po­the­sen zur Funk­ti­on der Me­tal­le

e 010 AB
Egg Race „Wel­che Bat­te­rie lie­fert die höchs­te Span­nung?“

e 011 LI
„Obst­bat­te­rie“

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Re­dox­re­ak­tio­nen - Re­ak­tio­nen mit Elek­tro­nen­über­tra­gung

P: Re­dox­re­ak­tio­nen zwi­schen Me­tal­len und Me­tall-Kat­io­nen

• Er­ar­bei­tung von Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen für ein­fa­che Re­dox­re­ak­tio­nen
• An­deu­tung der Re­dox­rei­he der Me­tal­le
• Ggf. Hy­po­the­sen zu den Vor­gän­gen am Mi­nus­pol der Obst­bat­te­rie, Pro­ble­ma­ti­sie­rung des Plus­pols

Aus­wer­tung im Ple­num / Sys­te­ma­ti­sie­rung

P: Pla­ti­nen ätzen
An­wen­dung der er­wor­be­nen Kennt­nis­se, Tech­nik­be­zug

e 020 LI
e 021 AB
zur Ver­suchs­rei­he
Zn, Fe, Cu, Ag
Zn ²⁺ , Fe ²⁺ , Cu ²⁺ , Ag ⁺

Alt. LB ein­fa­che Ver­suchs­vor­schrift; Text­ar­beit zu kor­re­spon­die­ren­den Re­dox­paa­ren

e 025 AB
Pla­ti­nen ätzen
Er­wei­te­rung des Kon­zepts auf das Re­dox­paar Fe ²⁺ /Fe ³⁺

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Strom aus Re­dox­re­ak­tio­nen

P: V1 Bau und Un­ter­su­chung einer gal­va­ni­schen Zelle (Da­ni­ell-Ele­ment)

• z.T. durch SuS ei­gen­stän­dig auf­grund be­reit ge­stell­ter Ge­rä­te und Che­mi­ka­li­en ge­plant
• Mes­sung der Zell­span­nung
• Er­klä­rung des Zu­stan­de­kom­mens einer Zell­span­nung

Alt: Leh­rer­de­mons­tra­ti­ons­ver­such

Un­ter­richts­ge­spräch: Klä­rung der Vor­gän­ge in einer gal­va­ni­schen Zelle bei Strom­fluss

P: V2 Die Zell­span­nung gal­va­ni­scher Zel­len

• Kom­bi­na­ti­on ver­schie­de­ner Halb­zel­len Zn/Zn2+; Fe/Fe ²⁺ ; Cu/Cu ²⁺ ; Ag/Ag ⁺

(alle 6 Mög­lich­kei­ten); Eisen- und Sil­ber-Halb­zel­len sind in Be­cher­glä­sern be­reit­ge­stellt; Kup­fer-und Zink-Halb­zel­len sowie Lei­tungs­ma­te­ri­al und Mul­ti­mess­ge­rät sind noch aus V1 an den Schü­ler­plät­zen

Vor­be­rei­tung der elek­tro­che­mi­schen Span­nungs­rei­he (Po­ten­zia­le kön­nen ta­bel­liert wer­den, wenn eine Halb­zel­le als Be­zugs­halb­zel­le de­fi­niert wird)

e 030 LI
Bau eines Da­ni­ell-Ele­ments

Ver­mitt­lung des Grund­prin­zips der räum­li­chen Tren­nung von Oxi­da­ti­on und Re­duk­ti­on bei einer Re­dox­re­ak­ti­on in einer gal­va­ni­schen Zelle

Com­pu­ter­si­mu­la­ti­on
zu gal­va­ni­schen Zel­len in
Che­mie 2000+ on­line
www.​che​mied​idak​tik.​uni-​wup­per­tal.​de/​che​mie2​000p​lus/
BaWü(SekII)2-st. S.126: Gal­va­ni­sche Zel­len; Mul­ti­me­dia­bau­stein Funk­ti­on einer gal­va­ni­schen Zelle

e 035 AB Die Zell­span­nung
gal­va­ni­scher Zel­len

• alle Kom­bi­na­tio­nen
• gra­fi­sche Do­ku­men­ta­ti­on er­laubt Vor­her­sa­ge wei­te­rer Zell­span­nun­gen und deren ex­pe­ri­men­tel­le Über­prü­fung; Um­po­lung der Cu-Elek­tro­de bei Kom­bi­na­ti­on mit der Ag/Ag ⁺ -Halb­zel­le wird von SuS er­kannt

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Klei­ne Dia­gno­se
Vor­gän­ge bei Strom­fluss im Da­ni­ell-Ele­ment

Das Re­dox­paar H ₂ /H ⁺

LV Die Stan­dard­was­ser­stoff­halb­zel­le
Auf­bau der Stan­dard­was­ser­stoff­halb­zel­le;
Re­dox­paar H2/H+ als Be­zug­s­elek­tro­de

Mes­sen von Zell­span­nun­gen gegen die
Stan­dard­was­ser­stoff­halb­zel­le;
Be­grif­fe Stan­dard­elek­tro­den­po­ten­zi­al;
elek­tro­che­mi­sche Span­nungs­rei­he

Ü Be­rech­nen von Zell­span­nun­gen bei Stan­dard­be­din­gun­gen mit Hilfe der elek­tro­che­mi­schen Span­nungs­rei­he

Ü Vor­her­sa­ge spon­ta­ner Re­dox­re­ak­tio­nen mit Hilfe der elek­tro­che­mi­schen Span­nungs­rei­he; Be­stim­mung von Plus- und Mi­nus­pol in einem gal­va­ni­schen Ele­ment

e 040 AB Klei­ne Dia­gno­se

e 045 AB Ta­bel­le der Stan­dard­elek­tro­den­po­ten­zia­le

Bezug zu Pro­ble­men aus vor­an­ge­gan­ge­nen Stun­den

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Strom aus Re­dox­re­ak­tio­nen – ein his­to­ri­scher Rück­blick

Bat­te­rie von Bag­dad
Gal­va­nis Frosch­schen­kel­ver­su­che

• Ar­beits­tei­li­ge Text­ar­beit, Er­stel­len von Pla­ka­ten, Prä­sen­ta­ti­on

Ver­such:  „Haut­kon­takt­bat­te­rie“ zur Wi­der­le­gung der Hy­po­the­sen Gal­va­nis

P Volta’sche Säule

• Bau einer Vol­ta­säu­le, Mes­sen der Zell­span­nung und der Span­nung meh­re­rer in Reihe ge­schal­te­ter Zel­len
• Er­ar­bei­tung der Elek­tro­den­re­ak­tio­nen (Text­ar­beit, Ü Ar­beit mit der Ta­bel­le der Re­dox­po­ten­zia­le)

e 050 LI „Elek­tro­che­mi­sche Strom­quel­len – ein his­to­ri­scher Rück­blick“

e 051 LI „Haut­kon­takt­bat­te­rie“

Die Elek­tro­den­re­ak­tio­nen der Volta-Säule kön­nen auch mit Hilfe des im Ar­beits­blatt oben ge­nann­ten Tex­tes von den SuS er­ar­bei­tet wer­den.

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Strom aus Re­dox­re­ak­tio­nen – heute

P Die Ta­schen­lam­pen­bat­te­rie – ein Dau­er­bren­ner:
Das Le­clanché-Ele­ment
LB Funk­ti­on des Le­clanché -Ele­ments
LV Mo­dell­ver­such zur Li­thi­um­bat­te­rie

Mobil durch wie­der auf­lad­ba­re Ak­ku­mu­la­to­ren
Blei­ak­ku­mu­la­tor
LV zum Funk­ti­ons­prin­zip des Blei­ak­ku­mu­la­tors
LB Text­ar­beit
Er­geb­nis­si­che­rung im Un­ter­richts­ge­spräch

e 060 LI
Bat­te­ri­en und Ak­ku­mu­la­to­ren

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Strom aus Re­dox­re­ak­tio­nen – mor­gen

LV Elek­tro­ly­se von Was­ser
Er­ar­bei­tung der Elek­tro­den­re­ak­tio­nen
Prin­zip der Elek­tro­ly­se

Brenn­stoff­zel­le

P Low Cost – Brenn­stoff­zel­le
„Be­la­dung“ durch Elek­tro­ly­se von Was­ser
Mes­sen der Zell­span­nung

LV Funk­ti­ons­wei­se einer PEM-Brenn­stoff­zel­le
Brenn­stoff­zel­len-Stack
Be­trei­ben eines Mo­tors

e 070 LI Brenn­stoff­zel­len

e 071 AB Low Cost-Brenn­stoff­zel­le

Ver­mitt­lung des Grund­prin­zips einer Brenn­stoff­zel­le mit kon­ti­nu­ier­li­cher Zu­fuhr von Was­ser­stoff und Sau­er­stoff

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Ab­gas­frei in die Zu­kunft
Die Welt von mor­gen – eine Was­ser­stoff­welt?

Ver­knüp­fung Wind­ener­gie/Pho­to­vol­ta­ik – Was­ser­elek­tro­ly­se – Brenn­stoff­zel­le

Mo­del­l­ex­pe­ri­ment: Von der Fo­to­vol­ta­ik zum Brenn­stoff­zel­len be­trie­be­nen Elek­tro­mo­tor

Text­ar­beit: Was­ser­stoff als En­er­gie­spei­cher – kon­tro­vers be­trach­tet

Ge­sell­schaft­li­cher Bezug

Bau­satz oder Funk­ti­ons­mo­dell

e 080 AB Was­ser­stoff als En­er­gie­spei­cher

Selbst­dia­gno­se

e 100 AB Selbst­dia­gno­se