Wir erforschen den Boden/Wir messen den Wassergehalt einer Bodenprobe und Chemische Reaktionen/Massenerhaltung: Unterschied zwischen den Seiten

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{{Boden}}
Verbrennungen begegnen uns ständig im Alltag - manchmal sind sie erwünscht, manchmal nicht. Mit einigen Beispielen für Verbrennungen wirst du dich heute beschäftigen.


'''Informationen zum Thema'''


Ohne Wasser gibt es kein Leben auf der Erde. Ohne Wasser ist auch der Boden tot. Bodenorganismen und Pflanzen benötigen Wasser. Sie beziehen ihr Wasser aus dem Boden und nehmen gleichzeitig mit dem Wasser Nährstoffe auf. Der Wassergehalt des Bodens ist ein wichtiges Maß für den aktuellen Stand seiner Fruchtbarkeit. Die Bestimmung des Bodenwassergehalts ist gleichzeitig eine grundlegende Methode für weiterführende Bodenexperimente. Sie ist weiterhin von Bedeutung für die Bestimmung des Porenvolumens als auch für die Bestimmung des spezifischen Gewichts.
=Veränderung der Masse bei verschiedenen Verbrennungen=
[[Datei:Fluss1.jpg|thumb|600px|left|'''Oberflächenwasser sickert in den Boden''']]


'''Versuchsvorbereitung, Untersuchungsmaterialien und Versuchsdurchführung'''
Eine Bodenprobe wird abgewogen und in einen auf 110 °C aufgeheizten Trockenschrank gestellt. Nach 5 - 10 Stunden ist die Bodenprobe ausgetrocknet und wird erneut gewogen. Da für ein bodenkundliches Praktikum ständig getrocknete Bodenproben benötigt werden, ist es empfehlenswert, gleichzeitig eine größere Probenmenge zu trocknen.


{{Aufgaben|1|Notiert zu Versuchsteil A die benötigten Geräte und Chemikalien sowie stichpunktartig die einzelnen Schritte der Durchführung. Skizziert den Aufbau. Formuliert eine Hypothese, was zu beobachten sein wird.


'''Untersuchungsmaterialien'''
Wenn die Lehrkraft mit euren Notizen einverstanden ist, könnt ihr den Versuchsteil durchführen und eure Beobachtungen protokollieren.
* Porzellantiegel


*Tiegelzange
Geht anschließend für die Teile B und C genauso vor.}}


* Trockenschrank (ersatzweise auch Backofen)


* Sieb
{{Box|Versuchsteil A|Stelle ein Teelicht auf eine Waage. Notiere die Masse des Teelichts. Zünde das Teelicht an und lies alle 60 Sekunden wieder die Masse ab.|Experimentieren}}


'''Versuchsdurchführung'''


{{Sicherheitsinfo|Schutzbrille|Achtung}}
{{Box|Versuchsteil B|Lege ein Stück Eisenwolle in eine Porzellanschale. Wiege die Schale samt Inhalt. Entzünde nun die Eisenwolle mit dem Gasbrenner und blase durch ein Röhrchen Luft auf die Eisenwolle. Lasse das Produkt etwas abkühlen und wiege es erneut (mit der Porzellanschale).|Experimentieren}}


* '''a) '''Stelle das Gewicht des Tiegels fest&nbsp;


* '''b)''' Fülle 50 g abgesiebten Boden ein


* '''c)''' Stelle die abgewogenen Proben in den Trockenschrank


{{Sicherheitsinfo|Schutzbrille|Achtung}}
{{Box|Versuchsteil C|Gib 5 unverbrannte Streichholzköpfe in ein schwer schmelzbares Reagenzglas. Ziehe den Luftballon über die Öffnung des Reagenzglases, sodass es luftdicht verschlossen ist und wiege anschließend das verschlossene Glas. Erhitze Die Streichholzköpfe mit dem Gasbrenner, bis sie sich entzünden. Lasse den Aufbau abkühlen und wiege das Reagenzglas mitsamt Inhalt und Luftballon erneut.|Experimentieren}}


* '''d) '''Nach 5 - 10 Stunden ist die Bodenprobe ausgetrocknet. Nimm sie mit der Tiegelzange aus dem Trockenschrank und lass sie abkühlen.


=Auswertung: Was passiert bei der Verbrennung auf der Teilchenebene?=


* '''e)''' Wäge zurück


{{Box|Aufgabe 2|2=Du siehst unten drei verschiedene Animationen, die die Vorgänge bei den Verbrennungen auf der Teilchenebene zeigen. Ordne die Animationen richtig zu und formuliere in eigenen Worten eine Auswertung zu den drei Versuchsteilen.


* '''f)''' Werte aus&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<div class="grid">
<div class="width-1-3">[[Datei:Verbrennung Eisenwolle Teilchenmodell.mp4]]</div>
<div class="width-1-3">[[Datei:Verbrennung im geschlossenen System.mp4]]</div>
<div class="width-1-3">[[Datei:Verbrennung Teelicht Teilchenmodell.mp4]]</div> 
</div>


[[Datei:Schrumpfrisse.jpg|thumb|400px|left|'''Schrumpfrisse eines ausgetrockneten Bodens''']]
{{Lösung versteckt|Zu beginn jeder Animation sind der Feststoff, der verbrannt werden soll, und die Luft, die ihn umgibt, dargestellt.|Tipp 1 anzeigen|Tipp 1 ausblenden}}


{{Lösung versteckt|Bei vielen chemischen Reaktionen entstehen aus den Teilchen mehrerer Ausgangsstoffe („Edukte”) neue Teilchen, die man sich als Kombination aus den ursprünglichen Teilchen vorstellen kann. Diese neuen Teilchen stellt man in einer Zeichnung dar, indem man die Ausgangsteilchen, aus denen sie entstanden sind, dicht aneinander zeichnet.|Tipp 2 anzeigen|Tipp 2 ausblenden}}


{{Lösung versteckt|Bei einer Verbrennung findet eine chemische Reaktion mit dem Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist, statt. Dabei entstehen Verbindungen, die unter anderem Sauerstoff-Teilchen enthalten. Solche Verbindungen heißen „Oxide”. Oxide können unterschiedliche Aggregatzustände haben. Welche Aggregatzustände haben die Oxide, die in den Animationen dargestellt sind? Wie beeinflussen die Aggregatzustände die Veränderungen der Massen bei den drei Versuchsteilen?|Tipp 3 anzeigen|Tipp 3 ausblenden}}
|3=Üben}}


{| width="100%"
'''Beispiel für die Auswertung'''






* a) Gewicht des Tiegels                              27,31 g
{{SORTIERUNG:{{SUBPAGENAME}}}}
 
[[Kategorie:Chemische Reaktion]]
* b) Gewicht des Tiegels mit Boden                    37,36 g
[[Kategorie:Teilchenmodell]]
 
[[Kategorie:Unterrichtsmaterial]]
* c) Gewicht des Tiegels mit Boden  nach dem Trocknen 32,91 g
[[Kategorie:Chemie]]
 
* d) Gewicht des tatsächlich eingewogenen Bodens 37,36 g - 27,32 g = 10,05 g
 
* e) Wasserverlust durch die Trocknung          37,36 g - 32,91 g = 4,45 g
 
 
<math>\left(\frac{100x4,45}{10,05}\right\rangle</math>= 44,24% Wasser
 
==Erfahrungen und Konsequenzen==
Der Versuch ist als Gruppenarbeit geeignet. Da der Trocknungsvorgang mehrere Stunden dauert, sollte bei einem bodenkundlichen Praktikum die Trocknung vorgezogen werden.
 
'''Kleine Bodenwasserkunde'''
Das Bodenwasser stammt überwiegend aus dem Niederschlag. Die Gestalt der Bodenoberfläche (Neigung, Bewuchs) beeinflusst den Anteil des Wassers, das als Oberflachenwasser ungenutzt in Gräben, Bäche und Flüsse abfließt. Der größere Teil versickert im Boden und wird dort gespeichert.
 
Ein kleinerer Teil des Niederschlags verdunstet direkt an der Bodenoberfläche; in unserem Klimabereich ist das hauptsächlich in den Sommermonaten der Fall. Schauen wir uns die Wasserverhältnisse im Boden einmal genauer an. Ein Teil des in den Boden eingedrungenen Wassers bleibt an den Bodenteilchen haften (Haftwasser). Was nicht hängen bleibt, versickert in Richtung Untergrund (Sickerwasser) und sammelt sich als Grund- oder Stauwasser. Wie tief das Wasser in den Boden einsickert, hängt von den Bodenverhältnissen ab.
 
Wasserundurchlässige Schichten können den Wasserfluss schon nach einigenDezimetern stoppen. Im Normalfall sinkt das Wasser aber in tiefere Schichten. Aus dem Wasservorrat des Bodens kann wieder Wasser an die Oberfläche steigen (Kapillarwasser).
 
'''Verständnisfragen und Anweisungen'''
 
 
* 1. Was hast du in diesem Experiment getan?
 
 
* 2. Erläutere den Rechengang zur Ermittlung des prozentualen Wassergehalts.
 
 
'''Verständnisfragen und Anweisungen zum Text "Kleine Bodenwasserkunde"'''
 
* 1. Welche Bedeutung hat das Wasser für das Leben auf der Erde?
 
* 2 . Erläutere den Wasserkreislauf
 
* 3. Welche Wassermengen brauchen Roggen / Weizen / Hafer vom Frühjahr bis zur Ernte?
 
 
[[Bild:close-up of mole.jpg|120px|zum Link]]
[http://www.stmugv.bayern.de/umwelt/boden/lernort/doc/schueler_ab.pdf'''Bodenkundliche Untersuchungsmethoden und didaktische Hinweise (Bayern)''']

Aktuelle Version vom 23. April 2022, 14:41 Uhr

Verbrennungen begegnen uns ständig im Alltag - manchmal sind sie erwünscht, manchmal nicht. Mit einigen Beispielen für Verbrennungen wirst du dich heute beschäftigen.


Veränderung der Masse bei verschiedenen Verbrennungen

Aufgabe 1

Notiert zu Versuchsteil A die benötigten Geräte und Chemikalien sowie stichpunktartig die einzelnen Schritte der Durchführung. Skizziert den Aufbau. Formuliert eine Hypothese, was zu beobachten sein wird.

Wenn die Lehrkraft mit euren Notizen einverstanden ist, könnt ihr den Versuchsteil durchführen und eure Beobachtungen protokollieren.

Geht anschließend für die Teile B und C genauso vor.


Versuchsteil A
Stelle ein Teelicht auf eine Waage. Notiere die Masse des Teelichts. Zünde das Teelicht an und lies alle 60 Sekunden wieder die Masse ab.


Sicherheitsinformationen für Experimente
RECHTLICHE HINWEISE BEACHTEN!
Schutzbrille verwenden
Eine Schutzbrille muss verwendet werden.
Achtung!
Achtung, hier ist besondere Aufmerksamkeit notwendig!

Versuchsteil B
Lege ein Stück Eisenwolle in eine Porzellanschale. Wiege die Schale samt Inhalt. Entzünde nun die Eisenwolle mit dem Gasbrenner und blase durch ein Röhrchen Luft auf die Eisenwolle. Lasse das Produkt etwas abkühlen und wiege es erneut (mit der Porzellanschale).



Sicherheitsinformationen für Experimente
RECHTLICHE HINWEISE BEACHTEN!
Schutzbrille verwenden
Eine Schutzbrille muss verwendet werden.
Achtung!
Achtung, hier ist besondere Aufmerksamkeit notwendig!

Versuchsteil C
Gib 5 unverbrannte Streichholzköpfe in ein schwer schmelzbares Reagenzglas. Ziehe den Luftballon über die Öffnung des Reagenzglases, sodass es luftdicht verschlossen ist und wiege anschließend das verschlossene Glas. Erhitze Die Streichholzköpfe mit dem Gasbrenner, bis sie sich entzünden. Lasse den Aufbau abkühlen und wiege das Reagenzglas mitsamt Inhalt und Luftballon erneut.


Auswertung: Was passiert bei der Verbrennung auf der Teilchenebene?

Aufgabe 2

Du siehst unten drei verschiedene Animationen, die die Vorgänge bei den Verbrennungen auf der Teilchenebene zeigen. Ordne die Animationen richtig zu und formuliere in eigenen Worten eine Auswertung zu den drei Versuchsteilen.

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Zu beginn jeder Animation sind der Feststoff, der verbrannt werden soll, und die Luft, die ihn umgibt, dargestellt.
Bei vielen chemischen Reaktionen entstehen aus den Teilchen mehrerer Ausgangsstoffe („Edukte”) neue Teilchen, die man sich als Kombination aus den ursprünglichen Teilchen vorstellen kann. Diese neuen Teilchen stellt man in einer Zeichnung dar, indem man die Ausgangsteilchen, aus denen sie entstanden sind, dicht aneinander zeichnet.
Bei einer Verbrennung findet eine chemische Reaktion mit dem Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist, statt. Dabei entstehen Verbindungen, die unter anderem Sauerstoff-Teilchen enthalten. Solche Verbindungen heißen „Oxide”. Oxide können unterschiedliche Aggregatzustände haben. Welche Aggregatzustände haben die Oxide, die in den Animationen dargestellt sind? Wie beeinflussen die Aggregatzustände die Veränderungen der Massen bei den drei Versuchsteilen?
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