Einführung unter Einbeziehung des Faches Mathematik

Die vorliegenden Ideen sind im Rahmen einer mehrtägigen Fortbildung in Hessen entstanden. Inhalt der Fortbildung war die Anwendung von Mathematik in anderen NaWi-Fächern. Die hinterlegten Materialien sind hier zu finden.

Bei dieser Fortbildung ging es auch darum, verschiedene Typen von Aufgaben zu stellen (siehe auch Aufgaben-Varianten im Mathematikunterricht). Neben Rechenaufgaben gibt es auch anderen Aufgaben, bei denen es um das Erlangen von Wissen geht.

Wiederholungs-Hausaufgabe (zum Einstieg)

pH-Werte zu Hause messen

Einstieg über Demo-Experiment oder Film mit Messwerten

EINSTIEGSEXPERIMENT: Ansäuerungsexperiment

• Woher kommt der pH-Wert? Lehrer-Schüler-Gespräch vor dem Experiment.
• Material zum Experiment:

• Anweisung für den Lehrer

Man gibt eine feste Menge Wasser vor und lässt aus einer Bürette oder Tropfpipette jeweils die gleiche Menge an Säure (HCl) hinzutropfen. Der pH-Wert wird mit einer pH-Elektrode nach jeder Zugabe bestimmt und zusammen mit der Menge an Säure in einer Excel/Calc-Tabell eingetragen

• Ansäuerungsexperiment ergibt eine Kurve (nicht linear!)
• Arbeitsblatt mit Millimeterpapier und halblogarithmischem Papier
• Excel-Datei mit Daten des Ansäurerungsexperimentes
• Vorstellung der Berechnung des pH-Wertes mit dem Logarithmus

• Arbeitsblatt zur Einführung in die Rechnung mit pH-Werten gibt es hier.

Das Arbeitsblatt ist scheinbar nicht ganz vollständig. Es fehlen noch die falschen Kärtchen und einige Hilfs-/Info-Materialien.

Die Schüler sollen das AB alleine oder in einer kleinen Gruppe durcharbeiten und sollte dabei erlernen, wie man mit pH-Werten rechnet.

Experimente mit Berechnungen

Experiment Bestimme den Säureanteil/Laugenanteil eines Stoffes durch eine Titration, z.B.: Backofenreiniger, Kalklöser, Cola, Nahrungsmittel, Wein, Boden.

Experiment „Rennie gleicht den Magen aus“ Wie viel Säure kann eine Tablette Rennie ausgleichen? Wie macht Rennie das?

Experiment Verdünnungsexperiment von einer starken Säure/Lauge mit pH-Elektrode mit Verwendung von Excel/halblogarithmischem Papier

Aufgaben nach dem Blütenmodell/Trichtermodell(?)

THEMA

Informiere dich über pH-Werte in und am Körper.

THEMA

Welche Bedeutung hat der pH-Wert für den Boden?

THEMA

Welche Rolle spielt der pH-Wert beim Aquarium?

THEMA "Grüner Frieden - Dünnsäure wird immer noch verklappt"

• Stelle Fragen zu dem Artikel und beantworte sie.

Grundwissen/Grundtechniken

WISSEN

Wer hat den pH-Wert erfunden? (Internet/Buch/AB)

WISSEN

Autoprotolyse von Wasser hat pH-Wert von 7 und nicht 0?

WISSEN-WIEDERHOLUNG

Rechnen mit Stoffmengen

WISSEN

Beispiel-Aufgabe mit Rechnungen mit dem pH-Wert und Stoffkonzentrationen

Gemischte Aufgaben-Typen

Aufgabe Das falsche Säureetikett – Verdünnung Rechenweg gegeben, Lösung soll überprüft werden und einfachere Lösung gesucht werden

Aufgabe Das Aquarium ist zu sauer – Verdünnung Wie viel Wasser muss man rauslassen, damit es nach dem Auffüllen den richtigen pH-Wert hat? Schwere Bestimmungsaufgabe, es gibt mehrere Lösungsmöglichkeiten und erfordert mehr mathematische Kenntnisse.

Aufgabe "Supersaure Salzsäure (SSS)" In 1 l Wasser sind maximal 466 l Salzsäure löslich. Wie wäre der pH-Wert dieser Super-Säure? Einfache Bestimmungsaufgabe

Aufgabe "Natron-Plätzchen" In 1 l einer Säure mit den pH-Wert = 2 wird ein Natronplätzchen gegeben, wie ändert sich der pH-Wert? Einfache Bestimmungsaufgabe

Aufgabe Kleine gemischte Aufgaben zum Rechnen mit pH-Werten Aufgaben ohne viel Text verschiedener Art