Stoffe und ihre Umwandlung
Stoffe haben Eigenschaften, Zustände (fest, flüssig, gasförmig), sie können meist umgewandelt werden und reagieren oft miteinander. |
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Fachwissenschaftlicher Bezug
Wachs verbrennt, Eisen rostet, Brausepulver schäumt... immer haben diese Beobachtungen etwas mit der Umwandlung von Stoffen, mit chemischen Vorgängen zu tun. Oft sind solche Reaktionen alltäglich und selbstverständlich, gleichzeitig aber sehr komplex und scheinbar schwer verständlich.
Stoff ist ein in Umgangssprache und in der Fachsprache unterschied-lich verwendeter Begriff. Im Folgenden bezeichnet Stoff das Material, aus dem ein Gegenstand besteht. Stoffe haben Eigenschaften, Zustände (fest, flüssig, gasförmig), sie können meist umgewandelt werden und reagieren oft miteinander.
Chemie ist Lehre die von der Zusammensetzung und dem Aufbau und der Herstellung von Stoffen sowie den Stoffumwandlungen. Sie befasst sich mit dem Aufbau (Synthese), der Zerlegung (Analyse) und den Veränderungen (Reaktionen).
Wesentlich ist dabei der Einfluss von Energie auf Stoffe und Stoffumwandlungen.
Bei vielen Versuchen spielt die Größe der Oberfläche eine bedeutende Rolle. Bei Beobachtungen der Oxydation sind beispielsweise Materialien mit großer Oberfläche (etwa feine Stahlwolle) gut geeignet
Übergänge zu benachbarten Disziplinen sind fließend (z.B. Biochemie). Früher unterschied man anorganische, organische und physikalische Chemie, heute werden zunehmend Teildisziplinen wie Biochemie, Lebensmittelchemie, pharmazeutische Chemie usw. angeführt.
Im Folgenden sind ausgewählte Informationen zu grundschulgemäßen Inhalten zusammengestellt. Es sind Beispiele mit fächerübergreifenden Bezügen bzw. aufgeführt wie:
- Chemie und Geschichte (Farben)
- Chemie und Technik (Rostbildung)
- Chemie und Biologie (Kompostierung)
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Thema |
Unterrichtsbeispiel |
| Chemie und Geschichte: |
Umgang mit Naturfarben
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Umgang mit Naturfarben (Höhlenmalerei der Steinzeit, z.B. Höhle von Lascaux)
Bei der Malerei wurden verschiedene Erden und Bestandteile von Pflanzen usw. benutzt. Diese ändern während des Verarbeitungs- und Trocknungs-prozesses teilweise ihre Farbe.
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Beispiele aus der Versuchssammlung von Prof. Blume
sind unter den Bausteinen zur Umsetzung eingefügt.
Hier ergeben sich Bezüge zum Bereich:
Zeit und Kultur, darin:
Aufgabenschwerpunkt:
Früher und heute
sowie zum Fach Kunst:
- Farben in der Umwelt ...
- Erfahrungen sammeln mit Farben ...
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Ton
Gefäße in Aufbautechnik sind seit der Jungsteinzeit bekannt. Während Ton ein nicht verfestigtes Sediment ist und auch durch Trocknungsprozesse weder besonders hart noch wasserundurchlässig wird, wird durch den Reduktionsbrand die Struktur der Teilchen so verändert, dass sich eine neue Konsistenz mit neuen Eigenschaften ergibt. |
Herstellen von Töpferwaren
(Gegenstände aus Ton, Trocknung, Schrühbrand, Glasurbrand...) |
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Kerzen
sind Beleuchtungskörper mit eingezogenem Docht aus Baumwollfäden und bestehen aus Talg, Bienenwachs, Paraffin oder Stearin.
Wachs oder andere Ausgangsmaterialien schmelzen bei rd. 60 °C, Durch Ziehen oder Gießen werden unterschiedlichste Formen hergestellt.
Der Baumwolldocht wirkt beim Anzünden der Kerze wie ein Kapillarrohr, in dem heißes Wachs aufsteigt, verdampft und dann verbrennt. Das Ende des Dochtes verkohlt beim Abbrennen des Wachskörpers und verdampft ebenfalls. |
Versuche zu den Unterrichtsinhalten:
- Aggregatzustände,
- Feuer und Wärme
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Rost
ist eine infolge Einwirkung von feuchter Luft auf Eisen entstehende lockere, braunrote Schicht; die aus wasserhaltigen Eisenoxiden besteht.
Rostschutz nennt man den Schutz von Eisen gegen Oxidation. Es gibt eine Fülle von Möglichkeiten, wobei für den Laien nur das Einfetten oder Anstreichen mit Farbe möglich sind. Das Überziehen mit nicht rostenden Metallen oder galvanische Verfahren wie Verzinken ist in der Regel nicht möglich. |
Beobachtungen der Rostbildung
Fetten oder Ölen von Fahrradteilen,
Anstreichen von Gegenständen aus Eisen (Objekten aus Draht - Kunstunterricht)
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Kompost
Kompostierung nennt man ein Verfahren der Abfallbehandlung organischer Abfälle. Die Kompostierung findet in offenen Komposthaufen oder in Kompostbehältern statt. Die organischen Bestandteile werden dabei durch Mikroorganismen und Kleinlebe-wesen zersetzt |
Arbeiten im Schulgarten
Beobachtung von Umwandlungsprozessen bei Laub usw |
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