Wasser und Heptan als Lösemittel. Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erläutern

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Die Idee dahinter

gelber Farbstoff - blauer Farbstoff. Was löst sich worin?

Ist bekannt, warum sich Heptan und Wasser nicht dauerhaft mischen, kann anschließend das Löseverhalten polarer und unpolarer Stoffe am Beispiel von zwei Farbstoffen untersucht und erläutert werden.

Das methodische Vorgehen (Realversuch, Video, Bilder, Teilchenebene erläuternd zusammenbringen) wird erneut angewandt und erweitert. Gegebenenfalls erstellen die SuS eigene Videos/Fotos

Hinweis: Die SuS sollten den Versuch auf jeden Fall auch selbst durchführen, da man in der Realanschauung die Gelbfärbung der Heptanphase viel deutlicher erkennt, als im Video/auf dem Foto.

 

Das Problem

Polar oder unpolar - Farbstoffe im Trickfilm

Zwei Farbstoffemoleküle werden vorgestellt, hinsichtlich ihrer Polarität klassifiziert (Video 1). Nur einer lässt sich entfernen (Videos 2)!
Was ist das Lösemittel? Und wie entfernt man den anderen?

Versuch und Film
(vorher - nachher)

  Folie

Elemente für Teilchenebene

Digitales Material

Eine Gegenüberstellung von (bildhafter) makroskopischer Ebene und submiskroskopischer Ebene ist digital möglich. Dazu führen die Schülerinnen und Schüler einen Versuch durch, erstellen ein Video und Fotos oder nutzen bereits vorhandes Material sowie vorbereitete Abbildungen und Strukturformeln.

Links die Materialien als Bild (png - transparent zum Vergrößern Anklicken) - rechts in Form einer Foliensammlung (pptx)

 

 

digitale Vorlage

Digitale Vorlage

mögliche Lösung

Arbeitsblatt

 

Analoges Material
Alternativ können Strukturformeln von Molekülen ausgeschnitten und damit erklärende Abbildungen in einer vorbereiteten Matrix erstellt werden.
 
Die Vorlage kann man in eine Klarsichtfolie geben und reversivel beschriften.
Die erstellten Szenarien kann man für die Besprechung fotografieren.
 
Der "Bastelbogen" dient für alle Versuche und Szenarien zur Löslichkeit.
  
Bastelbögen komplett

Schlagworte

polar, unpolar, permanent, non permanent, Farbstoff, Wasser, Heptan, Phase, Phasengrenze, solvatisieren, hydratisieren, Kunststoff, Van-der-Waals-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung

Didaktisch-methodische Hinweise

Anders als häufig üblich, werden in dieser Sequenz nicht die einzelnen Alkohole und deren Löslichkeit in Wasser oder Heptan verglichen und erklärt, sondern es wird allgemein betrachtet und erläutert

  • warum sich polare und unpolare Stoffe nicht dauerhaft mischen (Wasser - Heptan)
  • warum sich polare Farbstoffe in polaren Lösemitteln besser lösen als in unpolaren und umgekehrt (zweiphasige Systeme, Phasengrenze, Ausschütteln, Lösevorgang auf Teilchenebene)
  • inwiefern Ethanol ein universelles Lösemittel ist und damit ein exemplarischer Stellvertreter eines grenzflächenaktiven Stoffes