Messbare und nicht messbare Stoffeigenschaften: Was steckt im Stoff?
Zielsetzung:
Das übergeordnete Lernziel des Arbeitsblattes ist es, Schülerinnen und Schüler zu befähigen, Stoffe umfassend anhand sowohl messbarer (wie Temperatur, Masse, Volumen) als auch nicht messbarer Eigenschaften (wie Farbe, Geruch, Geschmack) zu untersuchen. Dabei erweitern sie ihre Beobachtungsfähigkeit, lernen den sachgerechten Umgang mit Messgeräten, wenden relevante chemische Fachbegriffe an und entwickeln ein Verständnis dafür, wie diese Eigenschaften zur präzisen Beschreibung und Unterscheidung verschiedener Stoffe genutzt werden.
Inhalte und Methoden:
Das Arbeitsblatt thematisiert die Unterscheidung zwischen messbaren und nicht messbaren Stoffeigenschaften. Es behandelt spezifische messbare Eigenschaften (Temperatur, Masse, Volumen) samt Einheiten und zugehörigen Messgeräten (Thermometer, Waage, Messbecher) sowie nicht messbare Eigenschaften (Farbe, Geruch, Geschmack, Klang). Der Fokus liegt auf der Untersuchung alltagsnaher Stoffe (z. B. Zucker, Essig, Wasser, Schokolade) und der Bedeutung von Sinneseindrücken und Messwerten im chemischen Erkenntnisprozess. Methodisch werden sensorische Experimente mit einfachen Messübungen kombiniert, Probenanalysen in Gruppenarbeit durchgeführt, kurze schriftliche Auswertungen erstellt und Reflexionsfragen zur Bedeutung und den Grenzen von Messung und Beobachtung behandelt.
Kompetenzen:
- Fachwissen: Unterscheidung und Benennung von Stoffeigenschaften sowie zugehörigen Einheiten und Geräten
- Erkenntnisgewinnung: Beobachtung, Messung, Vergleich und Dokumentation
- Kommunikation: Beschreibung von Stoffeigenschaften unter Verwendung der Fachsprache
- Bewertung: Erkennen der Bedeutung und Grenzen von Messung und Beobachtung
Zielgruppe und Niveau:
Klasse 7, Einstieg in naturwissenschaftliches Arbeiten
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Target group and level
Klasse 7, Einstieg in naturwissenschaftliches Arbeiten
Subjects
Messbare und nicht messbare Stoffeigenschaften: Was steckt im Stoff?
Information für die Lehrkraft:
Das Arbeitsblatt ist offen gestaltet und eignet sich sowohl zur Sicherung als auch zur Vertiefung nach einer Unterrichtsreihe zu Stoffeigenschaften. Je nach Vorkenntnissen der Klasse kann die Anzahl der zu untersuchenden Eigenschaften angepasst oder mit Hilfekarten ergänzt werden.
Aufgabe
📋 Wähle in dieser Aufgabe die passenden Fachbegriffe aus und ordne sie den richtigen Kategorien zu.
✒️ Schreibe den Unterschied zwischen messbaren und nicht messbaren Stoffeigenschaften
Stoffübergabe:
Die Schüler:innen erhalten jetzt eine oder mehrere Stoffproben (z. B. Wasser, Kupfer, Zucker, Kunststoff) und sollen selbstständig herausfinden, welche Stoffeigenschaften sie untersuchen können und wie sie diese experimentell testen. Sie planen ihre Vorgehensweise eigenständig, führen einfache Versuche durch und halten ihre Beobachtungen strukturiert fest.
Arbeitsauftrag
Du erhältst nun von deiner Lehrkraft eine Stoffprobe. Deine Aufgabe ist es, eigenständig mit deinem Vorwissen Experimente zu planen, um die in der Tabelle aufgeführten Eigenschaften des Stoffs herauszufinden und zu dokumentieren.
Fülle die Tabelle aus
Experimentelle Vorgehensweise
Beschreibe hier deine Herangehensweise beim Experimentieren und dokumentiere, welche Experimente du durchgeführt hast.
✒️ Mein Weg zum Ergebnis
Hilfestellung
Wenn du nicht weiterkommst, kannst du deine Lehrkraft nach Hilfskarten fragen.
Checkliste:
Die Farbe des Zuckers wurde untersucht.
Der Geruch des Zuckers wurde überprüft.
Die Verformbarkeit des Zuckers wurde getestet.
Die Dichte des Zuckers wurde gemessen.
Die Löslichkeit des Zuckers in Wasser wurde bestimmt.
Die Schmelztemperatur des Zuckers wurde ermittelt.
Hilfestellung für die Schüler:innen
Hier findest du hilfreiche Tipps zu den wichtigsten Stoffeigenschaften von Zucker, die du im Experiment messen wirst.
Masse messen
Tipp: Stelle sicher, dass die Feinwaage auf einer ebenen Fläche steht und richtig kalibriert ist, bevor du mit dem Wiegen beginnst.
Schmelztemperatur
Tipp: Erhitze den Zucker langsam und beobachte die Temperatur genau, um den genauen Schmelzpunkt zu bestimmen.
Löslichkeit in Wasser
Tipp: Rühre den Zucker ständig um, damit er sich gleichmäßig und vollständig im Wasser auflöst.
Dichte bestimmen
Tipp: Messe das Volumen genau und wiege die passende Masse, um die Dichte korrekt zu berechnen.
Kristallstruktur
Tipp: Untersuche die Zuckerkristalle unter guten Lichtbedingungen, um ihre klare und glänzende Struktur zu erkennen.
Hygroskopisch (Feuchtigkeit aufnehmen)
Tipp: Lagere den Zucker in einem luftdichten Behälter, damit er keine Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt und nicht klumpt.
Diese Tipps helfen dir dabei, genaue und zuverlässige Ergebnisse in deinem Experiment zu erzielen.
Lösungen für die Lehrkraft
Experiment: Untersuchung der Eigenschaften von Zucker
Anleitung:
1. Vorbereitung
Materialien:
- Reiner Haushaltszucker (Saccharose)
- Verschiedene Gläser oder Schalen
- Waage
- Messbecher
- Thermometer
- Löffel oder Spatel
- Wasser
- Heizplatte oder Herdplatte
- Kerze oder Duftstoff (optional für den Geruchstest)
- Starker Magnet
- Batterie, Drähte und eine kleine LED-Lampe (für den Stromkreis)
- Aluminiumfolie oder hitzebeständiges Tablett
- Schutzbrille und Handschuhe
Sicherheitsmaßnahmen:
- Trage Schutzbrille und Handschuhe bei der Arbeit mit erhitztem Zucker.
- Achte darauf, dass die Heizplatte nicht unbeaufsichtigt bleibt.
- Halte Kinder während des Experiments von der Heizquelle fern.
2. Durchführung
a) Farbe und Geruch:
- Gib eine kleine Menge reinen Zuckers in ein Glas.
- Beobachte die Farbe des Zuckers und notiere deine Beobachtungen.
- Rieche vorsichtig am Zucker und protokolliere etwaige Gerüche.
b) Verformbarkeit:
- Nimm eine etwa teelöffelgroße Menge Zucker zwischen die Finger.
- Versuche, den Zucker zu zerreiben oder zu formen.
- Beobachte, ob sich der Zucker verformen lässt oder bröckelt, und notiere deine Ergebnisse.
c) Dichte:
- Wiege 50 g Zucker mit der Waage und notiere die Masse.
- Fülle die 50 g Zucker in einen Messbecher und bestimme das Volumen.
- Berechne die Dichte des Zuckers (Dichte = Masse / Volumen) und notiere das Ergebnis.
d) Magnetisierbarkeit:
- Halte einen starken Magneten nahe an eine Schale mit Zucker.
- Beobachte, ob sich der Zucker in irgendeiner Weise zum Magneten hin bewegt.
- Notiere, ob eine Reaktion festgestellt wurde.
e) Elektrische Leitfähigkeit:
- Baue einen einfachen Stromkreis mit einer Batterie, Drähten und einer LED-Lampe.
- Versuche, den Zucker in den Stromkreis einzubringen (z.B. als Verbindungselement).
- Beobachte, ob die LED leuchtet, und notiere, ob der Zucker den elektrischen Strom leitet.
f) Schmelztemperatur:
- Verteile eine dünne Schicht Zucker auf einem hitzebeständigen Tablett oder einer Aluminiumfolie.
- Erhitze den Zucker langsam auf der Heizplatte.
- Benutze das Thermometer, um die Temperatur zu messen, bei der der Zucker zu schmelzen beginnt und sich verfärbt.
- Notiere die beobachteten Veränderungen und die gemessene Temperatur.
g) Siedetemperatur:
- Setze die Erhitzung des Zuckers fort, nachdem er geschmolzen ist.
- Beobachte, ob der Zucker zu kochen beginnt oder sich zersetzt.
- Notiere, ob und bei welcher Temperatur der Zucker siedet oder sich zersetzt.
h) Löslichkeit:
- Gib 200 g Zucker in 1 Liter kaltes Wasser und rühre gut um, bis sich der Zucker so weit wie möglich auflöst.
- Wiederhole den Vorgang mit 1 Liter warmem Wasser.
- Vergleiche die Löslichkeit des Zuckers bei unterschiedlichen Temperaturen und notiere deine Beobachtungen.
3. Auswertung
- Fasse die Ergebnisse jeder getesteten Eigenschaft zusammen.
- Vergleiche die beobachteten Eigenschaften mit den im Informationstext beschriebenen Eigenschaften von Zucker.
- Diskutiere mögliche Gründe für Abweichungen oder bestätige die Übereinstimmung mit den theoretischen Werten.
Hinweis:
Stelle sicher, dass alle Messgeräte ordnungsgemäß kalibriert sind und dass alle Sicherheitsanweisungen genau befolgt werden, um genaue und sichere Ergebnisse zu gewährleisten.