Schulorientiertes Experimentieren im Chemieunterricht mit Kunststoffen

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften
Beobachtung
Didaktische Auswertung

Synthese
Beobachtung
Didaktische Auswertung

Polyurethanschaum
Beobachtung
Didaktische Auswertung

Styropor-Schäumung
Beobachtung
Didaktische Auswertung

Fachliche Auswertung; Kunststoffe

Spezielle didaktische Fragen
Trennung nach Dichte
Kunststoffrecycling

Quellen

Eigenschaften

SOE-Vorschrift:

V1: Entzünde einen Streifen Polyethylen (Plastiktüte) mit dem Brenner. Halte den brennenden Streifen unter ein mit der Öffnung nach unten gehaltenes Becherglas. Gieße dann in das Becherglas einige mL Kalkwasser und schüttle um.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

V2: Untersuche verschiedene Kunstoffproben unter dem Abzug mit dem Brenner auf Brennbarkeit, Rußbildung und Schmelzverhalten.

V3: Gib eine Kunststoffprobe in ein Reagenzglas, verschließe dies mit einem angefeuchteten Wattebausch und erhitze die Probe, bis der entstehende Rauch den Wattebausch erreicht hat (Abzug). Lass abkühlen und drücke den Wattebausch auf ein Stück Indikatorpapier.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

V4; Beilstein-Probe, Nachweis für kovalent gebundenes Chlor: Glühe unter dem Abzug einen Kupferblechstreifen aus, bis keine Flammenfärbung mehr zu erkennen ist. Gib eine winzige Kunstoffprobe auf das Kupferblech und halte es wiederrum in die Flamme.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Sek 2, Seite 394, Versuch 1:

Erhitze, entzünde und verbrennen Sie vorsichtig kleine Textilstücke aus Wolle, Seide, Polyamid, Baumwolle und Polyester und stellen Sie die Gemeinsamkeiten und Unterschiede fest.

Beobachtung

V1: Die Plastiktüte brennt mit rußender Flamme. An den Wänden des Becherglases bildet sich ein feiner Niederschlag einer farblosen Flüssigkeit. Das Kalkwasser wird trüb.

V2:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

V3: Das PVC schmilzt zuerst fängt dann leicht an zu brennen. Es kommt zu einer starken Rauch-Entwicklung. Der Universalindikator zeigt eine Rot-Verfärbung bei Kontakt mit dem nassen Wattebausch an. Der pH-Wert ließ sich bei 1/2 einordnen.

V4: Das glänzende Kupferblech wurde beim Ausbrennen schwarz. Etwas PVC auf der Spitze ließ die Flamme grün aufleuchten. Das Plastik selbst ist geschmolzen und blubberte leicht auf. Anschließend glänzte die Kontaktfläche des Kupferblechs wieder kupferfarben.

Sek 2, Seite 394, Versuch 1:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Didaktische Auswertung

Inhaltlich gehören Kunststoffe generell in das Inhaltsfeld 9, Produkte der Chemie innerhalb der zweiten Progressionsstufe. Schwerpunkte sind hier unteranderem Makromoleküle, im möglichen Kontext der Kunststoffe, deren Struktur und Eigenschaften. Es wird die Synthese, also die Polymerisation von Monomeren zu Makromolekülen behandelt, ebenso wie die Esterbildung. Als Basiskonzept dient das Wissen um funktionelle Gruppen.

Den Nachweis von Kohlenstoffdioxid, den Aufbau von Alkenen und die Reduktion, bzw. die Oxidation von Kupfer haben die SuS bereits kennengelernt zu diesem Zeitpunkt.

Ebenso allgemein gilt, dass das Verbrennen von Kunststoffen nur unter dem Abzug erfolgen darf. Das schränkt die Ausführbarkeit als Schülerexperiment in den meisten Schulen stark ein, da oftmals nur ein Abzug pro Labor vorhanden ist. Hier muss der Lehrer kreativ sein. So kann er solche Experimente als Lehrer-Demonstration-Versuch selbst ausführen, oder einem Schüler diese Aufgabe übertragen der Klasse den Versuch vorzuführen. Mit kleineren Klassen wäre auch ein Stationenlernen denkbar, wobei eine Station das Experimentieren unter dem Abzug darstellt. Hier kann die Klasse in mehrere Kleingruppen aufgeteilt nacheinander die Erfahrung praktisch selbst machen, was einerseits stark die Motivation und das Interesse der SuS erhöht, und andererseits ihre Fertigkeiten im Umgang mit dem Brenner schult.^[1]

[...]

^[1] Kernlehrplan