Nikolas Koch und Melanie Zepp

Wie wird das Kunstblut doch noch rot?

https://www.friedrich-verlag.de/chemie/saeuren-basen/den-kurvenverlauf-einer-leitfaehigkeitstitration-vorhersagen-3297
© Nikolas Koch

Nikolas Koch und Melanie Zepp

Hinführung zum Prinzip von Le Chatelier mithilfe eines Leitfragenprotokolls

Chemieunterricht ist für Schülerinnen und Schüler in der Regel dann motivierend, wenn sie selbst handlungsleitend sind und das Unterrichtsgeschehen möglichst aktiv mitgestalten können. Eine Basis dafür bietet eine verfahrensorientierte (prozessorientierte) Unterrichtskonzeption, die das Ziel verfolgt, Schülerinnen und Schülern einen Einblick in den Prozess der Gewinnung neuer Erkenntnisse zu geben. Dabei stehen die experimentelle Methode als eine Form der wissenschaftlichen Herangehensweise sowie die Denk- und Arbeitsweisen, mit denen Chemikerinnen und Chemiker neue Erkenntnisse gewinnen, im Mittelpunkt („forschender Unterricht) [1]. Realisieren lässt sich ein solcher Unterricht vor allem durch das forschend-entwickelnde Unterrichtsverfahren nach Schmidkunz & Lindemann [2]. Hierbei durchlaufen Schülerinnen und Schüler fünf Denkstufen und erlangen so eine Problemlösestrategie, die sie im Unterricht anwenden können (s. Tab.1, linke Spalte). Optimal begleiten lässt sich dieser Prozess mithilfe des Einsatzes eines Protokolls, das den Lernprozess abbildet. Allerdings erfordert ein solcher Unterrichtsansatz eine alternative Form des Protokollierens, weg vom eher geschlossenen konventionellen Protokoll, hin zu einer offeneren Form. Das Leitfragenprotokoll nach Kraus und Stehlik [3] bietet diese Möglichkeit. Im Zentrum dieser Methode stehen die Grundzüge naturwissenschaftlichen Arbeitens, indem (Leit-)Fragen erarbeitet und dokumentiert werden, die sich anschließend mithilfe naturwissenschaftlicher Methoden beantworten lassen (s. Tab.1 , rechte Spalte). Darüber hinaus ermöglicht eine solche Protokollform die Dokumentation des gesamten Unterrichtsgangs, samt Irrwegen mit widerlegten Hypothesen und neu auftretenden Fragen. Das Leitfragenprotokoll kann damit als eine hybride Form zwischen einem klassischen Versuchsprotokoll und einem Gesprächsprotokoll verstanden werden, das Schülerinnen und Schüler tatsächlich in die Lage versetzt, mit und aus Protokollen zu lernen [3]. Im Folgenden wird eine forschend-entwickelnde Unterrichtsstunde zum chemischen Gleichgewicht vorgestellt, in der der Weg der Erkenntnisgewinnung durch ein Leitfragenprotokoll dokumentiert wird.
Das Eisen(III)-thiocyanat-Gleichgewicht
Viele chemische Reaktionen verlaufen reversibel und damit unvollständig. Die Stoffe A und B reagieren zu den Stoffen C und D. Ein Anteil der Stoffe C und D reagiert wieder zu den Stoffen A und B zurück. Nach einer (für das Reaktionssystem) bestimmten Zeit stellt sich ein Zustand ein, an dem die Geschwindigkeiten der Hin- und Rückreaktion gleich groß sind. Auf makroskopischer Ebene scheint die Reaktion zum Erliegen gekommen zu sein, da kein Stoffumsatz mehr erkennbar ist und die Konzentrationen aller Reaktionsteilnehmer konstant bleiben. Auf mi-kroskopischer Ebene laufen Hin- und Rückreaktion aber weiterhin ab. Es kommt zur Einstellung eines chemischen Gleichgewichtszustandes, der auch als dynamisches Gleichgewicht bezeichnet wird. Chemische Gleichgewichte reagieren auf äußere Einflüsse wie Konzentration, Temperatur oder Druck, indem sie die Lage des Gleichgewichts ändern. Die Richtung der Änderung der Gleichgewichtslage wird durch das Prinzip von Le Chatelier beschrieben.
Die Behandlung des Themenbereichs „Chemisches Gleichgewicht ist obligatorisch für die gymnasiale Oberstufe des Chemieunterrichts und somit in den Lehrplänen deutschlandweit verankert (u.a. [4], [5], [6]). Die Relevanz der Thematik für den Unterricht spiegelt sich nicht zuletzt durch die Verortung in einem eigenen Basiskonzept Chemisches Gleichgewicht wider (vgl. [4], [5]).
Die Verschiebung der Lage eines chemischen Gleichgewichts durch Konzentrationsänderung wird hier am Beispiel des Eisen(III)-thiocyanat-Gleichgewichts erarbeitet. Dieses Beispiel eignet sich besonders für den Unterricht, da sich der neue Gleichgewichtszustand...

Friedrich+ Chemie

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 180 / 2020

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Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (2-10 Std.) Schuljahr 11-13