Das Chemie-Projekt der 7. Klasse

Von der Wandlungskraft des Feuers

In dem Film werden die in dem Lehrbuch der phänomenologischen Chemie Band 1 (Chemieprojekte der 7., 8. und 9. Klasse, Stuttgart 2014, 2. Auflage, ISBN 978-3-940606-80-8) beschriebenen Versuche mit allen Erläuterungen gezeigt.

Aus der Einleitung von Dr. Ulrich. Wunderlin:
Viele chemische Prozesse haben die Menschen im Laufe ihrer Geschichte beherrschen und anwenden gelernt, von allem Anfang an ist die Chemie ganz auf die lebenspraktische Handhabung der Prozesse ausgerichtet gewesen. Typische Anwendungsgebiete sind zunächst einerseits die Zubereitung der Nahrungsmittel, deren Haltbarmachung und stoffliche Verfeinerung und andererseits die Gewinnung und Verarbeitung der Metalle und anderer wichtiger Werkstoffe wie Glas usw. gewesen.

Da der erste chemische Prozess, den der Mensch in seiner Geschichte angewendet und beherrscht hat, die Verbrennung gewesen ist, wollen wir auch diesen wesentlichen Grundvorgang an den Ausgangspunkt der Projekte stellen. Mit der Beherrschung des Feuers beginnt die Chemie als handhabbares Wissen und später als Wissenschaft der Stoffverwandlung, somit ist die Chemie auch die älteste Wissenschaft. Wir werden in diesem ersten Chemie-Projekt verfolgen, was das Feuer dem Menschen an Stoffen und Möglichkeiten liefert, die eine grundlegende Bedeutung in der Chemie haben. Das Feuer besitzt eine Wandlungskraft, es schafft vielfältige Möglichkeiten zur Umwandlung von Stoffen und zu deren Neubildung. Was aber durch das Feuer vor allem erschlossen wird, das ist die Welt der sog. anorganischen Verbindungen, wir können auch sagen, es ist die Welt des Mineralischen, des nicht Belebten. Eine Übersicht zu gewinnen über diese Welt der vielfältigsten Substanzen, das ist ein wesentliches Grundziel dieses Projekts. Das Feuer als Ausgangspunkt gibt uns aber in dreifacher Weise einen wichtigen Schlüssel, um uns stufenweise diese Welt des Mineralischen zu erschließen.

Gehen wir von der Verbrennung aus, so haben wir da ein wichtiges Grundbeispiel für einen Prozess, der aufgrund der stofflichen Eigenschaften ohne weiteres Zutun abläuft. Allerdings vollziehen sich die Verbrennungen nicht spontan und von alleine, da die verbrennbaren Stoffe und Substanzen eine sog. Reaktionshemmung haben. Wir müssen erst die Grundvoraussetzung schaffen, d.h. das verbrennbare Holz aufschichten und die Verbrennung durch Entzünden, d.h. durch Hitze in Gang setzen, dann vollzieht sich der Vorgang mit einer gewissen Folgerichtigkeit.

Die Versuche sind in drei Hauptkapitel geteilt:

1. Teil: Die chemischen Produkte des Verbrennens:

Im Anfangsunterricht der 7. Klasse wird die Chemie anhand des Feuers von ihrer prozessualen Seite aus eingeführt. Damit wird einem historisch-genetischen Ansatz gefolgt. Am Beispiel eines offenen Holzfeuers werden, ausgehend von den Produkten Asche sowie Abgase und Rauch, die Begriffe Lauge und Säure zugänglich gemacht und von dort aus die Neutralisation entwickelt, die zu den Salzen führt. Des Weiteren werden Schwefel und Kalk verbrannt und die entstehenden Produkte untersucht. Zur Sichtbarmachung all dieser Reaktionen kommt Rotkohlsaft als natürlicher Indikator zum Einsatz.

2. Teil: Hitze als chemisches Werkzeug – Der Weg zu den Metallen und Nichtmetallen:

Der zweite Teil der Unterrichtseinheit wendet sich den technisch-praktischen Seiten der Nutzung des Feuers zu. Der Schwerpunkt liegt nun, im Unterschied zum ersten Teil, auf  der Nutzung der Hitze unter Ausschluss der Sauerstoffzufuhr. Vom Verschwelen aus wird die Köhlerei thematisiert. Die dabei gewonnene Kohle wird zur Reduktion metallischer Oxide eingesetzt, was zu einzelnen elementaren Metallen führt. Im Anschluss kommen diese zum Einsatz, um die Nichtmetalle Wasserstoff und Phosphor herzustellen. Damit ist ein erster Eindruck der beiden Elementgruppen erreicht, die hinter der Laugen- und Säurenbildung stehen.

3. Teil: Die Rückführung der chemischen Produkte in die Natur:

Am Beispiel des Kalks wird ein Kreislauf entwickelt: von seiner Zerstörung durch Feuer und Erzeugung neuer Produkte zur Wiederherstellung des Ausgangsstoffes aus Kalklauge und Kohlensäure. Um von diesem Laborversuch aus einen die Unterrichtseinheit abschließenden Ausblick auf geologische Prozesse werfen zu können, die mit dem Kalk zusammenhängen, und unter Hinzunahme silikatischer Verbindungen einen Bezug zur Bodenkunde herzustellen, werden schließlich noch zwei Versuche zur Herstellung eines Glastropfens und von Kieselgel vorgestellt.

Wunderlin Chemie Kl. 7 - Von der Wandlungskraft des Feuers

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Wunderlin chemitry class 7 - The transformative power of fire - with english subtitles

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