Warum mischen sich Wasser und Heptan nicht dauerhaft?

Die Idee dahinter

Heptan und Wasser - Mischen im Modellversuch

Anknüpfend an das fiktive Tankerunglück wird auf Teilchenebene geklärt, warum sich Heptan und Wasser nicht dauerhaft mischen.

Die Begriffe Phase und Phasengrenze werden eingeführt und das methodische Vorgehen (Realversuch, Video, Fotos, Teilchenebene erläuternd zusammenbringen) eingeübt.

Den Versuch sollten die SuS selbst durchführen, um genau beobachten zu können. Das Wasser/Heptan Gemisch kann man verschlossen zur nächsten Stunde aufbewahren.

Filme und Folien

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)

 

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 Folie geben und reversivel beschriften.

Die erstellten Szenarien kann man für die Besprechung fotografieren.

Das Word und pdf Dokument ist eine Art Bastelbogen für alle Versuche und Szenarien zur Löslichkeit.

 

Schlagworte

polar, unpolar, Wasser, Heptan, Phase, Phasengrenze, 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