Lerneinheit · Klasse 7/8 · Chemie
Wird es beim Verbrennen leichter?
„Asche wiegt weniger als das Holz — ist beim Verbrennen etwas verschwunden?"
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- Thema im Lehrplan
- Kennzeichen chemischer Reaktionen und das Gesetz von der Erhaltung der Masse: Verbrennung als Reaktion mit Sauerstoff, offenes und geschlossenes System, Teilchenmodell, Aufstellen und Deuten einfacher Reaktionsgleichungen.
- Fach
- Chemie
- Klassenstufe
- Klasse 7/8
- Dauer
- ca. 60 min (2 Schulstunden) · 8 Missionen und 6 Übertragsaufgaben
Ablauf
- Die Waage — Holz wird leichter, Stahlwolle schwerer: Wieg nach, was beim Verbrennen wirklich passiert — offen und im geschlossenen Kolben. 4 Missionen: Holz auf der Waage · Stahlwolle auf der Waage · Der geschlossene Kolben · Den Kolben öffnen
- Die Teilchen zählen — Zähl die Atome vor und nach der Reaktion — und rechne nach, warum 12 g Kohle zu 44 g Gas werden. 4 Missionen: Atome zählen · Was wiegt das Gas? · Warum die Asche so leicht ist · Wenn einer ausgeht
- Übertrag — 6 Aufgaben zu einer neuen Situation, ohne Simulation. Die eigenen Messreihen stehen daneben.
Der Denkfehler, an dem die Einheit ansetzt
„Beim Verbrennen verschwindet Stoff" — die Asche ist ja leichter als das Holz. Dahinter steckt oft ein zweiter Denkfehler: „Gase wiegen nichts." Mission 2 des ersten Labors stellt die Regel auf den Kopf, weil Stahlwolle beim Verbrennen schwerer wird.
Das sollen die Lernenden am Ende sagen können
Beim Verbrennen verschwindet nichts — Masse wandert nur. Offen gewogen hängt das Ergebnis davon ab, was entsteht: Holz wird leichter, weil fast alles als Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf aufsteigt und nicht mehr auf der Waage liegt; Stahlwolle wird schwerer, weil sie Sauerstoff aus der Luft bindet, der dann mitgewogen wird. Im geschlossenen Kolben zeigt die Waage vorher und nachher genau dasselbe — das ist das Gesetz von der Erhaltung der Masse. Der Grund steckt in den Teilchen: Bei einer Reaktion werden Atome neu verbunden, nicht erzeugt oder vernichtet. Deshalb ergeben 12 g Kohlenstoff und 32 g Sauerstoff genau 44 g Kohlenstoffdioxid, und deshalb ist auch klar, dass Gase etwas wiegen. Und wenn ein Stoff ausgeht, hört die Reaktion auf, egal wie viel vom anderen noch da ist.
Tipp für den Unterricht
Die Reihenfolge trägt die Einheit: Erst behält der Alltag recht (Holz wird leichter), dann widerspricht die Stahlwolle, und erst der geschlossene Kolben entscheidet. Verbrennungen gehören in den Fachraum unter Aufsicht — das Labor bereitet sie vor, es ersetzt sie nicht. Zu den Zahlen: Holz hinterlässt 1 bis 2 % Asche; Stahlwolle wird in der Vorführung etwa 30 % schwerer (vollständig zu Eisenoxid wären es 43 %). Im Kolben liegen bewusst nur 0,5 g Stahlwolle, denn ein Liter Luft enthält nur rund 0,3 g Sauerstoff. Anschluss nach vorn: „Woraus ein Stoff besteht" (Kl. 9/10) erklärt dieselben Teilchen mit Elektronen.
So arbeiten die Lernenden
Vor jedem Versuch legen sie sich fest, was herauskommt — der Versuchsaufbau bleibt gesperrt, bis sie das getan haben. Dann zeigt der Versuch, ob die Vorhersage stimmte, und jedes Ergebnis landet in einer Messreihe. Die Regel wird nicht vorgesagt, sie ergibt sich aus den eigenen Messwerten. Sterne bewerten die Vorhersage, nicht den Fleiß.
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Beim Drucken kommt auf der zweiten Seite der Übertrag als Arbeitsblatt — für Klassen, die an der Tafel arbeiten. Die Lösungen stehen in der Handreichung.
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Übertrag: Wird es beim Verbrennen leichter?
Name: ______________________________ Klasse: __________ Datum: __________
Jetzt ohne Waage und ohne Teilchen-Tisch — nur mit dem, was deine beiden Messreihen zeigen. Schreibe deine Antwort auf und begründe sie mit dem, was du gemessen hast.
- 50 g Holz verbrennen vollständig, übrig bleibt 1 g Asche. Wie viel davon ist als Gas aufgestiegen? (in Gramm)
- 20 g Stahlwolle werden beim Glühen um 30 % schwerer. Was zeigt die Waage danach? (in Gramm)
-
Eine brennende Kerze steht unter einem dicht verschlossenen Glas auf einer Waage. Was zeigt die Waage, nachdem die Kerze ausgegangen ist?
- a) Genau so viel wie vorher
- b) Weniger als vorher — Wachs ist verbrannt
- c) Mehr als vorher — es ist Ruß entstanden
- 24 g Kohlenstoff verbrennen vollständig und binden dabei 64 g Sauerstoff. Wie viel Kohlenstoffdioxid entsteht? (in Gramm)
-
Warum wiegt die Asche so viel weniger als das Holz, obwohl nichts verschwindet?
- a) Weil beim Verbrennen Atome zerstört werden
- b) Weil fast alles als Gas aufgestiegen ist und nicht mehr auf der Waage liegt
- c) Weil Asche ein besonders leichter Stoff ist
- Wasserstoff und Sauerstoff reagieren immer im Verhältnis 2 zu 1. Im Kolben sind 6 Wasserstoff-Moleküle und 6 Sauerstoff-Moleküle. Wie viele Wasser-Moleküle entstehen?