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Flache Illustration: drei Bechergläser mit einem Eiswürfel, mit blauem Wasser und mit dampfendem Wasser, darüber kleine rosa und orange Kugeln als Teilchen.

Chemie · Niedersachsen · Sek I

Stoffe, Stoffeigenschaften und Teilchenmodell

Eine Einstiegsreihe in die Chemie für Klasse 5 bis 7. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden Körper und Stoffe, erstellen Steckbriefe aus Stoffeigenschaften, deuten Schmelz- und Siedetemperaturen und erklären Aggregatzustände und Diffusion mit dem Teilchenmodell. Zum Abschluss ordnen sie Gemische und planen Trennstrategien. Die Reihe trennt von Anfang an konsequent zwischen Stoffebene und Teilchenebene.

Klassen
5–7
Schulformen
Gymnasium, Oberschule
Umfang
6 Unterrichtsstunden
Fach
Chemie
Bundesland
Niedersachsen
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Lernziele

  • Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden Körper und Stoffe und beschreiben Stoffe anhand typischer Eigenschaften wie Löslichkeit, Brennbarkeit, Leitfähigkeit und Magnetismus.
  • Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Aggregatzustandsänderungen eines Stoffs anhand seiner Schmelz- und Siedetemperatur und werten eine Temperaturkurve aus.
  • Die Schülerinnen und Schüler beschreiben mit dem Teilchenmodell die Aggregatzustände und die Diffusion und unterscheiden dabei Stoff- und Teilchenebene.
  • Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden Reinstoffe und Gemische und ordnen Gemische nach ihrer Art.
  • Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Trennverfahren mithilfe von Stoffeigenschaften und entwickeln Strategien zur Trennung von Stoffgemischen.

Bezug zum Kerncurriculum

Kerncurriculum für das Gymnasium Schuljahrgänge 5–10 Naturwissenschaften (Niedersachsen, 2015), Teil Chemie

  • Inhaltsbereich: Stoff-Teilchen-Konzept
  • Kompetenzerwartung: unterscheiden Stoffe und Körper.
  • Kompetenzerwartung: unterscheiden Stoffe anhand ihrer mit den Sinnen erfahrbaren Eigenschaften und der Aggregatzustände.
  • Kompetenzerwartung: beschreiben die Aggregatzustandsänderungen eines Stoffs anhand seiner Schmelz- und Siedetemperatur.
  • Kompetenzerwartung: unterscheiden zwischen Reinstoffen und Gemischen.
  • Kompetenzerwartung: beschreiben die Trennverfahren Filtration, Sedimentation, Destillation und Chromatografie mithilfe ihrer Kenntnisse über Stoffeigenschaften.
  • Kompetenzerwartung: beschreiben anhand eines Teilchenmodells/Bausteinmodells den submikroskopischen Bau von Stoffen.
  • Kompetenzerwartung: beschreiben die Aggregatzustände auf Teilchenebene.
  • Kompetenzerwartung: beschreiben die Diffusion auf Stoff- und Teilchenebene.
  • Kompetenzerwartung: entwickeln Strategien zur Trennung von Stoffgemischen.
  • Kompetenzerwartung: unterscheiden zwischen Stoffebene und Teilchenebene.
  • Kompetenzerwartung: unterscheiden förderliche von hinderlichen Eigenschaften für die bestimmte Verwendung eines Stoffes.

Ablauf

  1. Abschnitt 1

    Stoffe und Stoffeigenschaften

    Körper und Stoffe, Eigenschaften mit Sinnen und Versuchen prüfen, Steckbrief, Sicherheitsregeln im Chemieraum.

    • Lektion

      Stoffe und Stoffeigenschaften: Körper, Stoff und Steckbrief

      Auf deinem Tisch liegen ein Löffel aus Edelstahl, ein Löffel aus Holz und ein Löffel aus Kunststoff. Alle drei haben dieselbe Form und denselben…

    • Aufgabe

      Steckbrief für einen Alltagsstoff

      Wähle einen Stoff aus deinem Alltag, zum Beispiel Aluminium, Zucker, Kerzenwachs oder Glas.

      1. Erstelle einen Steckbrief mit mindestens sechs Eigenschaften. Kennzeichne, welche du selbst geprüft und welche du nachgeschlagen hast.
      2. Nenne zwei Gegenstände aus diesem Stoff und erkläre, welche Eigenschaft für ihre Verwendung förderlich ist.

      Keine Geschmacksprobe, Geruch nur durch Zufächeln.

  2. Abschnitt 2

    Aggregatzustände, Schmelz- und Siedetemperatur

    Fest, flüssig, gasförmig, die sechs Übergänge, Schmelz- und Siedetemperatur als Stoffeigenschaft, Temperaturkurve beim Erhitzen von Eis.

    • Lektion

      Aggregatzustände: Schmelztemperatur und Siedetemperatur

      Nach einem Regenschauer ist der Schulhof voller Pfützen. Am Nachmittag sind sie weg, obwohl niemand gewischt hat. Im Winter wird dieselbe Pfütze zu…

    • Fachsprache

      Sag Schmelztemperatur und Siedetemperatur statt Schmelzpunkt und Siedepunkt. Gemeint ist dasselbe, aber die Temperatur ist das, was du misst.

  3. Abschnitt 3

    Teilchenmodell und Diffusion

    Aussagen des Teilchenmodells, Aggregatzustände auf Teilchenebene, Stoff- und Teilchenebene, Diffusion und Temperatur, Grenzen des Modells.

  4. Abschnitt 4

    Reinstoffe und Gemische

    Reinstoff und Gemisch, homogene und heterogene Gemische, Lösung, Legierung, Gemenge, Suspension, Emulsion, Rauch, Nebel, Schaum.

  5. Abschnitt 5

    Stoffgemische trennen und Selbsttest

    Sedimentieren, Filtrieren, Eindampfen, Destillieren, Chromatografie, Magnettrennung, Trennstrategie, Selbsttest zur Reihe.

    • Lektion

      Trennverfahren: Stoffgemische trennen

      An der Küste Frankreichs und Portugals leitet man Meerwasser in flache Becken. Sonne und Wind lassen das Wasser verdunsten, zurück bleibt Meersalz…

    • Aufgabe

      Trennstrategie für ein Gemenge

      Deine Gruppe erhält ein Gemenge aus Sand, Kochsalz und Eisenspänen.

      1. Plane die Trennung in Schritten und begründe jeden Schritt mit einer Stoffeigenschaft.
      2. Führe die Trennung nach Freigabe durch die Lehrkraft durch. Schutzbrille beim Eindampfen.
      3. Fotografiere die drei getrennten Stoffe und lade das Foto mit deinem Protokoll hoch.

Hinweise für Lehrkräfte

Einordnung in das Kerncurriculum

Das Kerncurriculum Naturwissenschaften für das Gymnasium (2015) legt Stoffe und Stoffeigenschaften, Aggregatzustände, Reinstoffe und Gemische, Trennverfahren und das Teilchenmodell in den Doppeljahrgang 5/6 (Stoff-Teilchen-Konzept und Struktur-Eigenschafts-Konzept). Schmelz- und Siedetemperatur als Unterscheidungsmerkmal wird in 7/8 vertieft. Im Oberschul-Kerncurriculum (2013) stehen dieselben Inhalte ebenfalls in 5/6 (Stoff-Teilchen-Beziehungen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen). Wo Chemie erst in Jahrgang 7 beginnt, passt die Reihe als Einstieg.

Zeitplan (6 Stunden)

StundeAbschnitt
1Körper und Stoffe, Steckbrief, Sicherheitsregeln
2Aggregatzustände, Schmelz- und Siedetemperatur, Temperaturkurve Eis
3Teilchenmodell und Diffusion
4Reinstoffe und Gemische
5–6Trennverfahren, Trennstrategie Sand, Salz und Eisen, Selbsttest

Sicherheit (RiSU, Gefährdungsbeurteilung)

  • Alle Versuche kommen mit ungefährlichen Haushaltsstoffen aus: Wasser, Kochsalz, Zucker, Sand, Eisenspäne, Lebensmittelfarbe, Filzstift, Speiseöl. Keine Geschmacksprobe, auch nicht bei Lebensmitteln, weil Laborgeräte verunreinigt sein können.
  • Beim Erhitzen Schutzbrille, Heizplatte statt Gasbrenner, wo möglich, Siedesteinchen. Abdampfschalen gegen Ende nur schwach erhitzen, Salz spritzt.
  • Die Brennbarkeitsprobe nur mit kleinen Proben auf einem Verbrennungslöffel über einer feuerfesten Unterlage.
  • Destillation von Salzwasser als Gruppen- oder Demonstrationsversuch. Rotwein (Übung 7 der letzten Lektion) nur als Gedankenaufgabe oder Lehrerversuch, wegen des brennbaren Destillats.
  • Ethanol (GHS02, GHS07) nur als Tabellenwert verwenden, nicht als Schülerversuch.

Typische Fehlvorstellungen

  • Teilchen haben die Eigenschaften des Stoffs (Teilchen im Eis sind kalt und hart, Kupferteilchen sind rot). Fordern Sie bei jeder Erklärung die Trennung von Stoff- und Teilchenebene ein.
  • Zwischen den Teilchen ist Luft. Im Modell ist dort nichts.
  • Beim Erwärmen werden die Teilchen größer. Abstand und Bewegung ändern sich, nicht die Teilchen.
  • Der weiße Dampf ist Wasserdampf. Er besteht aus kondensierten Tröpfchen.
  • Homogen heißt rein. Luft und Salzwasser sind homogene Gemische.
  • Salz verschwindet beim Lösen. Eindampfen zeigt, dass es erhalten bleibt.

Differenzierung

  • Grundlegend: Steckbriefe mit vorgegebenen Eigenschaften, Teilchenbilder zuordnen statt zeichnen, Trennstrategie mit Bildkarten legen.
  • Erweitert: Volumenkontraktion Wasser und Ethanol erklären, Schmelzbereich von Legierungen deuten, eigene Trennaufgabe für die Nachbargruppe entwerfen.
  • Sprachbildung: Satzbausteine für Stoff- und Teilchenebene („Ich beobachte, dass …“ und „Auf der Teilchenebene bedeutet das …“).

Prozessbezogene Kompetenzen

Erkenntnisgewinnung: sachgerecht nach Anleitung experimentieren, Sicherheitsaspekte beachten, Trennstrategien entwickeln, Nutzen und Grenzen des Teilchenmodells. Kommunikation: einfache Versuchsprotokolle, Vorgänge auf Teilchenebene mit Fachsprache beschreiben. Bewertung: förderliche und hinderliche Eigenschaften für eine Verwendung unterscheiden, Gemische im Alltag erkennen.

Häufige Fragen

In welcher Klasse wird das Teilchenmodell in Niedersachsen unterrichtet?

Am Gymnasium und an der Oberschule im Doppeljahrgang 5/6 im Fach Naturwissenschaften bzw. Chemie. Beginnt Chemie an Ihrer Schule erst in Jahrgang 7, eignet sich die Reihe dort als Einstieg.

Brauche ich Gefahrstoffe für die Versuche?

Nein. Alle Schülerversuche kommen mit Wasser, Salz, Zucker, Sand, Eisenspänen, Lebensmittelfarbe und Filzstiften aus. Geheizt wird mit der Heizplatte, Schutzbrille ist beim Erhitzen Pflicht.

Wie viele Stunden plane ich ein?

Sechs Unterrichtsstunden. Ohne die Trennstrategie als Gruppenversuch reichen fünf.

Warum so viel Wert auf Stoff- und Teilchenebene?

Die Vermischung beider Ebenen ist die häufigste Fehlvorstellung im Anfangsunterricht und belastet später Atommodell und Reaktionen. Das Kerncurriculum fordert die Unterscheidung ausdrücklich.

Quellen

Bildnachweise

  • Titelbild: KI-generiert
  • Drei Kästen nebeneinander. Links fest: Kugeln dicht und regelmäßig in Reihen gepackt. Mitte flüssig: Kugeln dicht, aber ungeordnet. Rechts gasförmig: wenige Kugeln weit verteilt, Pfeile zeigen schnelle Bewegung.: Eigene Darstellung

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