Unterrichtsstunde: Oxidation von Metallen -Oxidationsbegriff- Wenn Kupfer mit Sauerstoff reagiert… (7. Klasse)

Abstract or Introduction

Diese Unterrichtsreihe schließt sich dem Themenkreis „Luft und Verbrennung“ an, wodurch die die Eigenschaften der wichtigsten Gase (Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Sauerstoff) bekannt sind. Aus der täglichen Erfahrung kennen die Schüler die Verbrennung als einen wichtigen Bestandteil und kennen die Oxidation bereits in Verbindung bei der Verbrennung mit den Nichtmetallen.

Der Schwerpunkt dieser Stunde liegt in der Erarbeitung der Oxidation von Kupfer am Beispiel des Erhitzens eines Kupferbriefes. Dabei sollen sie erkennen, dass in erster Linie Sauerstoff für die Oxidation der Metalle und nicht die Temperatur die chemische Reaktion bewirkt. Die Umsetzung dieser Problematik geschieht insofern, dass der Lehrer zunächst ein Kupferblech im Gasbrenner erhitzt. Die Schüler werden vor dem Problem gestellt, sodass sie nun herausfinden müssen, ob die Temperatur oder der Sauerstoff diese Reaktion verursacht. Das Falten des Kupferbleches soll von den Schülern insoweit im Unterrichtsgespräch erarbeitet werden, so dass den Schülern eindeutig ist, dass die Sauerstoffzufuhr verhindert werden soll. Im anschließenden Schülerversuch überprüfen sie ihre Untersuchungsmethode und stellen fest, dass lediglich die Außenseite des Kupferbriefes oxidiert ist. In der folgenden Zusammenfassung werden die nötigen Beobachtungen und Fachbegriffe von den Schülern vorgetragen und den Lehrer näher erläutert.

In der weiteren Reihe werden weitere Metalle vorgestellt, woran die Verallgemeinerung der Oxidation der Metalle erfolgt. Eisen als wichtigster Werkstoff des Menschen, zeigt in der Eisenverhüttung die wirtschaftliche und gesellschaftliche Funktion chemischer Industrie und Technologie. Aber auch andere Metall und Metalloxide finden eine individuelle Verwendung in Alltag, Umwelt und Technik, wodurch besondere Anwendungsgebiete z.B. Schneiden und Schleifen (Funkenflug), Feuerwerksartikeln und Wunderkerzen aufgezeigt werden. Die stille, bzw. langsame Oxidation weist den Schülern eine nicht unwichtige chemische Reaktion des Rostens und dadurch eine Veränderung der Eigenschaft der Metalle auf.

Am Ende dieser Reihe sollen die Schüler als eine Verwendung der Metalloxidation eine Wunderkerze herstellen, worauf die erarbeitende Kenntnisse auf der enaktiven, ikonischen und der symbolischen Ebene wiederholt und vertieft werden. Im Anschluss an dieser Reihe schließt sich die Gewinnung von Metallen und die Metallverarbeitung an.