Metalle in Metallsalzlösungen
Die Animation untersucht Reaktionen von Magnesium, Zink, Eisen, Kupfer und Silber mit den zugehörigen Metallsalzlösungen. Die Lernenden wählen ein Metall und eine Salzlösung aus und verfolgen den Versuch in vier Phasen vom Versuchsaufbau bis zur Auswertung. Dabei kann zwischen Stoffebene und Teilchenebene gewechselt werden. Auf der Stoffebene werden Veränderungen an Metalloberfläche und Lösung sichtbar; auf der Teilchenebene werden Metallatome, Metall-Ionen und Elektronenübertragungen dargestellt. Ergänzend können Beobachtung, Erklärung sowie Oxidations-, Reduktions- und Gesamtgleichungen eingeblendet werden.
Ein eigener Übungsbereich umfasst sechs unterschiedliche Aufgabenformate. Die Lernenden entscheiden unter anderem, ob eine Metallverdrängung stattfindet, wählen passende Beobachtungen aus, ordnen Oxidation und Reduktion zu, bringen die Metalle in eine vereinfachte Redoxreihe, bewerten Aussagen und wählen die passende Ionengleichung. Nach jeder Aufgabe erhalten sie eine fachliche Rückmeldung.
- Inhaltsart
- Simulation
- Lernniveau
- Sekundarstufe II
- Bearbeitungszeit
- ca. 25 Minuten
Lernziele
- Die Lernenden prognostizieren anhand der Stellung zweier Metalle, ob eine Metallverdrängung stattfindet.
- Die Lernenden beschreiben Veränderungen an Metalloberfläche und Lösung bei einer Redoxreaktion.
- Die Lernenden unterscheiden Oxidation und Reduktion anhand der Abgabe und Aufnahme von Elektronen.
- Die Lernenden übertragen Beobachtungen von der Stoffebene auf die dargestellten Vorgänge auf der Teilchenebene.
- Die Lernenden ordnen Magnesium, Zink, Eisen, Kupfer und Silber in die in der Animation verwendete vereinfachte Redoxreihe ein.
Interaktiver Inhalt
Bedienhinweise
Wähle zunächst ein Metall und eine Metallsalzlösung und starte anschließend den Versuch. Verfolge die vier Versuchsphasen automatisch mit „Abspielen“ oder nutze „Zurück“, „Weiter“ und den Regler für den Versuchsverlauf. Das Tempo kann angepasst werden. Wechsle zwischen Stoff- und Teilchenebene und achte besonders darauf, ob sich die Metalloberfläche verändert und ob sich die Farbe der Lösung ändert. Nach Abschluss kannst du die Beobachtung einblenden und mit „Warum passiert das?“ sowie „Reaktionsgleichungen“ auswerten. Im Bereich „Aussagen üben“ bearbeitest du sechs Aufgaben mit unterschiedlichen Aufgabenformaten und erhältst nach jeder Antwort eine Rückmeldung.
Didaktische Hinweise
Voraussetzungen
- Grundvorstellung von Atomen und Ionen.
- Grundkenntnisse zu Metallen und Metallsalzen.
- Eine erste Vorstellung von Elektronen ist hilfreich.
Typische Fehler
- Eine sichtbare Metallabscheidung wird mit dem ursprünglichen Metall des Streifens verwechselt.
- Oxidation und Reduktion werden vertauscht.
- Eine ausbleibende sichtbare Reaktion wird als technische Fehlfunktion der Animation interpretiert.
- Die Farbe einer Lösung wird allein zur Entscheidung über das Stattfinden einer Redoxreaktion herangezogen.
- Die Zuschauerionen werden fälschlich als Teil der dargestellten Elektronenübertragung aufgefasst.
Für den Unterricht
Als Einstieg kann zunächst die Kombination Zink mit Kupfer(II)-sulfat verwendet und vor dem Start eine begründete Vorhersage eingefordert werden. Während des Experiments sollten die Lernenden getrennt notieren, was sie am Metall und in der Lösung beobachten. Anschließend kann zur Teilchenebene gewechselt werden, um die Beobachtungen mit Elektronenabgabe und Elektronenaufnahme zu erklären. Für die Sicherung eignen sich Oxidations-, Reduktions- und Gesamtgleichung sowie die in der Animation verwendete Redoxreihe Mg → Zn → Fe → Cu → Ag. In Partnerarbeit können unterschiedliche Metall-Salzlösungs-Kombinationen untersucht und anschließend verglichen werden. Zur Differenzierung können Lernende zunächst deutlich unterschiedliche Metallpaare untersuchen; leistungsstärkere Lernende können systematisch reaktive und nicht reaktive Kombinationen vergleichen und ihre Prognosen mit den Reaktionsgleichungen begründen. Der integrierte Übungsbereich eignet sich zur individuellen Sicherung oder als Abschluss einer Lernphase.
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