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Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 24.02.15


34 Aufbau einer virtuellen Destillationsapparatur


Vor der Durchführung der Übung sollten die Schüler eine umfassende theoretische Einführung in Aufbau und Funktionsweise einer Destillationsapparatur erhalten haben. Für das Verständnis sind Kenntnisse über das Verhalten von Gasen und Flüssigkeiten bei Temperaturänderungen erforderlich. Die Einführung beinhaltet auch allgemeine Grundsätze, die beim Aufbau von chemischen Apparaturen beachtet werden müssen. Dazu gehört zum Beispiel, dass der Fuß eines Stativs immer in die Richtung der Belastung zeigen muss. All-gemeine Regeln können, je nach Wichtigkeit, im Rahmen von Schülerübungen oder verbalen Instruktionen vermittelt werden. Auch der schon mehrfach erwähnte Chemiker-Experimentierpass bietet sich hierfür an (siehe auch Ausführungen unter 3). Des Weiteren sind die Lernenden darauf hinzuweisen, dass es sich bei den Abbildungen um Schnitt-Darstellung der Glasgeräte handelt. Um darauf basierenden Verständnisproblemen vorzubeugen, empfiehlt es sich, den Schülern im Rahmen der Einführung auch die originalen Geräte vorab zu präsentieren und zu erklären bzw. den Aufbau vorzuführen. Eine Vorführung gewährleistet auch, dass die Lernenden bestimmte einzuhaltende Reihenfolgen nachvollziehen können.

Im Rahmen dieser Übung haben die Schüler die Aufgabe, ihre Kenntnisse aus der theoretischen Einführung anzuwenden, um eine virtuelle Destillationsapparatur aufzubauen. Dabei sollen die Lernenden den Aufbau und die Funktionsweise einer Destillationsapparatur beschreiben und begründen können. Ein weiteres Lernziel ist die Umsetzung einer theoretischen Anleitung in die Praxis.

Die Übung eignet sich zur Nachbereitung einer theoretischen Einführung und kann hierbei das Verständnis der Vorgänge bei einer Destillation vertiefen. Zudem kann der Methodenbaustein als Vorbereitung auf ein Schülerexperiment dienen. Damit verbindet sich die Absicht, den Schülern Sicherheit im Umgang mit chemischen Versuchsgeräten zu geben. 

Mit Hilfe seines Vorwissens zu Aufbau und Funktion einer Destillationsapparatur, soll ein Schüler die Abbildungen der verschiedenen Geräte an der interaktiven Tafel ihrem Platz zuordnen. Bei Bedarf kann er Unterstützung von seinen Mitschülern einfordern.


Abb. 1:
Geräte zum Aufbau der virtuellen Destillationsapparatur

Die Übung ist dabei so konzipiert, dass die Schüler eine sinnvolle Reihenfolge einhalten müssen. Zuerst ist das erste Stativ an den richtigen Ort zu bringen. Da der Fuß eines Stativs immer in Richtung der Gewichtsbelastung zeigen muss, wird der Brenner mit Vierfuß und Ceranplatte auf den Fuß des Stativs gestellt, kann also erst dann seinem korrekten Ort zugewiesen werden, wenn das Stativ schon an seinem Platz ist. Erst wenn der Brenner mit Vierfuß und Ceranplatte richtig steht, kann das Heizbad positioniert werden. Die Stativklemme für den Destillationskolben kann dagegen angebracht werden, sobald das Stativ steht. Diese Stativklemme ist allerdings Voraussetzung für die Positionierung des Destillationskolbens selbst. Sobald sich der Destillationskolben am richtigen Ort befindet, kann der Destillieraufsatz angebracht werden. Nun können wahlweise Thermometer oder Kühler mit dem Destillieraufsatz verbunden werden. Der Liebigkühler lässt sich wiederum erst positionieren, wenn die Stativklemme an ihrem Platz ist. Wenn der Kühler am Stativ befestigt ist, können auch der Vorstoß und die Vorlage an den richtigen Ort gebracht werden. Zuletzt sind die Schläuche für den Zu- und Abfluss des Kühlwassers anzubringen. Wenn alle Geräte korrekt zugeordnet wurden, erscheint eine Schaltfläche „Brenner an“, mit Hilfe derer der Brenner „entzündet“ werden kann.

 
Abb. 2:
Destillationsapparatur

Mittels der zum Teil erzwungenen Reihenfolge soll verhindert werden, dass der Ort der jeweiligen Geräte nur durch Versuch und Irrtum gefunden wird. Falsch oder zu früh platzierte Geräte springen an ihren ursprünglichen Platz zurück.

Ohne eine interaktive Tafel könnte man auch diese Übung nur mit Hilfe von Applikationen bewerkstelligen. Dabei fehlt aber die direkte Rückmeldung, die durch den Einsatz der Übung an der interaktiven Tafel möglich wird.


Download:
Aufbau einer virtuellen Destillationsapparatur
Lehrerhandreichung (Powerpoint-Datei)


Didaktik der Chemie

E-Mail: Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de

Universität Bayreuth