Benutzer:BirgitLachner/Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz/Salz - ein alltäglicher Stoff und seine Eigenschaften/Trennverfahren zur Gewinnung von Kochsalz

In dem Film über die Saline in Fuerteventura hast du einige Begriffe kennengelernt, die man bei der Gewinnung von Salz aus Meerwasser verwendet.

Diese Begriffe sind sehr speziell und werden allgemein nicht in der Chemie verwendet.

Das nächste Ziel wird sein, dass du die allgemeinen Begriffe für Trennmethoden und was dahinter steckt, kennenlernst.

Später wirst du sie dann auch selber anwenden.

Trennmethoden kennenlernen

Es soll nun um spezielle Trennmethoden gehen, die im chemischen Labor sehr gebräuchlich sind. Allerdings wird das Prinzip dieser Trennmethode auch häufig im Alltag genutzt ... da kannst du dann später bei einem Quiz testen, ob du es richtig zuordnen und erkennnen kannst.

Bevor wir an die konkreten Trennmethoden gehen, musst du dir klar werden, was "hinter" einer Trennmethode steckt. Denn eine Trennmethode ist eine Idee, die darauf beruht, dass die Stoffe verschiedene Eigenschaften haben und die Trennmethode nutzt diesen Unterschied aus.

Wie war das in der Saline auf Fuerteventura? Die Trennung war möglich, weil die Sonne das Wasser hat verdunsten lassen und der Wind trägt dazu bei, dass die feuchte Luft weggeweht wird. Würde das Salz ebenfalls mit der Sonne "verschwinden", dann wäre die Trennung nicht möglich. Hier steckt als physikalische Eigenschaft die Siedetemperatur dahinter. Die ist von Wasser (bei 100°C) wesentlich niedriger als bei Kochsalz (bei 1461°C). Weil sich die Siedetemperaturen unterscheiden, kann ich mit Hilfe der Sonne so das Wasser vom Salz trennen.

BEGRIFF - Trennmethode

Eine Trennmethode (Trennverfahren) nutzt die unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften von miteinander vermischten Stoffen aus, um diese voneinander zu trennen.

Typische Anwendungen von Trennmethoden:

• Reinigung von Rohstoffen und Produkten sowie Abtrennung von Nebenprodukten
• Recycling von Lösemitteln und nicht umgesetzten Edukten
• Entfernung von Verunreinigungen aus Abwasser und -luft

Man unterscheidet Trennmethoden und gibt Ihnen spezielle Namen aufgrund eines bestimmten Verfahrens, bei dem meist eine bestimmte Stoffeigenschaften ausgenutzt wird.

In der Saline werden später ja noch die Kali- und Bittersalze abgetrennt. Hier ist der Grund, dass diese Salze immer noch im Wasser gelöst sind, während das Kochsalz ausfällt, weil zu wenig Wasser zum Lösen des Salzes vorhanden ist. Man könnte sagen, die Löslichkeit von Salz in Wasser ist schlechter als bei den anderen Salzen. Dahinter steckt allerdings auch die Tatsache, dass das Meerwasser wesentlich mehr Kochsalz als Kali- und Bittersalze enthält. Wenn man das Wasser total vertrocknen lassen würde, fallen auch anderen im Wasser gelösten Salze aus.

Weil hier jetzt einige Begriffe aufgetaucht sind, die vielleicht nicht allen geläufig sind, soll noch einmal alles zusammengefasst erklärt werden.

BEGRIFFE - Rund um Lösungen

• Lösung = Eine Art Gemisch, bei der ein Stoff mit einer Flüssigkeit so gemischt wird, dass man nicht sieht, dass es ein Gemisch ist.
• Löslichkeit = Sie gibt an, wieviel von einem Stoff in einer bestimmten Flüssigkeit löslich ist. Gibt man mehr des Stoffes dazu als löslich ist, gibt es (im Falle eines gelösten Feststoffes) einen Bodensatz
• Bodensatz = Gibt man zu viel von einem Feststoff in das Lösungsmittel, so ist nicht genug Wasser vorhanden, um die Stoffteilchen so zu verteilen und trennen zu können, dass man sie nicht mehr sieht. Die Teilchen des Stoffes bleiben zusammen und sind dann als fester Stoff zu sehen, meist fallen die Stoff-Partikel auf den Boden, da die Dichte größer als von der Flüssigkeit ist.  
• "etwas fällt aus" = Damit bezeichnet man den Vorgang, wo bei einer (klaren) Lösung eine Bodensatz entsteht. Meist passiert dies, weil das Lösungsmittel entfernt wird oder durch Zugabe eines Stoffes eine chemische Reaktion stattfindet, wobei schwer lösliche Verbindungen entstehen.

Im flachen Uferbereichen am Toten Meer fällt das Salz aufgrund der hohen Konzentration aus.

Nach dieser Vorbereitung sollst du dich nun über typische Trennmethoden der Chemie etwas umfangreicher informieren. Dabei sollst du speziell auch auf die Stoffeigenschaft achten, die für die Trennung ausgenutzt wird.

AUFGABE 1 - Über Trennverfahren informieren

Im Buch zu lesen: Suche in deinem Buch die Seiten zum Thema Trennverfahren.

Lies für dich die Seiten als Vorbereitung auf die nächsten Stunde durch. In der nächsten Stunde wird die Klasse in Gruppen eingeteilt, wobei jede Gruppe eine Trennmethode noch einmal getrennt zusammenfassen muss.

Mache dir für jedes der genannten Trennverfahren folgende Notizen:

• Welche Trennmethoden gibt es?
• Was kann man damit trennen?
• Wie werden sie durchgeführt (Geräte? Ablauf?)
• Warum funktionieren sie?

Die Trennmethoden sollen später im Heft (eine Seite - quer) in einer Tabelle festgehalten werden. Bereite schon einmal die Tabelle mit der Überschrift vor. Trage als ein erstes Beispiel die Chromatographie ein. Daran siehst du auch, wie die Einträge aussehen sollen.

Insgesamt werden da sechs Trennmethoden vorgestellt. Was genau eingetragen werden soll, wirst du mit einer Gruppe erarbeiten.

AUFGABE 2 - Trennmethoden festhalten (Gruppenarbeit)

Entsprechend der Einteilung in Gruppen soll zu der jeweils zugewiesenen Trennmethode die Tabelle ausgefüllt werden. Dazu erhaltet ihr eine Vorlage mit einer Tabelle, die ihr beschriftet, um sie dann abzugeben und den anderen vorstellen zu können.

Beschränkt euch für die Geräte bzw. den Aufbau auf eine einfache Skizze, die aber genau beschriftet sein soll, damit man weiß, welche Geräte verwendet werden müssen. Schaut euch dazu eventuell noch einmal das Arbeitsblatt zu den Geräten an!

⇒ Download Folie

AUFGABE 3 - Tabelle mit Trennmethoden vervollständigen

Da die Zeit im Unterricht vermutlich nicht ausgereicht hat, um die Tabelle mit der Übersicht zu den Trennmethoden zu vervollständigen, müsst ihr die Übersicht noch ergänzen.

⇒ Die "Folien" der andere Gruppen veröffentlicht!

Trennmethoden spielen nicht nur bei der Gewinnung von Salz eine Rolle. Es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete im Alltag, die sich einer Trennmethode "bedienen". Hier ein paar Beispiele:

AUFGABE 4 - Quiz: Welche Trennmethode wird hier genutzt?

In dem folgenden Begriff kannst du testen, ob du die Begriffe für die kennengelernten Verfahren kennst. Außerdem werden weitere Verfahren vorgestellt und du musst überlegen, welche Stoffeigenschaften hier verwendet wird

⇒ Quiz "Trennmethoden im Alltag"

Du arbeitest ja gerade auf das Ziel hinaus, Salz aus einen Salz-Sand-Gemisch zu gewinnen. Nachdem du die nun die Begriffe kennst und dazu ein paar Fragen beantwortest hast, solltest du bereit sein, dir zu überlegen, wie man bei der Trennung vorgehen muss.

AUFGABE 5 - Entwurf einer Gewinnung von Salz aus zerkleinertem Steinsalz

Entwerfe, ähnlich wie du es anhand der Salzgewinnung in der Saline auf Fuerteventura gemacht hast, ein Ablauf-Schema für die Gewinnung von Salz aus Steinsalz, also einem pulvrigen Gemisch aus Salz, Sand und anderen Verunreinigungen.

⇒ Download einer Vorlage (du kannst diese hier verwenden oder sie ins Heft von Hand eintragen!).

Okay, nun weißt du ... also zumindest theoretisch ... wie du vorgehen musst. Mit der praktischen Umsetzung der Trennmethoden hast du natürlich noch keine Erfahrung. Um dich auf das Experimentieren vorzubereiten, gibt es deshalb verschiedene Quizze und Übungen, mit denen du dann hoffentlich gut sicher weißt, was du machen musst.

AUFGABE 6 - Quiz: Wiederholung Aufbau und Bedienung Bunsenbrenner

Da hier einmal wieder der Bunsenbrenner zum Einsatz kommt, noch einmal eine Wiederholung der Begriffe und wie der Bunsenbrenner aufgebaut ist.

⇒ Quiz: Aufbau und Bedienung Bunsenbrenner

AUFGABE 7 - Quiz: Wiederholung Gerätenamen

Damit du auch die Namen der Geräte parat hast, noch einmal eine Übung du du schon einmal bearbeitet haben solltest. So kannst du dich mit deinen Mitschülern verständigen und kannst den Anweisungen deines Lehrers folgen.

⇒ Quiz: Wiederholung der Gerätenamen

Nun noch einmal konkreter zu den verwendeten Trennmethoden, welche Stoffeigenschaften bei der Trennung genutzt werden, welche Geräte man benötigt wie die Geräte zusammen genutzt werden.

AUFGABE 8 - Schritte zur Gewinnung von Kochsalz aus Steinsalz

In dem Quiz sollst du wiederholen, welches die Schritte bei der Salzgewinnung sind. Fülle dazu die Tabelle aus, indem du die passenden Kärtchen einsortierst.

⇒ Quiz: Schritte zur Gewinnung von Kochsalz aus Steinsalz

Theorie und Praxis zur Gewinnung von Kochsalz aus Steinsalz

Zu den schon besprochenen Arbeitsschritte gibt es hier noch einmal ein paar Tipps, auch mit einem Bild zur sinnvollen Nutzung der Geräte.

TABELLE MIT TIPPS ZU DEN SCHRITTEN

Nun bist du hoffentlich bereit für das Experiment! Dann also los!

EXPERIMENT - Gewinnung von Kochsalz aus Steinsalz

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Sicherheitsinformationen für Experimente
RECHTLICHE HINWEISE BEACHTEN!

Eine Schutzbrille muss verwendet werden.

Achtung, hier ist besondere Aufmerksamkeit notwendig!

Achtet bei der Durchführung auf die üblichen Sicherheitsmaßnahmen beim Umgang mit dem Bunsenbrenner. Fasst keine Gegenstände mit der Hand an, die gerade über Feuer erhitzt wurden.

Nutzt bitte während der ganzen Stunde eine Schutzbrille, denn auch ein Spritzer von heißem Wasser oder Salz vom Nachbartisch, kann die Augen schädigen.

Führt die Trennung entsprechend des Schemas durch, denkt an die Tipps und lasst eure Aufbauten zwischendurch vom Lehrer begutachten, dass sie auch sicher sind! Nutzt

Entsorgung: Alle schmutzigen Geräte und Gefäße sollten, nachdem sie erkaltet sind, grob mit Wasser gereinigt werden und beim Lehrer in die Waschschüssel abgegeben werden. Hilfsgeräte (Gasbrenner, Reagenzglasständer, ...) sollen wieder in die Schränke zurückgestellt werden.

Zusatzaufgabe: Wollt ihr testen, ob ihr "Trennprofis" seid? Wie gut ihr beim Trennen seid, könnt ihr zeigen, indem ihr vorher wiegt, wieviel Gemisch ihr verwendet und dann die Menge an gewonnenem reinen Salz bestimmt. Daraus ergibt sich die Ausbeute als prozentaler Massenanteil. Welche Gruppe schafft das beste Ergebnis?