VOM LERNFELD ZUR LERNSITUATION HÖHERE BERUFSFACHSCHULE CHEMIETECHNIK SCHWERPUNKT UMWELTANALYTIK

ARBEITSBLATT ZUM LERNFELD 5 – ENDODONTISCHE BEHANDLUNG BEGLEITEN
POLITIK NAME DATUM LERNFELD VERANTWORTUNGSVOLL WIRTSCHAFTEN THEMA SOZIALE MARKTWIRTSCHAFT
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Pädagogischer Tag der Berufsfachschulen BTA / CTA

Vom Lernfeld zur Lernsituation

Höhere Berufsfachschule Chemietechnik, Schwerpunkt: Umweltanalytik

Lernfeld 5: Stoffe nasschemisch in der Praxis quantitativ analysieren

200 Stunden (bei 10 Wochenstunden in 20 Schulwochen)

Pkt 3. (M. Höck): Ziele

Die Schüler und Schülerinnen wenden verschiedene nasschemische Verfahren zur quantitativen Analyse an und erklären die chemischen Zusammenhänge.
Die Schüler und Schülerinnen untersuchen Realproben, bereiten sie für die Analyse vor, wählen geeignete Untersuchungsmethoden aus und beachten die Maßnahmen zur Qualitätssicherung.
Die Schüler und Schülerinnen werten Messreihen mit Hilfe statistischer Verfahren aus.

Pkt. 4 (M. Höck): Inhalte und Begriffe (vgl. „Inhalte zur Förderung der Fachkompetenz“ im Lehrplan)

Gleichgewicht, MWG, Löslichkeitsprodukt
Gravimetrie
Fällungsreaktionen
Säure/Base-Theorie
pH-Wert, K_S, K_B-Werte, Puffer
Titrationskurven (S/B- Titration, Potentiometrische Titration)
Redoxvorgänge (Oxidationszahlen)
Redoxtitration
Komplexchemie (Zentralatom, Ligand, Zähnigkeit, Koordinationszahl)
Komplextitration
Computergestützte Messwerterfassung
Fehlerbetrachtung
Qualitätssicherung, GLP

Handlungen

Durchführung verschiedener Verfahren wie Gravimetrie und Maßanalyse und Kennenlernen von Geräten um die Verfahren durchzuführen.

Messwerterfassung und Verarbeitung mit dem Computer.

Grundlage

Skript 3 „Praktikum der analytischen Chemie, Quantitative Analyse“, EKS, Kassel 2006

Pkt. 5-10 (M. Höck): Die Lernsituationen können nacheinander bearbeitet werden. Es wird zunächst eine Ausgangsfrage aufgeworfen und zur Lösung des Problems vertiefend auf weitere Versuche und theoretische Hintergründe eingegangen.

Lernsituation 1: Wasser und Boden untersuchen

Zeitrahmen	Konkretisierung der Lernsituation	Methodisches Vorgehen	U-material
3 Wochen 30 Stunden	Cl^- und SO₄^2- -Ionen in Wasser- und Bodenproben quantitativ untersuchen	Problem vorgeben, bzw. aus der qualitativen Analyse ableiten.
	a) Trockensubstanz von Boden (als Anfangsversuch) gravimetrisch bestimmen, Cl^- -Gehalt in Wasser- und Bodenproben (z.B. Werrawasser) gravimetrische bestimmen, SO₄^2- -Gehalt in Wasser- und Bodenproben gravimetrisch bestimmen	Durch Infomaterial (siehe Skript) die Methodik der Gravimetrie darstellen.	Grundlagen der Gravimetrie, S.17-23
		Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V1, V2
		Versuch statistisch korrekt auswerten.	Qualitätssicherung im Labor
	b) Cl^- -Ionen nach Mohr mit Hilfe einer Fällungstitration bestimmen	Durch Infomaterial (siehe Skript) die Methodik der Maßanalyse darstellen	Grundlagen der Maßanalyse, S.37-43
		Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V8
		Versuch statistisch korrekt auswerten.	Qualitätssicherung im Labor
	Dazu. Löslichkeitsprodukt (MWG, Gleichgewichte)	Lehrbuch, AB
5 Wochen	pH-Wert von Wasser und Boden bestimmen (Endziel)	Problemstellung	V10, V16
50 Stunden	pH-Wertes als Begriff und Definition anwenden	Lehrbuch, AB	fehlt
	pH-Werte messen (mit Indikatoren und mit dem pH-Meter), pH-Meter kalibirieren	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V10
	Die Pufferfähigkeit von Gewässern bestimmen	Problemstellung Um das Problem zu lösen werden verschiedene Kennt-nisse benötigt, die es im Folgenden gilt, sich anzueignen.
	Carbonatgleichgewicht erläutern	Lehrbuch
	Neutralisationsanalysen verschiedener Säure/Base-Titrationen nach verschiedenen Verfahren durchführen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V11, V12, V13 Dazu: Maßanalyse, Durchführung und Fehler S. 37-44
	Dazu: Titrationskurven verschiedener Säuren und Basen (charakteristische Punkte, Auswertung) interpretieren	Lehrbuch, AB
	Den Titer einer Maßlösung bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V7
	pK_S-Wert von Säuren ermitteln	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V15
	Dazu: pK_S-Wert, pK_B-Wert (Definition und Anwendung) erfassen
	Puffersysteme herstellen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen.	V10
3 Wochen 30 Stunden	Wasserhärte bestimmen	Problemstellung Um das Problem zu lösen werden verschiedene Kenntnisse benötigt, die es im Folgenden gilt, sich anzueignen.	V23
	Komplexverbindungen (Zentralatom, Ligand, Zähnigkeit, Koordinationszahl) charakterisieren	Lehrbuch, AB Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V21
	Calcium bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V23
	Calcium und Magnesium gemeinsam bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V24
3 Wochen 30 Stunden	Die Oxidierbarkeit von Gewässern ermitteln	Problemstellung Um das Problem zu lösen werden verschiedene Kenntnisse benötigt, die es im Folgenden gilt, sich anzueignen.	V29
	Gleichung zu Redoxreaktionen mit Hilfe der Oxidationszahlmethode aufstellen	Lehrbuch, AB
	Oxalsäure manganometrisch bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V27
	Kupfergehalt in Probelösungen iodometrisch bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V30

Lernsituation 2: Den urbanen Einfluss im Verlauf eines Gewässers verfolgen

3 Wochen 30 Stunden	Gewässeruntersuchung durchführen	Problemstellung Um das Problem zu lösen werden verschiedene Kenntnisse benötigt, die es im Folgenden gilt, sich anzueignen.
	Parameter zur Gewässerqualität ermitteln	Lehrbuch, AB	Wasserskript
	Schnelltestverfahren und Verfahren aus LS 1 zur Ermittlung der Gewässerqualität anwenden	Versuchsdurchführung aus Merck-Untersuchungskoffer und dem Skript entnehmen	Merck-Untersuchungskoffer
	Projekt mit Gesamtbewertung und Fehleranalyse dokumentieren

Lernsituation 3: Wasch- und Reinigungsmitteln untersuchen

3 Wochen 30 Stunden	Ausgewählten Inhaltstoffe in Wasch- und Reinigungsmitteln quantitativ ermitteln	Problemstellung Um das Problem zu lösen werden verschiedene Kenntnisse benötigt, die es im Folgenden gilt, sich anzueignen.	Zu dieser Lernsituation gibt es didaktisch aufbereitete Lernzirkel, z.B. RAAbits Chemie Teil II: H.9; H.10 und CD
	Zusammensetzung von Wasch- und Reinigungsmitteln erläutern, Wirkung von Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln kennen, biologische Abbaubarkeit von Tensiden erläutern	Lehrbuch, AB
	pH-Wert von Wasch- und Reinigungsmitteln (S/B-Reaktionen) ermitteln	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V10
	Gehalt an Ameisensäure in Entkalkern (S/B-Reaktionen) bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V11.3
	Zeolithgehalt in Waschmitteln (Komplexreaktion) bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V26
	Bleichmittelanteil in Wasch- und Reinigungsmitteln (Redoxreaktion) bestimmen	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V28
	Projekt mit Gesamtbewertung und Fehleranalyse dokumentieren

Lernsituation 4: Chemieunfall

3 Wochen 30 Stunden	Nach einem Chemieunfall ist ein Gewässer und der Boden belastet. Grad der Gefährdung für Mensch und Umwelt bestimmen	Problemstellung
	Probenahme (Verteilung, Orte, Menge, Schüttkegel etc.)	entsprechende Literatur
	Aufbereitung der Probe: z.B. quantitative Auswaschung der Verunreinigungen	entsprechende Literatur
	Aluminium-, Eisen-, Nickel-Bestimmung in Wasser- und Bodenproben gravimetrisch ermitteln	Versuchsdurchführung dem AB entnehmen	AB
	Nitrit und Eisen mithilfe von Redoxtitrationen bestimmen	Versuchsdurchführung dem AB entnehmen	AB
	Den Gehalt an Salzsäure im Erdreich bestimmen (Wie viel Kalk wird zur Neutralisation benötigt?) hier auch: Titerstellung, Maßanalyse, Säure-Base-Titration	Versuchsdurchführung dem AB entnehmen
	auch oder alternativ: Den Gehalt an Natronlauge im Erdreich bestimmen (Wie viel Säure wird zur Neutralisation benötigt?)	Versuchsdurchführung dem AB entnehmen
	pH-Wert von Böden messen, Pufferung ermitteln, Methoden der Neutralisation anwenden	Versuchsdurchführung dem Skript entnehmen	V16
	Dokumentation und Bericht an den Kunden anfertigen Projekt mit Gesamtbewertung und Fehleranalyse dokumentieren

Weitere Versuche entnehme man der Fachliteratur (z.B. Jander-Blasius).

Büttner, Molberger-Lange, Naumann, Rückeshäuser, 7-5-2007

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Grundlage

Lernsituation 1: Wasser und Boden untersuchen

Wasserhärte bestimmen

Komplexverbindungen (Zentralatom, Ligand, Zähnigkeit, Koordinationszahl) charakterisieren

Calcium bestimmen

Calcium und Magnesium gemeinsam bestimmen

Lernsituation 2: Den urbanen Einfluss im Verlauf eines Gewässers verfolgen

Lernsituation 3: Wasch- und Reinigungsmitteln untersuchen

Lernsituation 4: Chemieunfall