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Chemie

Versuche zur Redoxreihe planen und auswerten

Mit einem Raster aus Metallen und Metallsalz-Lösungen findest du die Reihenfolge der Metalle heraus. Gutes Planen macht den Vergleich fair.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich plane einen Versuch zur Einordnung von Metallionen.
  • Ich werte ein Beobachtungsraster aus.
  • Ich leite aus den Ergebnissen die Reihenfolge der Metalle ab.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Die Redoxreihe der Metalle

Die Frage lautet: In welcher Reihenfolge stehen Zink, Eisen, Kupfer und Silber? Dazu planst du einen Versuch. Du brauchst vier Metallstücke und vier Lösungen mit den Ionen Zn²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺ und Ag⁺. Jedes Metall kommt in jede Lösung, außer in die eigene. So entsteht ein Raster mit Ergebnissen. Damit der Vergleich fair ist, hältst du alles gleich: gleiche Menge Lösung, gleiche Größe der Metallstücke, gleiche Zeit. Die Metalloberfläche wird vorher blank geschmirgelt, denn eine Oxidschicht würde die Reaktion verhindern. Als Beobachtung notierst du Belag, Farbe der Lösung und Zeitpunkt. Ein Plus heißt: Es hat reagiert. Ein Minus heißt: keine Veränderung. Zur Auswertung zählst du die Plus-Zeichen je Metall. Das Metall mit den meisten Reaktionen ist das unedelste. Im Beispielraster reagiert Zink mit 3 Lösungen, Eisen mit 2, Kupfer mit 1 und Silber mit keiner. Die Reihenfolge von unedel nach edel lautet also: Zink, Eisen, Kupfer, Silber. Die Versuche führt nur die Lehrkraft im Fachraum durch, mit Schutzbrille. Die Lösungen kommen danach in den Sammelbehälter für Schwermetall-Abfälle.

Beispielraster (ausgedacht, aber fachlich passend). + = Reaktion, − = keine Reaktion, – = kein Versuch.
Metall in Lösung mitZn²⁺Fe²⁺Cu²⁺Ag⁺Anzahl Reaktionen
Zink–+++3
Eisen−–++2
Kupfer−−–+1
Silber−−−–0

Ein unbekanntes Metall X einordnen

  1. X reagiert mit Cu²⁺ und mit Ag⁺. X reagiert nicht mit Fe²⁺ und nicht mit Zn²⁺.
  2. Reaktion mit Cu²⁺ heißt: X ist unedler als Kupfer.
  3. Keine Reaktion mit Fe²⁺ heißt: X ist edler als Eisen.
  4. X steht also zwischen Eisen und Kupfer.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Jedes Metall in jede Lösung.

Plus oder Minus eintragen.

Die Plus-Zeichen zählen.

Ein Beispiel

Beispiel

Wie bei einem Turnier, in dem jeder gegen jeden spielt: Wer die meisten Spiele gewinnt, steht ganz vorn. Hier steht der Sieger ganz links, bei den unedlen Metallen.

Schritt für Schritt

Wir lesen das Raster

  1. Wir zählen für jedes Metall die Plus-Zeichen.
  2. Zink: 3, Eisen: 2, Kupfer: 1, Silber: 0.
  3. Mehr Reaktionen heißt unedler.
  4. Reihenfolge: Zink, Eisen, Kupfer, Silber.

Mit einem Bild erklärt

MetallReaktionenPlatz
Zink31 (unedelstes)
Eisen22
Kupfer13
Silber04 (edelstes)

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Warum werden die Metalle vor dem Versuch blank geschmirgelt?
Zeig mir den ersten Schritt

Denke an die dünne Schicht auf Metallen.

Lösung ansehen

Lösung: Eine Oxidschicht würde die Reaktion verhindern.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Im Beispielraster: Mit wie vielen Lösungen reagiert das Eisen?

Zeig mir den ersten Schritt

Zähle die Plus-Zeichen in der Zeile Eisen.

Lösung ansehen

Lösung: 2

Eisen reagiert mit Cu²⁺ und Ag⁺. Das sind 2 Lösungen.

Tipp: Trenne beim Auswerten Beobachtung und Deutung. Erst schreibst du, was du siehst, dann, was es bedeutet.

Merksatz: Gut geplant ist ein Versuch, wenn nur eine Sache verändert wird und alles andere gleich bleibt. Viele Reaktionen heißt: unedel.

Typischer Fehler: Viele schließen aus einer einzigen Beobachtung auf die ganze Reihe. Für eine sichere Reihenfolge braucht man das ganze Raster.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Warum nimmt man gleiche Mengen Lösung und gleiche Zeit?
Lösung ansehen

Lösung: Damit die Ergebnisse vergleichbar sind.

Frage 2 Metall X reagiert mit Cu²⁺ und Ag⁺, aber nicht mit Fe²⁺. Wo steht X?
Lösung ansehen

Lösung: Zwischen Eisen und Kupfer

Frage 3 Das Metall mit den meisten Reaktionen im Raster ist das edelste.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Wie entsorgst du die Lösungen nach dem Versuch?
Lösung ansehen

Lösung: Im Sammelbehälter für Schwermetall-Abfälle

Frage 5 Ein Raster hat 4 Metalle. Jedes kommt in alle Lösungen außer in seine eigene. Wie viele Einzelversuche sind das insgesamt?

Zeig mir den ersten Schritt

Jedes Metall wird in 3 Lösungen getaucht.

Lösung ansehen

Lösung: 12

4 · 3 = 12 Einzelversuche.

Geschafft

Ein Raster aus Metallen und Lösungen zeigt die Reihenfolge. Gleiche Bedingungen machen den Vergleich fair. Das Metall mit den meisten Reaktionen ist das unedelste.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 46 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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