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  BERGISCHE-UNIVERSITÄT WUPPERTAL - Didaktik der Chemie  
Standort: Chemiethemen Flash-Folien und Flash-Infos

                    Flash - Folien   ---    Kurze Animationen für das Unterrichtsgespräch

Themen:

● Wasser - Lösungsmittel für Salze
● Wasser - einige Eigenschaften
● NaCl-Synthese - Ionenbildung u. -bindung
● Elektrochemie
● Periodensystem - atombaurelevante Inhalte

● Teilchenmodelle im Anfangsunterricht
● 3D-Moleküldarstellungen [Java-Applet]
● Chlorophyll und ß-Carotin * ein Fall für zwei

    Einführung * Experimente 1-3 * Von der Pflanze zum Photosystem

 Auflösung eines NaCl-Modells in Wasser

Die Animation zeigt, wie ein NaCl-Kristall von Wassermolekülen aufgelöst wird.

   

 Teilchenmodell zur NaCl-Lösung

Die NaCl-Lösung im Teilchenmodell .
   

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 Auflösung von Kochsalz

Auflösung von Kochsalz unter dem Binokular.
   

Info   START 1   START 2   START 3  Zip-Archiv

Bitte beachten Sie auch die Gesamtanwendung zum Lösungsvorgang, mit der Schülerinnen und Schüler selbstständig und interaktiv arbeiten können.

 

 Wasser im Teilchenmodell

Der Stoff "Wasser" im Vergleich zum Teilchemodell.
   

 Die Oberflächenspannung des Wassers

Erarbeitung des Begriffs Oberflächen-
spannung anhand von zwei animierten Experimenten.
   

Teilchenmodelle von Eis und Wasser

Wie sind die Wassermolelüle im Eis bzw. im Wasser organisiert?
   

Modell zum Schmelzvorgang von Eis

Wie ändert sich die Anordnung der Wassermoleküle beim Schmelzen von
Eis ?
   

Modell zum Gefriervorgang von Wasser

Wie ändert sich die Anordnung der Wassermoleküle beim Gefrieren von
Wasser?
   

 

Was ist "anomal "am Stoff Wasser?

Zusammenfassung: Erläuterung der Dichteanomalie.
   


Bitte beachten Sie auch die Gesamtanwendungen zur Dichteanomalie und Oberflächenspannung, die beide ursprünglich als Lehranimationen entwickelt wurden.
 

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 Die Reaktion von Natrium mit Chlor

Animation und Video zeigen die Reaktion von Natrium mit Chlor.

   

 Die Reaktion von Na + Cl2 am Schalenmodell

Ionenbildung und Ionenbindung am Schalenmodell erläutert.

   

 Der Aufbau von Natriumchlorid-Kristallen

Vergleich:
Realobjekt Kochsalz / NaCl-Kugelteilchen- Modell, Ionenbindung usw.
   

 Reaktionsgleichung interaktiv aufstellen

Reaktionsgleichungen mit Kugel- bzw. Schalenmodellen
aufstellen
   

 

 

 

 

 

 

 

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Bitte beachten Sie auch die Gesamtanwendung zur NaCl-Synthese, die diese hier vorgestellten Flash-Folien und weitere Videoclips zum Versuch enthält.
 Die Reaktion von Eisen in CuSO4-Lösung

Entwicklung einer Redoxreaktion am Beispiel der Reaktion eines Eisennagels in CuSO4-Lösung.
   

 Funktion einer galvanischen Zelle

Aufbau und Funktion eines Daniell-Elements.
   

 Übung zum Galvanisches Element

Interaktiv müssen einer Versuchsapparatur Begriffe zugeordnet werden.
   

 Stromleitung in Lösungen - Elektrolyse

Elektrolyse von Zinkiodid - eine interaktive Arbeitsfolie: Versuch, Animation, Temp.-abhängigkeit.

 Die Chemie einer Zink-Kohle-Batterie

Welche chemischen Vorgänge laufen in einer Zink-Kohle-Batterie bei einer Stromentnahme ab?

 Messanordnung zum galvanischen Element

Strom- und Spannungsmessung am galv. Element. Die Vorgänge auf der Teilchenebene werden eingeblendet.

 Galvanisieren

Ein Schlüssel wird verkupfert: virtueller Versuch und Teilchenanimation.

 

 

 


Bitte beachten Sie auch das interaktive Programm zum Ermitteln einer Redox- bzw. Spannungsreihe. Hiermit können Schülerinnen und Schüler virtuell galvanische Elemente aufbauen, deren Spannungen messen, auswerten und eine Spannungsreihe entwickeln.
   
 Das Periodensystem der Elemente

PSE Hauptgruppen u. Gesamtansicht; Stoffdaten; kleines Glossar (in Arbeit); Tutorium.    

 Übung zum PSE

Zuordnung der Elementsymbole zu den Hauptgruppen

   

 Stromleitung in Metallen

Was passiert bei der Stromleitung in Metallen?
Versuchsaufbau,
Animation, Temp.-abhängikeit.

 Übung zum PSE

Kleines Kreuzwort-rätsel zum PSE und Atombau.

 Die Metallbindung

Wie halten die Atome eines Metalls zusammen?

   

 Stromleitung in Halbleitern

Was passiert bei der Stromleitung in Halbleitern?
Virtueller Versuch,
Animationen, Temp.-abhängikeit.

 Der Streuversuch von Rutherford

Der Versuch zeigt:
Ia) Lichtblitze
Ib) Apha-Stahlung
Ic) interaktiver Film-
     streifen
II) Teilchenmodell

   
 

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 Aggregatzustände im Vergleich (Kl. 7/8)

Eine kleine Sammlung von Folien zur Erläuterung der Aggregatzustände im Anfangsunterricht.
      

 Verbrennungsvorgänge: Holz (Kl. 7/8)

Was passiert auf der Ebene der Stoffteilchen beim Verbrennen von Holz?  
        


 Verbrennungsvorgänge: Eisenwolle (Kl. 7/8)

Was passiert auf der Ebene der Stoffteilchen beim Verbrennen von Eisenwolle?   
       

 Trennverfahren: Chromatographie (Kl. 7/8)

Was passiert auf der Teilchenebene bei einer Papier-
chromatographie?
 
       

 

 

 

 

 

 

 

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 3D-Molekül-Viewer 1 Variante A

Die Molekül-
Präsentation erfolgt auf einer quadratischen Fläche.

[mit Java-Applet!]

Info                             START
 3D-Molekül-Viewer 1 Variante B

Die Molekül-
Präsentation erfolgt auf einer horizontal rechteckigen Fläche.

[mit Java-Applet!]

Info                             START
 3D-Molekül-Viewer 1 Variante C

Zwei Moleküle
werden übereinander darstellt


[mit Java-Applet!]

Info                             START
 3D-Molekül-Viewer 1 Variante D

Zwei Moleküle
werden nebeneinander darstellt

[mit Java-Applet!]

Info                             START

Der 3D-Molekül-Viewer 1 ist eine Web-Seite, die Sie mit Ihrem Browser (Internet-Explorer, Firefox o.a.) darstellen.
Bitte beachten Sie, dass zur korrekten Anzeige der Moleküle die JAVA-Umgebung erforderlich ist. Näheres dazu unter
>> Startseite >> Systemanforderungen.

 

 

 

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 3D-Molekül-Viewer 2 Variante A

Die Molekül-
Präsentation erfolgt auf einer quadratischen Fläche.

[mit Chmie-Plugin!]

Info                             START
 Molekül-Schwingung oder Fluoreszenz

Wie verhalten sich ß-Carotin und Chlorophyll im UV-Licht?  

 Phenolphthalein - zwei Gesichter

Wie verhält sich die Substanz Phenolph-
thalein, wenn man einer sauren Lösung eine Lauge zusetzt?
     

 Die DNA im Molekül-Viewer

Interaktive DNA-Analyse im Unterrichtsgespräch?
[mit Java-Applet!] Ein Glossar ist in Arbeit!

Info                                  START 1  
 

 

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 Ein Fall für zwei * II. Farbstoffmoleküle im Fokus: Einführung     ... Chlorophyll und ß-Carotin, die Akteure in den Photosystemen der grünen Pflanzen

 
Aktionsseiten:
Die Photosysteme I und II sind "Superkomplexe" hauptsächlich aus Chlorophyll-, ß-Carotin- und Protein-Molekülen.  

  

Aufbau / Eigenschaften des grünen Blattfarbstoffs: Molekülmodell, konjugierte Doppelbindung, starres Ringsystem, anregbar durch UV-Licht, Fluoreszenz...

 

Aufbau / Eigenschaften des ß-Carotins: Molekülmodell, konjugierte Doppelbindungen, linear schwingendes Molekül, anregbar durch UV-Licht ...

   
 Ein Fall für zwei * II. Farbstoffmoleküle im Fokus: Experiment I     .... Farbigkeit und Fluoreszenz
Experiment 1: Ein Kürbiskernöl-Papier im Tageslicht und UV-Licht
 
Aktionsseiten:
Das Experiment, animiert und kommentiert mit Aufgaben/Fragen, Beobachtugen und weiterführenden Fragen.
 

Animation auf der Teilchenebene: a) Photonen des Tageslichts und b)Photonen des UV-Lichtes treffen auf Chlorophyll-Moleküle.
 

Erklärung der Beobachtungen:
Photometrische Untersuchung des Chlorophylls, Absorptionspektrum, Farbigkeit eines Farbstoffes, Energiestufen-Modell zur Anregung, Absorption und Fluoreszenz.
   
 Ein Fall für zwei * II. Farbstoffmoleküle im Fokus: Experiment II     .... Fluoreszenzlöschung
Experiment 2: Auf das Kürbiskernöl-Papier wird etwas ß-Carotin-Lösung aufgetragen
  

Im virtuellen Experiment wird ein Kürbiskernöl-Papiert mit ß-Carotin-Fleck im Tageslicht und UV-Licht präsentiert.
In der Teilchenanimation wird die Funktion und Bedeutung des ß-Carotins veranschaulicht. Die Fluoreszenzlöschung (fluorescence quenching) lässt sich ableiten.
Im Erklärungsteil werden Teilchenmodell und Energiestufen-Modell nebeneinander positioniert. Sie lassen sich wiederholt abspielen. Hier wird der Energietransfer zwischen den Molekülen veranschaulicht: Absorption, Anregung, Energietransfer, Anregung, Relaxation, Wärmeabgabe.

 Ein Fall für zwei * II. Farbstoffmoleküle im Fokus: Experiment III     .... Bildung und energetische Deaktivierung von Singulett-Sauerstoff
Experiment 1: Ein Kürbiskernöl-Papier im Tageslicht und UV-Licht


Aktionsseiten:
Das Experiment: Tageslichtansicht, Starklichtbestrahlung, Tageslichtbefund, UV-Licht-Befund.
 
 

Animation auf der Teilchenebene:
a) Tageslicht
b) Starklichtwirkung auf Chlorophyll, Sauerstoff, ß-Carotin und Interaktionen der Moleküle
c) Tageslichtbefund nach Starklicht
d) Befund im UV-Licht
Erklärung der Beobachtungen:
Gegenüberstellung von Teilchenmodell und Energiestufen-Modell.
Inhalte: Bildung von Triplett-Chlorophyll im Starklicht, Bildung von Singulett-Sauerstoff, Umwandlung von Singulett- in Triplett-Sauerstoff durch Energietransfer zu ß-Carotin, Relaxation und Wärmeabgabe

   
 Ein Fall für zwei * I. Von der Pflanze zum Photosystem: Lichtreaktion     .... Organisation der Lichtreaktion in grünen Pflanzen
Systematische Lerneinheit

Aktionsseiten:
Ein Moospflänzchen lebt in einer abiotischen Umwelt mit: Licht, Wasser, Mineralien, Gasen, Temperatur ...
Wie können Pflanzen Lichtenergie als Energiequelle nutzen?
 

Die lichtmikroskopische Untersuchung eines Moosblättchens zeigt Zellen und Zellbestandteile. Chloroplasten mit Grana (dunkelgrüne Körner) sind erkennbar. Das elektronenmikroskopische Bild eines Chloroplasten erläutert dessen Feinbau.
 

In den Thylakoidmembranen befinden sich lichtsensible Photosysteme (vereinfachte Animation).
Wie sind diese Photosysteme organisiert?
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Übersichtsseite zur Auswahl der verschiedenen Photosystem I-Modelle (PSI)  ───────────────>


Kugelmodell, Proteingerüst, Cartoon-Modell, Cartoon-Modell mit ß-Carotin
 
Cartoon-Modell mit ß-Carotin und Chlorophyll, nur ß-Carotin u. Chlorophyll, Reaktionszentrum im PSI


Das Photosystem integriert in die Thylakoidmembran; Absorption, Energietransfer, Ladungstrennung im Reaktionszentrum, Eletronentransport.

Schematisierung des Energietransfers und des Elektronentransports mit einfachen Atommodellen (A) bzw. mit einfachen Energiediagrammen (B)

Die Elektronentransportkette ist das Ergebnis der Lichtreaktion und führt zur Bildung der energiereichen Stoffe: NADPH + H+ u. ATP.
   
     
     
     
 

 

 

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 R.-P. Schmitz © 2002 - 2010

  Letzte Änderung 12.10.2010

 

Planung: Multimedia Baustein bzw. Flashanimationen für den Chemieunterricht und auch für den Biologieunterricht. Die Animationen sind als elektronische Folien für den Unterricht gedacht. Im Unterrichtsgespräch lassen sich mit den Animationen Unterrichtsinhalte erarbeiten. Die Themen: 1. Der Lösungsvorgang von Salz in Wasser. Als Ausgangsmaterial dient ein Kochsalzkristall. Die Animation zeigt die Auflösung des Kochsalzkristalls. Wassermoleküle im Teilchenmodell ziehen die Natrium- bzw. Chlorid-Ionen aus dem Ionengitter. Die Ionen werden hydratisiert. Hydratisierte Ionen verteilen sich in der Lösung. Das gesamte Natriumchloridgitter ist aufgelöst.
Die Animation lässt sich über die Space-Taste starten und anhalten. Im Unterrichtsgespräch lassen sich somit leicht Teilvorgänge wiederholen. Den Schülerinnen und Schülern wird dadurch die Interaktion der Stoffteilchen veranschaulicht. Die Animation zum Lösungvorgang von Salz in Wassser kann im Anfangsunterricht Chemie eingesetzt werden. In Klasse 9 bzw. 10 kann die Animation zum Auflösung von Natriumchlorid im Rahmen der Ionenbindung eingesetzt werden.
2. Eine Animation zum Rutherford'schen Streuversuch.
Der Streuversuch von Rutherford wird in einer Flash-Animation gezeigt. Mit der Animation (Flash-Folie) lassen sich die Beobachtungen von Rutherford nachvollziehen. Alphateilchen treffen auf einen Leuchtschirm bzw. eine Filmschicht. Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle Rutherfords und beobachten die Phänomene beim Bestrahlen einer dünnen Goldfolie mit Alphastrahlung.
Im zweiten Teil der Animation wird auf der Ebene des Teilchenmodells veranschaulicht, wie die Alphastrahlen die wenigen Schichten von Goldatomen durchdringen, abgelenkt oder zurückgeworfen (reflektiert) werden. Aus den Beobchtungen der Teilchenanimation / der Flashanimation lässt sich das Kern-Hülle-Modell ableiten. Die Kugelteilchenmodelle lassen sich zur Bestätigung der Hypothesen in Kern-Hülle-Modelle umschalten.
3. Die Auflösung eines NaCl-Modells in Wasser
In einer Flashanimation wird gezeigt, wie Wassermoleküle einen Kochsalzkristall auflösen. Das Kristallmodell zeigt den Aufbau eines Kochsalzkristalls aus elektrisch positiv und negativ geladenen Teilchen. Schüler und Schülerinnen sehen, wie Wassermoleküle den Kristall von den Seiten her angreifen und Ionen aus dem Ionenkirstall 'ziehen' und die Ionen hydratisieren. Hierbei lernen sie die Ursachen für den Lösungsprozess von Salzen in Wasser kennen. Auf Grund der Dipolstruktur der Wassermoleküle kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den Wassermolekülen und den Ionen des Natriumchloridkirstalls. Die Anziehungskräfte der Wassermoleküle gegenüber den elektrisch positiv und elektrisch negativ geladenen Ionen sind größer als die Gitterkräfte, die die Ionen im Kristall zusammenhalten. Die Gitterkräfte im Ionenkristall werden überwunden und der Ionenkristall aufgelöst. Die Ionen des Salzkristalls sind letztlich von Wassermolekülen umgeben, sie sind hydratisiert und im Wasser gleichmäßig verteilt.
4. Die Synthese von Natriumchlorid oder die NaCl-Synthese.
Eine Flashanimation zeigt die NaCl-Synthese auf der Teilchenebene. Parallel dazu wird die Natriumchlorid-Synthese im Experiment in einem Videoclip / Videofilm gezeigt. Die Flash-Folie und der Videoclip zur Synthese von Natriumchlorid können direkt miteinander verlichen werden. Die Flashanimation zur Synthese von Natriumchlorid zeigt das Experiment in entsprechenden Etappen: Verdampfen von Natrium, Zusetzen von Chlormolekülen, Bildung von Chloratomen aus den Molekülen, Reaktion von Natrium- mit Chloratomen durch einen Elektronenübergang von den Natriumatomen zu den Chloratomen. Damit sind Ionen entstanden (Ionenbildung). Diese Ionen ordnen sich letztlich zu einem Ionengitter zusammen. Diese Flashanimation zur Natriumchlorid-Synthese kann von Schülern selbstständig bearbeitet werden.