Wasser als Stoff untersuchen - Wasser - Chemie
Wasser als Stoff untersuchen - Wasser - Chemie
Wasser als Stoff untersuchen - Wasser - Chemie
Einleitung
Wasser kennst Du aus dem Alltag. In der Chemie wird Wasser genau untersucht. Dabei beobachtest Du seine Stoffeigenschaften, misst Temperaturen und vergleichst verschiedene Proben.
Wichtig: Im Chemieraum wird nichts probiert. Heißes Wasser verwendest Du nur mit einer erwachsenen Person.
Lernziele
Nach diesem aiMOOC kannst Du:
- Stoffeigenschaften von Wasser beschreiben.
- festes, flüssiges und gasförmiges Wasser unterscheiden.
- einfache Experimente planen und auswerten.
- erklären, welche Stoffe sich in Wasser lösen.
- die Oberflächenspannung an einem Beispiel beschreiben.
Wasser genau beobachten
Reines Wasser ist farblos, durchsichtig und geruchlos. Flüssiges Wasser hat keine eigene Form. Es nimmt die Form seines Gefäßes an.
Reines Wasser und Wasser aus dem Alltag
Reines Wasser besteht nur aus Wasserteilchen. Seine chemische Formel ist H₂O.
Leitungswasser und Mineralwasser enthalten zusätzlich gelöste Stoffe. Sie sind deshalb Stoffgemische.
Ein Wasserteilchen besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
Die drei Zustände von Wasser
Wasser kommt in drei Aggregatzuständen vor:
- Eis ist fest.
- Wasser ist flüssig.
- Wasserdampf ist gasförmig.
Zustandsänderungen
Bei normalem Luftdruck gilt ungefähr:
| Vorgang | Veränderung | Temperatur |
|---|---|---|
| Gefrieren | Wasser wird zu Eis. | etwa 0 Grad Celsius |
| Schmelzen | Eis wird zu Wasser. | etwa 0 Grad Celsius |
| Sieden | Wasser wird zu Wasserdampf. | etwa 100 Grad Celsius |
| Kondensation | Wasserdampf wird zu Wasser. | beim Abkühlen |
Wasser kann auch schon unter 100 Grad Celsius langsam verdunsten.
Untersuchung 1: Form und Volumen
Material: Wasser, Becher, Glas, kleine Flasche und Messbecher.
- Fülle dieselbe Wassermenge nacheinander in verschiedene Gefäße.
- Beobachte die Form.
- Miss das Volumen im Messbecher.
- Schreibe Dein Ergebnis auf.
Ergebnis: Die Form ändert sich. Das Volumen bleibt gleich, wenn kein Wasser verschüttet wird.
Untersuchung 2: Was löst sich in Wasser?
Material: vier Gläser, Wasser, Salz, Zucker, Sand und Speiseöl.
- Gib in jedes Glas gleich viel Wasser.
- Gib jeweils einen Stoff hinzu.
- Rühre gleich lange.
- Beobachte genau.
| Stoff | Beobachtung |
|---|---|
| Salz | löst sich |
| Zucker | löst sich |
| Sand | löst sich nicht |
| Speiseöl | mischt sich nicht dauerhaft |
Eine klare Mischung aus Wasser und einem gelösten Stoff heißt Lösung.
Untersuchung 3: Die Wasseroberfläche
Wasser bildet Tropfen. Das liegt an der Oberflächenspannung. Die Wasseroberfläche wirkt dabei ein wenig wie eine dünne Haut.
Münzversuch:
- Lege eine saubere Münze auf den Tisch.
- Gib mit einer Pipette Tropfen auf die Münze.
- Zähle die Tropfen.
- Wiederhole den Versuch mit einem Tropfen Spülmittel im Wasser.
Spülmittel verringert die Oberflächenspannung.
Ein Wasserläufer kann die Wasseroberfläche nutzen.
So arbeitest Du wie in der Chemie
Bei einer guten Untersuchung gehst Du Schritt für Schritt vor:
- Formuliere eine Forschungsfrage.
- Stelle eine Vermutung auf.
- Plane den Versuch.
- Beobachte und miss genau.
- Halte die Ergebnisse fest.
- Erkläre das Ergebnis.
Für einen fairen Vergleich darfst Du immer nur eine Bedingung verändern.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Eigenschaft hat reines Wasser? (Es ist farblos) (!Es ist immer blau) (!Es ist undurchsichtig) (!Es riecht stark)
Was ist Leitungswasser meist? (Ein Stoffgemisch) (!Ein Metall) (!Ein Gas) (!Nur reines H₂O)
Was geschieht mit der Form von flüssigem Wasser? (Sie passt sich dem Gefäß an) (!Sie bleibt immer würfelförmig) (!Sie wird immer rund) (!Sie verschwindet)
Was entsteht beim Gefrieren von Wasser? (Eis) (!Öl) (!Salz) (!Luft)
Bei welcher Temperatur siedet reines Wasser bei normalem Luftdruck ungefähr? (Bei hundert Grad Celsius) (!Bei null Grad Celsius) (!Bei zehn Grad Celsius) (!Bei fünfzig Grad Celsius)
Wie heißt Wasser im gasförmigen Zustand? (Wasserdampf) (!Schnee) (!Nebelglas) (!Eiswasser)
Welcher Stoff löst sich gut in Wasser? (Salz) (!Sand) (!Stein) (!Speiseöl)
Was beobachtest Du bei Speiseöl und Wasser? (Sie trennen sich wieder) (!Sie bilden Eis) (!Sie verschwinden) (!Sie werden zu Salz)
Warum können sich viele Tropfen auf einer Münze sammeln? (Wegen der Oberflächenspannung) (!Wegen des Schalls) (!Wegen des Magnetismus) (!Wegen des Lichts)
Was ist für einen fairen Vergleich wichtig? (Nur eine Bedingung wird verändert) (!Alle Bedingungen werden verändert) (!Es wird nichts beobachtet) (!Das Ergebnis wird vorher festgelegt)
Memory
| Farblos | ohne eigene Farbe |
| Flüssig | nimmt die Gefäßform an |
| Eis | festes Wasser |
| Wasserdampf | gasförmiges Wasser |
| Lösung | gleichmäßige Mischung mit gelöstem Stoff |
| Oberflächenspannung | Hautwirkung der Wasseroberfläche |
| Thermometer | misst die Temperatur |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Beobachtung |
|---|---|
| farblos | Reines Wasser hat keine eigene Farbe. |
| flüssig | Wasser passt sich einem Gefäß an. |
| löslich | Salz verschwindet beim Rühren im Wasser. |
| unlöslich | Sand bleibt sichtbar. |
| Oberflächenspannung | Tropfen bilden einen Wasserberg auf einer Münze. |
...
Kreuzworträtsel
| Farblos | Welche Farbe hat reines Wasser? |
| Flüssig | Welchen Aggregatzustand hat Wasser bei Raumtemperatur? |
| Gefrieren | Wie heißt der Übergang von Wasser zu Eis? |
| Sieden | Wie heißt starkes Verdampfen am Siedepunkt? |
| Lösung | Wie heißt eine gleichmäßige Mischung mit einem gelösten Stoff? |
| Tropfen | Welche kleinen Formen bildet Wasser oft? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Wasser beobachten: Fülle Wasser in drei verschiedene Gefäße und zeichne seine Form.
- Wassertropfen: Fotografiere oder zeichne drei verschiedene Wassertropfen.
- Stoffeigenschaft: Erstelle eine kleine Karte mit den Wörtern farblos, durchsichtig und flüssig.
- Aggregatzustand: Finde im Alltag je ein Beispiel für Eis, Wasser und Wasserdampf.
Standard
- Löslichkeit: Untersuche Salz, Zucker, Sand und Öl in Wasser. Erstelle eine Ergebnistabelle.
- Oberflächenspannung: Vergleiche die Zahl der Tropfen auf einer Münze mit und ohne Spülmittel.
- Versuchsprotokoll: Schreibe zu einem Wasserversuch Frage, Vermutung, Durchführung, Beobachtung und Ergebnis.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video zu den drei Zuständen von Wasser.
Schwer
- Fairer Versuch: Plane einen Versuch zur Frage, ob warmes oder kaltes Wasser Zucker schneller löst.
- Messreihe: Miss beim Schmelzen eines Eiswürfels regelmäßig die Zeit und die Temperatur. Stelle die Werte dar.
- Modell: Baue ein Modell eines Wassermoleküls und erkläre die Formel H₂O.
- Forschungsprojekt: Untersuche, wie Gefäßform, Wärme oder Luftzug die Verdunstung beeinflussen.
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Lernkontrolle
- Versuchsplanung: Zwei Gruppen wollen prüfen, ob Zucker in warmem Wasser schneller verschwindet. Erkläre, welche Bedingungen gleich bleiben müssen.
- Auswertung: In einem Glas ist nach dem Rühren kein Salz mehr sichtbar. Begründe, warum das Salz trotzdem noch vorhanden ist.
- Transfer: Auf einem kalten Spiegel entstehen nach dem Duschen Tropfen. Erkläre den Vorgang mit einem Zustandswechsel.
- Vergleich: Eine Münze trägt 25 Tropfen reines Wasser, aber nur 12 Tropfen Spülwasser. Deute das Ergebnis.
- Stoffgemisch: Erkläre, warum Leitungswasser nicht genau dasselbe wie reines Wasser ist.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis ist wichtig:
- Du beschreibst mindestens drei Stoffeigenschaften von Wasser.
- Du unterscheidest festes, flüssiges und gasförmiges Wasser.
- Du verwendest die Begriffe Gefrieren, Schmelzen, Sieden und Kondensieren richtig.
- Du planst einen fairen Versuch.
- Du hältst Beobachtungen in einer Tabelle oder einem Versuchsprotokoll fest.
- Du erklärst ein Ergebnis mit eigenen Worten.
- Du beachtest die Sicherheitsregeln.
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