Einstieg ins Thermitverfahren
Fachdidaktik Chemie
Dr. Gerd Gräber
Fragen:
1. Mit welcher Einstiegsfolie würden Sie
beginnen (warum?)
2. Welche Probleme sehen Sie bei der
Umsetzung?
3. Auch wenn die Folie noch so schön ist,
immer auf die Zielorientierung beim
Einstieg achten!
Praktische Durchführung
Die notwendigen Chemikalien und Geräte werden bereitgestellt
Die Alufolie soll das zu schnelle Durchfallen der heißen Schmelze verhindern
Die Schmelze soll im Sand aufgefangen werden
Das Zündgemisch wird vorbereitet:
Dazu werden 2 Spatel Bariumperoxid mit 2 Spatel Aluminiumpulver vorsichtig gemischt
Zum Ansatz: 25 g rotes Eisenoxid, 8,5g Aluminiumgries
-alternativ fertiges Zündgemisch verwenden.
Es ist immer gut, wenn man die Mischung mit den Schülern herstellt.
Dabei sollte man den Ansatz auch stöchiometrisch berechnen lassen!
Das Zündgemisch wird eingebracht.
Vorherige Zündversuche mit Feuerzeug, Bunsenbrenner etc!
Dabei unbedingt vorher die Rolle der Aktivierungsenergie thematisieren (Energiediagramm!)
Die Zündung erfolgt mit einer Wunderkerze (umgekehrt herum einstecken!)
Hier unbedingt auf die Heftigkeit der folgenden Reaktion im Vergleich zur Aktivierung hinweisen!
Die Schmelze tropft in den Sand (unbedingt Eisenschale verwenden!)
Langsam abkühlen lassen!
Den Schmelzkuchen dann untersuchen und das Aussehen beschreiben lassen!
Außen eine poröse Schale, innen ein metallischer Regulus („kleiner König“)
Magnetttest durchfühern (alles nächste Folien!)
Das Thermitverfahren – Lernziele in Anwendungen
Mögliche Phasierung des Stundenverlaufs
Die S. sollen:
Feinlernziele:
das aluminothermische Verfahren als Beispiel einer
technischen Anwendung der Redoxchemie im
Alltag kennen (Schieneschweißen).
Kognitiv:
 Die Reaktionen zwischen Alumium und
Eisen(III)oxid als Redoxreaktion erkennen.
 Die Reaktionsgleichung zur Redoxreaktion
formulieren und Oxidation, Reduktion und
Oxidationszahlen deutlich kennzeichnen.
 Das Oxidations- und Reduktionsmittel nennen.
 Erkennen, dass Redoxreaktionen mit starkem
Redoxmittel u.U. sehr heftig (starke
Wärmeentwicklung) ablaufen können.
 Erkennen, dass durch die starke exoth.
Reaktion die Schmelztemperatur von Eisen erreicht
wird. (Eisen fließt als Flüssigkeit aus dem
Reaktionsgefäß)
 das feste, grauschwarze Reaktionsprodukt
durch Überprüfung der magnetischen
Eigenschaften als Eisen identifizieren.
Affektiv:
 Spaß und Interesse am chemischen Arbeiten
entwickeln
Z
ei
t
Unterrichtsphase
Inhalt
Methode &
Sozialform
Medien & Materialien
3
Einstieg
Schweißen von
Bahnschienen
LSG
Film;BildOHP-Folie
5
Problemfindung und
Formulierung
Was erkennt Ihr?
LSG
Tafel
•Exotherme Reaktion,
flüssiges Eisen
•Wie kommt Eisen in der
Natur vor?
•Bezug zur
Affinitätsreihe
1
5
Experiment
Durchführung des E.;
Nachweis der Produkte
1
0
Beobachtung,
Fixierung und
Auswertung
Arbeitsblatt nach dem
Experiment von S.
ausfüllen lassen
6
Auswertung
Freiwillige S. stellen
exemplarische
Ergebnisse am OHP
vor.
Aufstellung der RGl. Zur
Redoxreaktion
5
Sicherung
Demoexperime
nt/Außenversu
ch
Schülerarbeits
blatt
Partnerarbeit/S
tillarbeit,
LSG
Arbeitsblatt
Folie, OHP
Lehrer sichert
an Tafel
Minimalziel
Ergebnis
Festigung und
Vertiefung
Maximalziel

Thermitverfahren