Die Beamerprojektion der Animation unterstützt das Unterrichtsgespräch und soll genutzt werden, um die im vorhergehenden Experiment demonstrierte Erzeugung elektrischer Energie in einer Teilchenmodellanimation zu veranschaulichen. Dabei wird deutlich, durch welche chemischen Vorgänge der Strom erzeugt wird. Neben den an den Elektroden stattfindenden Reaktionen wird auch die Diffusion der Ionen durch das Diaphragma dargestellt. Dadurch wird der Ladungstransport von Halbzelle zu Halbzelle innerhalb der Lösungen gewährleistet. Mithilfe der projizierten Animation werden die Teilgleichungen sowie die Redoxgleichung für den Gesamtumsatz an der Tafel entwickelt. Die Materialien der Unterrichtseinheit werden durch einen Beitrag aus der GDCh-Wochenschau-Artikel zum Thema (Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.) ergänzt: Unfreiwillig trägt fast jeder Mensch eines oder mehrere galvanische Elemente im Mund. Was können Chemikerinnen und Chemiker für einen korrosionsarmen Zahnersatz tun?
Funktion einer galvanischen Zelle
Das hier vorgestellte Flash-Programm zeigt den Aufbau einer galvanischen Zelle aus einer Zink- und einer Kupferhalbzelle. Die chemischen Abläufe bei einer Stromentnahme werden dynamisch dargestellt.
- Chemie / Natur & Umwelt
- Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
- 1 Stunde
- Video
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
Am Präsentationsrechner können Lehrerinnen und Lehrer die Flash-Folie als Unterrichtsmedium im Unterrichtsgespräch einsetzen. Das Experiment verdeutlicht den Lernenden die technische Möglichkeit zur Gewinnung elektrischer Energie aus chemischen Reaktionen. Die Animation lässt sich ebenfalls in einer selbstständigen Computer-Schülerarbeit einsetzen, zum Beispiel als Analyseinstrument beim Schülerpraktikum. Die in den Schülergruppen am Rechner erarbeiteten Ergebnisse zur Funktion des galvanischen Elements lassen sich abschließend im Schülervortrag computergestützt präsentieren und erläutern.
- Hinweise zum Einsatz der Animation im Unterricht
Screenshots veranschaulichen die Funktionen der interaktiven Flash-Animation. Während der Präsentation werden die Reaktionsgleichungen an der Tafel fixiert. - GDCh-Wochenschau-Artikel zum Thema
Unfreiwillig trägt fast jeder Mensch eines oder mehrere galvanische Elemente im Mund. Wie finden Chemikerinnen und Chemiker einen korrosionsarmen Zahnersatz?
Vermittelte Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- den Aufbau einer galvanischen Zelle aus zwei Halbzellen mit verschiedenen Metallelektroden, die in entsprechende Metallsalzlösungen eintauchen, beschreiben.
- anhand der Animation zur galvanischen Zelle erkennen, dass beim Verbinden beider Halbzellen mittels eines elektrischen Leiters zeitgleich und kontinuierlich in der einen Halbzelle ein Oxidations- und in der anderen ein Reduktionsvorgang an den Metallelektroden abläuft.
- erkennen, dass der Elektronenübergang zwischen beiden Teilvorgängen durch den elektrischen Leiter vermittelt wird.
- die dynamischen Teilchenmodellszenarien an den Elektroden in Reaktionsgleichungen umsetzen.
- aus der Animation ableiten, dass die Kombination und räumliche Trennung geeigneter Reduktions- und Oxidationsmittel chemische Energie speichert und diese durch Anschluss eines Verbrauchers in nutzbare elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Internetadresse
- Chemie interaktiv: Elektrochemie
Hier finden Sie neben der Animation zur Funktion der galvanischen Zelle weitere Materialien zur Elektrochemie von Ralf-Peter Schmitz.
Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial
| Thema | Funktion einer galvanischen Zelle |
|---|---|
| Autor | Dr. Ralf-Peter Schmitz |
| Fach | Chemie |
| Zielgruppe | Klasse 9/10, Jahrgangsstufe 12 (Wiederholung) |
| Zeitraum | 1 Stunde |
| Technische Voraussetzungen | Präsentationsrechner mit Beamer, Flash-Player (ab Version 8, kostenloser Download) |
