Kehricht aus der Werkstatt
AFB I–IIIn der Schulwerkstatt wurde gesägt, gefeilt und Streusalz verschüttet. Im Kehrblech liegt jetzt ein Gemisch aus Eisenfeilspänen, Sägespänen, Sand und Kochsalz. Die Klasse will alle vier Stoffe getrennt erhalten.
Hinweis: Sägespäne sind leichter als Wasser — sie schwimmen oben. Sand sinkt nach unten.
- Nenne für jeden der vier Stoffe eine Eigenschaft, in der er sich von den anderen unterscheidet.
- Erstelle einen Trennplan als Abfolge von Schritten (z. B. als Pfeilkette), an deren Ende jeder Stoff rein vorliegt.
- Begründe, warum der Magnet vor dem Wasser eingesetzt werden sollte.
- Bewerte den Vorschlag eines Mitschülers, die Sägespäne einfach zu verbrennen, weil sie „sowieso Abfall“ sind.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Eisen: magnetisch. Sägespäne: leichter als Wasser, schwimmen oben. Sand: unlöslich, sinkt in Wasser ab. Kochsalz: löst sich in Wasser.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Z. B.: Magnet → Eisen heraus. Rest in Wasser geben, umrühren → Salz löst sich, Sägespäne schwimmen oben, Sand sinkt. Sägespäne abschöpfen. Sand absetzen lassen, dekantieren und filtrieren → Sand im Filter. Filtrat eindampfen → Salz. Andere sinnvolle Reihenfolgen mit denselben Unterschieden sind auch richtig.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Trocken lassen sich die Eisenspäne leicht herausziehen. Nach dem Wasser liegen sie zwischen nassem Sand und Sägespänen; nasser Sand klebt am Magneten, und die Späne müssten erst getrocknet werden. Außerdem kann nasses Eisen rosten.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Beim Verbrennen wird aus den Sägespänen Asche und Rauch — der Stoff Holz liegt danach nicht mehr vor, also ist es keine Trennung. Außerdem entstehen Rauch und Brandgefahr in der Schule. Wenn das Ziel „alle vier Stoffe getrennt“ ist, ist der Vorschlag ungeeignet. Wer nur die anderen drei Stoffe braucht, kann ihn begründet anders bewerten.
Trinkwasser im Zeltlager
AFB II–IIIBeim Zeltlager gibt es nur trübes, bräunliches Wasser aus einem Bach. Die Gruppe hat dabei: einen Eimer, Kaffeefilter, einen Topf mit Deckel, einen Gaskocher und saubere Becher.
Elif schlägt vor: „Wir lassen das Wasser im Eimer stehen, gießen es vorsichtig ab und filtrieren es. Dann ist es sauber.“
- Beschreibe, welche Stoffe sich mit Elifs Plan aus dem Bachwasser entfernen lassen.
- Erläutere, warum das Wasser nach dem Filtrieren trotzdem noch nicht rein ist.
- Überprüfe, ob man mit Topf, Deckel und Gaskocher destilliertes Wasser gewinnen könnte, und wie die Wassertropfen dabei aufgefangen werden.
- Entscheide, welcher Plan für das Zeltlager am sinnvollsten ist. Begründe.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Beim Sedimentieren setzen sich Sand und grobe Schwebstoffe ab; beim Dekantieren bleiben sie im Eimer. Der Kaffeefilter hält feine ungelöste Teilchen zurück — das Wasser wird klarer.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Gelöste Stoffe (z. B. Salze oder bräunliche Farbstoffe aus Blättern) gehen durch jeden Filter hindurch. Das Filtrat ist deshalb immer noch ein Gemisch, auch wenn es klar aussieht.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Ja, vereinfacht: Das Wasser im Topf wird erhitzt, der Dampf steigt auf und kondensiert am kühleren Deckel. Hält man den Deckel schräg, laufen die Tropfen an einer Stelle ab und können in einen Becher tropfen. Die gelösten Stoffe bleiben im Topf. Es entsteht aber nur wenig Wasser, und man verbraucht viel Gas.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Z. B.: Erst sedimentieren, dekantieren und filtrieren, damit das Wasser klar ist. Für Trinkwasser zusätzlich destillieren (Topf-Deckel-Methode) — oder, wenn möglich, sauberes Wasser mitbringen, weil Destillieren viel Brennstoff kostet. Jede begründete Entscheidung, die Filtrieren und Destillieren sinnvoll einordnet, ist richtig.