Informationsblatt 2: Mischungen und Lösungen

Publikation:	31.7.2009
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Aus den [französischen] Lehrplänen

Lernstufe 2:

Materie

Verwendung von Thermometern bei alltäglichen Gelegenheiten. Wasser im täglichen Leben: Eis, flüssiges Wasser, Beobachtungen des Schmelz- und Gefriervorgangs, dabei die Temperatur messen.

Lernstufe 3:

Materie

Mischungen und Lösungen

Umwelterziehung

Wasserqualität

Erschwernisse durch den gängigen Sprachgebrauch

In der Umgangssprache wird häufig "auflösen" und "schmelzen" verwechselt. Es wird gesagt, dass Salz und Zucker im Wasser schmelzen, wenn sie sich auflösen. Das Sich-lösen entspricht einer Zustandsänderung fest/flüssig (siehe das Informationsblatt 1: "Aggregatzustände der Materie und Zustandsänderungen"). Weiter unten wird die Unterscheidung Mischung/Lösung näher erläutert. Die Substantive "Lösung" und "Auflösung" entsprechen den Verben "lösen", "sich lösen", "auflösen", "sich auflösen". Lösung steht auch im Zusammenhang mit dem Verb "lösen" im Sinn von Lösen einer Fragestellung.
Den Ausdruck "Mischung" verwenden die Schüler/innen für die Tätigkeit des Mischens.

Erschwernisse aufgrund von vorgefassten Meinungen der Schüler/innen

Die Schüler/innen haben beim Lösungsvorgang keine Vorstellung von Stofferhaltung. Sie meinen, Salz und Zucker würden verschwinden, wenn man sie im Wasser auflöst. Die Schüler/innen verwechseln im Allgemeinen auch klares, sauberes, trinkbares und reines Wasser. Vollkommen klares Wasser kann gelöste Stoffe enthalten, auch wenn die Schüler/innen es für rein halten. So zum Beispiel enthalten Mineralwasser und Leitungswasser gelöste Substanzen (die beim Mineralwasser auf dem Flaschenetikett aufgeführt sind; beim Leitungswasser handelt es sich unter anderem um Kalk).

Klares Wasser ist nicht unbedingt trinkbar (so zum Beispiel, wenn giftige oder auch große Mengen anderer Stoffe darin gelöst sind, oder gefährliche Mikroorganismen).

Ein paar Klippen, an denen Beobachtung und Experiment scheitern könnten

In der Grundschule wird man sich auf einfache Gegebenheiten beschränken: Verschiedene Mischungen, deren Bestandteile sich durch Abgießen/Dekantieren oder Filtern trennen lassen; Lösungen von Zucker oder Kochsalz [möglichst grobes Salz, da im feinen Salz in der Regel noch Rieselmittel enthalten sind, A.d.Ü] in Wasser (Erhaltung der Gesamtmasse, Rückgewinnung der gelösten Substanz durch Sieden oder Verdampfen, soweit das möglich ist)...

Trübes Wasser enthält Feststoffe in Suspension. Durch Filtern oder Sich-absetzen-lassen erhält man klares Wasser; die Schüler/innen meinen, das Wasser sei rein, aber es enthält meistens noch gelöste Substanzen. Das destillierte Wasser, das man in der Apotheke oder Drogerie kaufen kann, ist dagegen fast so rein wie das chemisch reine. Aus Sicherheitsgründen sollte man die Schüler/innen darauf aufmerksam macht, dass es andere farblose Flüssigkeiten gibt als Wasser, solche die gefährlich sein können, wie etwa 90-prozentiger Alkohol oder Wasserstoffperoxid.

Kenntnisse

- Bestimmte Gase, bestimmte Flüssigkeiten, bestimmte Feststoffe können sich in beträchtlicher, wenn auch nicht unbegrenzter Menge in Wasser lösen (Lösung). Bei Mischungen oder Lösungen bleibt die Materie, und damit die Masse, erhalten.

- Bei einer homogenen Mischung sieht man keine festen Teilchen mehr. Die einzige Möglichkeit, den Stoff zurück zu gewinnen, ist die Verdampfung oder Verdunstung. Bei einer heterogenen Mischung sieht man Feststoffe in Suspension oder als Bodensatz in der Flüssigkeit. Dann lässt sich der Feststoff durch Abgießen (beim Bodensatz) oder Filtern zurückgewinnen. Oder wiederum durch Verdampfung oder Verdunstung.

Mehr zum Thema

- Die Masse eines Stoffs, die in einem bestimmten Wasservolumen gelöst werden kann, ist begrenzt: Bei gegebener Temperatur löst sich, wenn die Lösung gesättigt ist, kein weiterer Stoff mehr.

- Im täglichen Leben begegnen wir zahlreichen Beispielen von Mischungen: fest/gasförmig (Rauch: eine Mischung von Gas und festen Teilchen), gasförmige Mischungen (wie die Luft), flüssig/gasförmig (Schaum, Aerosol, Nebel), Emulsionen (wie die von Essig und Öl). Eine Erklärung der verschiedenen Phänomene auf Teilchenebene (Atome, Moleküle, Ionen) bleibt der Sekundarstufe vorbehalten.

- Unterscheidung Mischung/Lösung: Beide Wörter kommen in den Formulierungen des [französischen] Lehrplans vor. Die Unterscheidung ist keine grundsätzliche, wissenschaftliche, sondern einfach eine des Sprachgebrauchs. Man spricht immer von Mischung, wenn es sich um eine heterogene Zusammensetzung handelt (schlammiges Wasser, Rauch). Bei homogener Zusammensetzung, ob fest, flüssig oder gasförmig, spricht man auch von Mischung (eine Mischung von Alkohol und Wasser, eine Mischung von Gasen, wie im Fall von Luft). Aber hier kann man – für den Fall, dass es sich um flüssige oder feste Stoffe handelt – auch von Lösung sprechen, unter der Vorraussetzung, dass eine Komponente eine von den anderen klar zu unterscheidende Rolle spielt. So ist im Fall von Salzwasser das Wasser das "Lösungsmittel" und das Salz die "gelöste Substanz". Man spricht von einer wässrigen Salzlösung. Das entsprechende gilt für Zucker und Wasser. Es ist klar, dass die Begriffe "homogen", "heterogen", "Lösungsmittel", "Lösung" in der Grundschule kein Gegenstand systematischer Untersuchung sind, ebenso wenig wie die wissenschaftliche Unterscheidung zwischen Lösung und Mischung. Der/die Lehrer/in kann, wenn er/sie denkt, dass es seinem/ihrem Unterricht nicht schadet, die Begriffe gebrauchen, aber ohne daraus einen Lerngegenstand zu machen.

Einsatz der Kenntnisse in anderen Zusammenhängen, verwandte Begriffe

Informationsblatt 6: "Was Pflanzen brauchen"
Informationsblätter 12 und 13: "Ernährung von Tier und Mensch", soweit sie sich auf den Teil "Umwelterziehung" des [französischen] Lehrplans für die Lernstufe 3 beziehen.
Begriffliche Verbindung: Massenerhaltung (siehe Informationsblatt 1: "Aggregatzustände der Materie und Zustandsänderungen")