Chemie
Sekundarstufe II
Organische Stoffklassen
Löslichkeit und Mehrphasensystem
Datum:

Sprüh, wisch und weg?

Ein Universalreiniger für polare und unpolare Farbstoffe

21.12.2025
23060
221

LNCU.de
ID 23060

CC-BY-SA 4.0Online abrufen
Gregor von BorstelDavid Weninger
0
Die Idee dahinterPDF

Die Idee dahinter

Ziele
Die Lernenden verstehen und erklären, warum Ethanol aufgrund seines zugleich polaren und unpolaren Molekülbaus als beinahe universelles Lösungsmittel wirkt, und deuten dieses Lösungsverhalten sicher auf der Teilchenebene mithilfe geeigneter zwischenmolekularer Wechselwirkungen.

Die Lernenden ...

  • erklären mithilfe der zwischenmolekularen Wechselwirkungen (Wasserstoffbrücken, Dipol-Dipol-WW, Van-der-Waals-WW), warum Ethanol sowohl polare als auch unpolare Stoffe lösen kann, und begründen dieses Lösungsverhalten anhand der Molekülstruktur von Ethanol.
  • analysieren experimentelle Beobachtungen des Sprühreiniger-Kontextes (z. B. Farbverteilung, Phasenverhalten) und deuten diese mithilfe eines Teilchenmodells, das den dualen Charakter von Ethanol (hydrophiler OH-Teil, hydrophober Alkylrest) widerspiegelt.
  • bewerten die Eignung von Ethanol als „Universal-Lösemittel“ für verschiedene Stoffgruppen und argumentieren, in welchen Fällen Ethanol Grenzen besitzt und wann es gegenüber Wasser oder Heptan Vorteile bietet.
kurze Beschreibung

In dieser Sequenz werden nicht verschiedene Alkohole und deren Löslichkeit in Wasser oder Heptan verglichen und erklärt, sondern es wird vernetzend und zunehmend komplexer betrachtet und erläutert

  • warum sich polare und unpolare Stoffe nicht dauerhaft mischen (Wasser – Heptan)
  • warum sich polare Farbstoffe in polaren Lösemitteln besser lösen als in unpolaren und umgekehrt (zweiphasige Systeme, Phasengrenze, Ausschütteln, Lösevorgang auf Teilchenebene)
  • inwiefern Ethanol ein universelles Lösemittel ist und damit ein exemplarischer Stellvertreter eines grenzflächenaktiven Stoffes.
ausführliche Beschreibung

Hier eine komplette Beschreibung, die zwar älter ist, aber noch ausreichend den grundlegenden Gedanken skizziert.

Mittlerweile gehen wir allerdings „back to the roots“: unsere Erfahrung zeigt, dass haptische Modelle (Eigenbau, 3D-Druck) den Lernenden einen einfacheren und zügigeren Einblick in die Teilchenebene ermöglichen, als die digitale Anordnung. Auf Fotos oder Whiteboards davon können dann Wechselwirkungen ergänzt werden.

Einbettung

Lösungen von Schülerinnen am Whiteboard mit haptischen Modellen.1

Einbettung

Advance Organizer.2

M1

Eine Sprühflasche mit Universallösemittel?

Weiteres

Ein Universalreiniger wäre für „unser Problem“ echt praktisch, oder? Quasi „Sprüh, wisch & weg“! Ich habe da mal was entworfen.

Ein Reiniger für polare und unpolare Farbstoffe?3

Weiteres

Wenn ich es recht überlege, erscheint mir eine Sprühflasche mit Wasser und Heptan aber nicht ideal. Immer erst schütteln? Und dann Heptan! Aber vielleicht fallen euch ein oder mehrere andere Stoffe ein? 

Aufgaben

Prüfen und erklären Sie, ob die Farbstoffe (permanent bzw. unpolar, non permanent bzw. polar) in Ethanol löslich sind:

  1. Führen Sie das Experiment entsprechend der Anleitung V1 durch und nutzen Sie ggf. Video 1.
  2. Notieren Sie ihre Beobachtungen und beantworten Sie die Versuchsfrage.
  3. Erstellen Sie für die Erläuterung zu den beiden „Augenblicksaufnahmen“ in M2 das jeweils passende Szenario auf Teilchenebene. Nutzen Sie die haptischen Modelle. Beschriften Sie ihre Abbildungen fachsprachlich korrekt.

abschließende Aufgabe

  1. Vergleichen Sie ein Lösemittelgemisch aus Wasser/Heptan mit dem Lösemittel Ethanol. Benennen Sie dabei Gemeinsamkeiten, stellen sie vor allem aber auch unter Verwendung von Fachbegriffen die Unterschiede – auch auf Teilchenebene – heraus.

Teilen

Sprüh, wisch und weg?
Ein Universalreiniger für polare und unpolare Farbstoffe
https://lncu.davidweninger.de/material/sprueh-wisch-und-weg/