Von der „Strom leitenden“ Kartoffel zur Elektrolyse

 
 

Die Elektrochemie zählt zu den anspruchsvollsten Themen des Chemieunterrichtes. Es ist daher nicht verwunderlich, dass es vielen Schülerinnen und Schülern schwer fällt, die anerkannten elektrochemischen Theorien und Modelle zu verstehen. Annette Marohn und Nils Burger haben zu den Lernschwierigkeiten im Bereich der Elektrochemie im deutschen Schul- system die aktuellsten Studien durchgeführt und zahlreiche Fehlvorstellungen und Lernschwierigkeiten aufdecken können. Ausgehend von der kompakten Darstellung ihrer wichtigsten Forschungsergebnisse wird ein ausführliches Unterrichtskonzept vorgestellt, dass unter Berücksichtigung dieser aufgedeckten Lernschwierigkeiten und der Grundsätze des Unterrichtsansatzes „Chemie fürs Leben“ einen modernen „Gang“ durch die Elektrochemie der gymnasialen Oberstufe in vier Konzeptbausteinen darstellt.

Der erste Konzeptbaustein

Der erste Konzeptbaustein wird initiiert durch die Untersuchung der „musikleitenden“ Kartoffel und führt von da zur Aufdeckung der elektrolytischen Leitfähigkeit von Salzlösungen. Da die Ionenleitung im Elektrolyten nach Marohn und Burger bei Schülerinnen und Schülern zu großen Missverständnissen führen kann, wird sie im Konzept intensiver als bislang üblich thematisiert.

Es werden zu diesem Zweck entwickelte Ionenverschiebungsexperimente vorgestellt, die aussagekräftig sind und sich mit relativ einfachen Mitteln durchführen lassen, so dass sie sich auch als Schülerexperimente eignen. Zu ihrer Interpretation und zur Unterstützung weiterer, wichtiger Experimente des Konzeptes wurden Computeranimationen entwickelt, die dem Ionenverschiebungsmodell von Johann Wilhelm Hittorf nachempfunden sind und den Schülerinnen und Schülern das Verständnis der Prozesse im Elektrolyten bei verschiedenen Elektrolysen und Galvani’schen Zellen deutlich erleichtern sollen.

1. Konzeptbaustein Elektrochemie – Ein schülerorientiertes Konzept

zur Behandlung des schwierigen und vielschichtigen Thema

Autoren: Dr. Alexander Witt, Prof. Dr. Alfred Flint