Schwefel

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Didaktische FWU-DVD
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Die Elemente
Schwefel
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Zur Bedienung
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Um das Arbeitsmaterial zu sichten / auszudrucken, legen Sie die DVD in
das Laufwerk Ihres Computers ein
und öffnen den Ordner „material“. Die
Datei „Inhaltsverzeichnis“ öffnet die
Startseite.
Bezug zu Lehrplänen und
Bildungsstandards
Die Schülerinnen und Schüler
• verstehen den Unterschied zwischen
elementarem Schwefel und Schwefelverbindungen bzgl. Bau und Eigenschaften;
• kennen die Gefahren von ausgewählten Schwefelverbindungen für Lebewesen und Umwelt;
• kennen Einsatzmöglichkeiten unterschiedlicher Schwefelverbindungen;
• lernen die Schwefelmodifikationen
kennen;
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• verstehen die Wege, auf denen
Schwefelatome und -ionen Edelgaskonfiguration erreichen können;
• können die Schwefelmodifikationen
den jeweiligen Darstellungsbedingungen zuordnen;
• können Schwermetallionen nachweisen;
• verstehen die Auswirkungen von
Schwefeloxiden auf die Umwelt;
• kennen ausgewählte Moleküle, die
Schwefelatome beinhalten;
• verstehen die Bedeutung der Disulfidbrücken für die Bildung der Proteinstrukturen;
• kennen den Vorgang der Vulkanisation des Naturkautschuks;
• recherchieren Auswirkungen von
Schwefelverbindungen auf die belebte und unbelebte Natur;
• beurteilen Verbindungen bzgl. ihres
Gefahrenpotenzials;
• bewerten historische, technische
Verfahren bzgl. deren Bedeutung auf
das Alltagsgeschehen.
Zum Inhalt
Die Elemente: Schwefel
(Film 22 min)
„Schwefel ist giftig und stinkt!“ Mit dieser Fehlvorstellung räumt die Produktion
gleich zu Beginn auf, indem der elementare Schwefel vorgestellt und ausgewählten Schwefelverbindungen wie
Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid
gegenübergestellt wird. Es folgt eine
detaillierte Besprechung des Nicht­
metalls zunächst auf Teilchen-, dann auf
Stoff­ebene. Anschließend werden die
Schwefelverbindungen nochmals genau-
er unter die Lupe genommen. Auf den
Schwefelwasserstoff folgen die Nachweisreaktionen von Schwermetallionen als
Metallsulfide sowie die Schwefeloxide
mit den daraus herstellbaren Säuren. Ein
besonderes Augenmerk wird abschließend auf die Fähigkeit des Schwefels
gelegt, Disulfid­brücken auszubilden. Hier
steht die Aminosäure Cystein und ihre
Bedeutung bei der Ausbildung von Tertiärstrukturen der Proteine ebenso im
Vordergrund wie das großtechnische
Verfahren der Vulkanisation von Naturkautschuk, das von Charles Goodyear
entwickelt wurde.
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Menü „Die Elemente: Schwefel“
(Filmsequenzen)
Giftig – Stinkend – Nützlich
(Filmsequenz 2:40 min)
Vulkane, Stinktiere und Eier haben eines
gemeinsam: Sie können ganz schön stinken. Und zwar nach Schwefelverbindungen. Anhand der gezeigten Bilder wird
sehr anschaulich und nachhaltig mit
bestehenden Fehlvorstellungen aufgeräumt und klar zwischen den Eigenschaften der Elemente und der Verbindungen, also völlig verschiedenen
Stoffen, unterschieden. Verbindungen
wie Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid
und die Schweflige Säure werden mit
alltagsrelevanten Einsatzgebieten vorgestellt.
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Ein Element mit vielen Gesichtern
(Filmsequenz 4:50 min)
Die Filmsequenz beschreibt zunächst die
Kenndaten des Elements Schwefel, die
aus dem Periodensystem abgelesen werden können. Anschließend werden die
verschiedenen Modifikationen des
Schwefels Stück für Stück erarbeitet. Hier
dienen Realaufnahmen eines Labor­
experiments dazu, die Übergänge und
die dazugehörigen Bedingungen (vornehmlich die Temperaturen) eindrucksvoll zu vermitteln.
Schwefelverbindungen
(Filmsequenz 7:50 min)
Die Filmsequenz greift den Schwefelwasserstoff erneut auf, um auf die Bedeutung der Sulfidionen intensiver einzugehen. Bei den anschließend behandelten
Schwefeloxiden wird neben dem bereits
bekannten Schwefeldioxid auch das
Schwefeltrioxid vorgestellt. Jetzt steht
das chemische Reaktionsvermögen beider Verbindungen mit Wasser im Vordergrund, wodurch die Schweflige Säure
und die Schwefelsäure synthetisiert werden. Neben der wirtschaftlichen und
technischen Bedeutung der Säuren werden auch die Gefahren für die Umwelt
aufgezeigt, die von den Schwefeloxiden
und den daraus entstehenden Säuren
ausgehen. Es schließen sich die Sulfatsalze an. Hier werden Calcium-, Magnesium-, Natrium- und Kupfersulfat kurz
vorgestellt.
Schwefel – Ein Brückenbildner
(Filmsequenz 5:30 min)
Die Aminosäure Cystein ermöglicht es,
lange Polypeptidketten intern über
Disulfidbrücken zu verbinden. Dieser
wichtige Baustein im Körper von Lebewesen bildet das Kernstück zu Beginn
der Filmsequenz. Weiterhin wird auch
die Leistung von Charles Goodyear bei
der Entdeckung des Gummis historisch
beleuchtet und der Vorgang der Vulkanisation erklärt.
Menü „Steckbrief Schwefel“
(Bild / Grafiken)
Schwefel überall (Bild)
Das Impulsbild zeigt das Vorkommen
von Schwefel in den unterschiedlichsten
Situationen – natürliche Vorkommen,
Entstehung oder dessen Verwendung im
Alltag.
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Das Element Schwefel im PSE (Grafik)
Übersichtlich werden in dieser Grafik die
wichtigsten Merkmale des Elements
Schwefel im Periodensystem dargestellt.
enthaltswahrscheinlichkeitsraum zwei
Elektronen und im zweiten acht. In der
Valenzhülle befinden sich sechs Elektronen (Valenzelektronen).
Periodensystem der Elemente (Grafik)
Anhand der Grafik kann das Element
Schwefel im Periodensystem verortet
werden. Die zugehörige Periode, Gruppe
und wichtige Merkmale können abgelesen bzw. abgefragt werden. So lässt
sich das Element in einen größeren Zusammenhang bringen.
Ortho-rhombischer Schwefel (Grafik)
Die Grafik zeigt den Aufbau und die Anordnung der Schwefelmoleküle in einem
Feststoff. Jeweils acht Schwefelatome
bilden kronenartig ein S8-Molekül. Die
Moleküle liegen als gestapelte Ringe
aufeinander und bilden ein ortho-rhombisches Kristallsystem aus.
Atommodell (Grafik)
Das Atommodell zeigt den atomaren
Aufbau von Schwefel: Den Kern bilden
16 Protonen und 16 Neutronen. Um
diesen bewegen sich im ersten Auf­
Phasendiagramm (Grafik)
Das Phasendiagramm stellt die Abhängigkeit der verschiedenen Aggregatzustände des Schwefels von Temperatur
und Druck dar.
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Interaktionen
Erkunde das Element Schwefel
(3D-Interaktion)
Die 3D-Interaktion erlaubt den Schülerinnen und Schülern, eigenständig das
Element Schwefel zu erforschen. Im ersten Schritt wird Schwefel als Feststoff
vorgestellt. So können die Eigenschaften
und die Kristallstruktur des ortho-rhombischen Schwefels sowie das Atommodell von Schwefel erkundet werden. Im
nächsten Schritt werden die Phasenumwandlungen durch Erhitzen gezeigt,
wodurch sich die unterschiedlichen
Modifikationen von Schwefel ergeben.
Auch die Bildung von Gummi kann anhand einer Grafik und eines Infotextes
nachvollzogen werden. Aufgabe 1 und
2 beschäftigen sich schließlich mit den
Schwefelverbindungen: Schwefelwasserstoff, Schweflige Säure und Schwefelsäure. Es müssen die Molekülnamen und
die richtigen Bezeichnungen ihrer Salze
zugeordnet und schließlich Fragen zu
den Verbindungen beantwortet werden.
Das Periodensystem der Elemente
(Interaktion)
Die Schülerinnen und Schüler können
mit diesem interaktiven Periodensystem
die einzelnen Elemente und deren Eigenschaften erforschen und miteinander
vergleichen.
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Didaktische Hinweise
Der Film „Die Elemente: Schwefel“ eignet sich besonders, Schülerinnen und
Schülern das grundlegende Fachwissen
rund um das Element Schwefel wie auch
um wichtige Verbindungen und deren
Einsatzmöglichkeiten zu vermitteln. Dabei dienen verschiedene Filmsequenzen
auch dazu, bereits erworbenes Wissen
anhand des Schwefels und seiner Verbindungen zu wiederholen und zu vertiefen bzw. neue Themengebiete an den
aufgeführten Beispielen zu erarbeiten.
Hier sind vor allem Unterschiede zwischen Molekülen und Salzen, Modifikationen in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, Entstehung und
Einfluss von umweltschädlichen Chemikalien, Nachweisreaktionen, Kennen­
lernen von ausgewählten organischen
Molekülen, Entstehung der Tertiärstruktur von Proteinen sowie das großtechnische Verfahren der Vulkanisation zu
nennen. Für die Umsetzung wird dabei
einerseits immer wieder auf Realaufnahmen und Aufnahmen von Experimenten,
andererseits auf Animationen zurück­
gegriffen, um die Phänomene der makroskopischen Ebene auf der submikroskopischen Ebene zu erklären.
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Die Produktion kann im Rahmen der
folgenden Schwerpunkte eingesetzt
werden:
• Kenneigenschaften wichtiger Stoffe
(Beispiel Schwefel)
• Schwefel im Alltag
• Darstellung chemischer Formeln und
Reaktionsgleichungen
• Aussagen über das Element aufgrund seiner Stellung im Periodensystem
• Atombau
• Räumlicher Bau von Molekülen
• Modifikationen von Schwefel
• Salze und Ionenbindung (Synthese
und Aufbau aus Ionen)
• Bedeutung der Salze in der Natur
und Technik / wirtschaftliche Bedeutung
• Nachweisverfahren von Schwermetallionen
• Säuren im Alltag und deren Bedeutung / Auswirkungen auf die Umwelt
• Großtechnische Chemie – Vulkanisation des Naturkautschuks
Arbeitsmaterial
Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROMTeil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung
(siehe Tabelle).
Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDFals auch als Word-Dateien vor:
• Die PDF-Dateien können am PC
direkt ausgefüllt oder ausgedruckt
werden.
• Die Word-Dateien können bearbeitet
und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden.
Ordner
Materialien
Didaktische Hinweise
Hinweise zum Einsatz des Films, der Sequenzen und der
ergänzenden Arbeitsmaterialien
Arbeitsblätter
(mit Lösungen)
1) Kreuzworträtsel – Fachbegriffe rund um den Schwefel
2) Modifikationen des Schwefels
3) Schwefel in unterschiedlichen Stoffklassen
4) Umwelteinflüsse von Schwefelverbindungen
Interaktionen
• 3D-Interaktion: Erforsche das Element Schwefel
• Periodensystem der Elemente
Bilder / Grafiken
•
•
•
•
•
•
Filmtext
Filmtext als PDF-Dokument
Programmstruktur
Übersicht über den Aufbau der DVD
Weitere Medien
Informationen zu ergänzenden FWU-Medien
Produktionsangaben
Produktionsangaben zur DVD und zum Film
Schwefel überall
Das Element Schwefel im PSE (mit/ohne Info)
Periodensystem der Elemente
Atommodell (mit/ohne Beschriftung)
Ortho-rhombischer Schwefel (mit/ohne Infotext)
Phasendiagramm
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Programmstruktur
Die Elemente: Schwefel
Programmstruktur
Hauptmenü
Die Elemente
Schwefel
Untermenüs
Die Elemente: Schwefel
Die Elemente: Schwefel
Film 22 min
Die Elemente: Schwefel
Sequenzen
Steckbrief Schwefel
Bild / Grafiken
Giftig – Stinkend – Nützlich
2:40 min
Ein Element mit vielen Gesichtern
4:50 min
Schwefelverbindungen
7:50 min
Schwefel – Ein Brückenbildner
5:30 min
Arbeitsmaterial
Steckbrief Schwefel
Arbeitsmaterial
Didaktische Hinweise
Schwefel überall
Das Element Schwefel im PSE
Bild
Grafik
Periodensystem der Elemente
Grafik
Atommodell
Grafik
1 Bild
Ortho-rhombischer Schwefel
Grafik
2 Interaktionen (davon eine 3D-Interaktion)
Phasendiagramm
Grafik
4 Arbeitsblätter
5 Grafiken
Filmtext
Programmstruktur
Weitere Medien
Produktionsangaben
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Produktionsangaben
Die Elemente: Schwefel (DVD)
Produktion
FWU Institut für Film und Bild, 2015
DVD-Konzept
Christina Lehni
DVD-Authoring und Design
TV Werk GmbH
im Auftrag des FWU Institut für Film und Bild,
2015
Grafiken
Karin Commettant
FWU Institut für Film und Bild
Bildnachweis
Coverbild: © Thinkstock – Byelikova_Oksana /
iStock, Gummiring: Pond5, Trockenobst: 123rf,
Wald geschädigt: 123rf, Weinkeller: videohive,
Schwefelsee: Haldor Neumann
3D-Interaktion
3d-bewegungswerkstatt, Gilching
Kamera
Fabian Weichelt
Stefan Weichelt
Animationen
Stefan Weichelt
Fotomaterial Schwefelsee
Haldor Neumann
Footage Material und Musik
Pond 5; Getty Images; iStockphoto; 123rf;
videohive;
BALLView: an object-oriented molecular
visualization and modeling framework, Moll A,
Hildebrandt A, Lenhof HP, Kohlbacher O., J
Comput Aided Mol Des. 2005
Nov;19(11):791-800.
Schnitt
Stefan Weichelt
Sprecher
Andreas Karg
Arbeitsmaterial
Sarah Hammon
Wir bedanken uns bei allen Beteiligten
für die freundliche Unterstützung
besonders bei
Haldor Neumann
Lise-Meitner-Gymnasium
Begleitheft
Christina Lehni
Redaktion
Christina Lehni
Interaktion PSE
Christina Kokkalis
Pädagogische Referentin im FWU
Christina Lehni
Produktionsangaben zum Film
„Die Elemente: Schwefel“
Produktion
Stefan Weichelt
im Auftrag des
FWU Institut für Film und Bild, 2015
Buch
Christina Lehni
Stefan Weichelt
Nur Bildstellen/Medienzentren:
öV zulässig
© 2015
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon
(089) 6497-1
Telefax (089) 6497-240
E-Mail [email protected]
[email protected]
Internetwww.fwu.de
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Didaktische FWU-DVD
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Die Elemente: Schwefel
Wir begegnen Schwefel im Alltag auf vielfältige Weise. Beim Faulen von Eiern entsteht
zum Beispiel Schwefelwasserstoff. Mit Verbindungen wie Schwefeldioxid behandeln wir
Obst, damit es nicht verschimmelt. Schwefelsäure findet in Düngemitteln oder Auto­
batterien Verwendung. Die Produktion stellt anhand von alltagsrelevanten Bezügen das
Element Schwefel vor. Neben dem atomaren Aufbau werden die Modifikationen, das
chemische Reaktionsvermögen und ver­schiedene Schwefelverbindungen behandelt.
Auch die Leistungen von Charles Goodyear bei der Entdeckung des Gummis werden
beleuchtet. Im Arbeitsmaterial stehen Arbeitsblätter, zwei Interaktionen (davon eine
3D-Interaktion) und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung.
Erscheinungsjahr: 2015
Laufzeit: 22 min
Film:
1
Filmsequenzen: 4
Grafiken / Bilder: 6
Sprache: Deutsch
DVD-ROM-Teil:
Unterrichtsmaterialien
Interaktionen:
2 (davon eine 3D-Interaktion)
Arbeitsblätter:
4 (mit Lösungen)
Adressaten:
Allgemeinbildende Schule
(Klasse 7-10)
Schlagwörter: Atommodell, Cystein, Disulfidbrücke, Element (chemisches), Goodyear,
Charles, Gummi, Kohlenwasserstoffe, Modifikation, Naturkautschuk,
Periodensystem, Saurer Regen, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff,
Schwefeloxide, Schweflige Säure, Schwermetallion, Sulfate, Sulfide, Sulfite,
Technische Chemie, Umwelt, Umweltgefährdung, Vulkanisation
Systematik: Chemie
 Physikalische Chemie  Atombau, Periodensystem;
Bindung, Struktur, Eigenschaften
 Angewandte Chemie  Technische Chemie
 Anorganische Chemie  Elemente; Verbindungen
O
rganische Chemie  Kohlenwasserstoffe
 Biochemie  Molekulare Grundlagen der Organismen
Lehrprogramm
gemäß
§ 14 JuSchG
GEMAFREI
www.fwu-shop.de
Bestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444
[email protected]
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
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Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
82031 Grünwald
Telefon +49 (0)89-6497-1
Telefax +49 (0)89-6497-240
[email protected]
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