10. – 11. Schuljahr

Daniela Wilhelms, Susanne Schaffer und Peter Pfeifer

Glycerin, Glykol und Sorbit

Struktur und Eigenschaften mehrwertiger Alkohole

Die Betrachtung der Verbindungsklasse der mehrwertigen Alkohole erfolgt in der Regel im Chemieunterricht der SekundarstufeII. Dabei geht es nicht um eine systematische Vollständigkeit, sondern um die Auswahl didaktisch und methodisch ergiebiger mehrwertiger Alkohole. Diese sollte nach dem exemplarischen Prinzip vor dem Hintergrund der Bildungsstandards erfolgen.
Wichtigster Vertreter der mehrwertigen Alkanole und einfachster dreiwertiger Alkohol ist das Glycerin. Aufgrund seiner vielseitigen Verwendung und seiner biologischen wie technischen Bedeutung spielt es sowohl im Alltag als auch im Biologie- und Chemieunterricht eine wichtige Rolle (vgl. Abb.1 ).
Struktur und Eigenschaften des Glycerins (Propan-1,2,3-triol) werden in der hier vorgestellten Unterrichtsreihe mit den Eigenschaften von Ethan-1,2-diol (Glykol) und Hexan-1,2,3,4,5,6-hexol (Sorbit) verglichen. Auch ein Vergleich mit Pentan-1,2,3,4,5-Pentol (Xylit) ist didaktisch sinnvoll. Xylit wird genauso wie Sorbit als Zuckeraustauschstoff verwendet.
Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Behandlung der mehrwertigen Alkohole im Unterricht ist ihre Verwandtschaft zu den Monosacchariden.
Unterricht zum Thema mehrwertige Alkohole
Die Schülerinnen und Schüler sollen nach der hier vorgestellten Unterrichtseinheit zum Thema „Mehrwertige Alkohole erklären können, was man unter einem mehrwertigen Alkanol versteht, einige Beispiele für mehrwertige Alkanole nennen sowie deren Eigenschaften erläutern können (vgl. Abb.2 ). Als besonderer Akzent kann als Ergebnis ein Poster erstellt und somit ein Beitrag zu den Kompetenzbereichen Kommunikation und Bewertung geleistet werden [1, 2].
Der Einstieg erfolgt mithilfe eines fiktiven Hustensaftes „Hustnix mit der Aufschrift „Enthält keinen Alkohol. Enthält Sorbitol. Diese Flasche kann entweder selbst entworfen werden oder wird mithilfe einer (digitalen) Großbilddarstellung visualisiert (vgl. Abb.3 ). Ist den Schülerinnen und Schülern die Nomenklatur der Alkanole (Endung -ol) aus den Vorstunden bekannt, kann davon ausgegangen werden, dass sie den scheinbaren Widerspruch in der Aufschrift auf dem Etikett erkennen. Kommen spontan keine Äußerungen, kann die fachlich korrekte Bezeichnung von Alkanolen nochmals wiederholt werden.
Im Anschluss wird die Bezeichnung Hexanhexol angegeben bzw. kann vonseiten der Schülerinnen und Schüler eine Recherche nach dem fachlich korrekten Namen für Sorbitol erfolgen. Anhand der Bezeichnung erkennen sie, dass es sich um ein Alkanol handelt, dessen Moleküle durch sechs Hydroxy-Gruppen gekennzeichnet sind. Mithilfe eines Vergleichs zwischen Hexanol und Hexanhexol wird das Stundenthema „Mehrwertige Alkanole angesprochen und an der Tafel fixiert.
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten arbeitsteilig in Gruppen am Text einige Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Ethan-1,2-diol, Propan-1,2,3-triol und Hexan-1,2,3,4,5,6-hexol. Anschließend werden die Gruppenergebnisse der Klasse präsentiert. Dabei werden die präsentierenden Gruppen jeweils durch die Lehrkraft ausgewählt; so kann sich keine Gruppe zurücknehmen. Parallel dazu wird die Tabelle in einem Ergebnissicherungsblatt (ESB) schrittweise ergänzt und die Inhalte werden so gefestigt (Abb.4 ).
Durch die Textarbeit und die Präsentation lernen die Schülerinnen und Schüler bereits einige Eigenschaften (Schmelz-, Siedepunkt, Dichte) bestimmter mehrwertiger Alkanole kennen und können daraus allgemeine Eigenschaften mehrwertiger Alkanole ableiten [3]. Anschließend soll auf das vorhandene Vorwissen bezüglich einwertiger Alkanole (Löslichkeit) zurückgegriffen und dieses Wissen um die Eigenschaften mehrwertiger Alkanole erweitert werden. Das ausgegebene ESB wird gemeinsam ergänzt.
In einem Schülerdemonstrationsexperiment wird auf eine weitere Eigenschaft, die Viskosität, eingegangen [4]. Hierzu...

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