Aufgaben: Beobachtungen und Deutungen unterscheiden und auswerten

Bei einem Experiment notiert ein Schüler: a) „Das Natriumstück schwimmt auf dem Wasser.“ b) „Natrium ist leichter als Wasser, weil es sich um ein Leichtmetall handelt.“ c) „Es entsteht ein zischendes Geräusch.“

Entscheide für jede Aussage, ob sie eine Beobachtung oder eine Deutung ist.

Im Streuversuch von Rutherford werden Alphateilchen auf eine dünne Goldfolie geschossen. Die meisten Teilchen fliegen geradeaus durch die Folie, wenige werden stark abgelenkt, sehr wenige prallen zurück.

1. a) Nenne die Beobachtung, die zeigt, dass Atome überwiegend leer sind.

1. b) Nenne die Beobachtung, die auf einen kleinen, schweren Kern hinweist.

Ein Schüler schreibt ins Protokoll: „Chlorwasser färbt sich mit Kaliumbromid-Lösung orange-braun.“

1. a) Erkläre den Unterschied zwischen einer Beobachtung und einer Deutung.

1. b) Nenne die Beobachtung in dem Satz.

Ein Protokoll zeigt die Reaktion von Alkalimetallen mit Wasser:

Metall	Beobachtung
Lithium	sinkt nicht, bewegt sich langsam, Gasblasen
Natrium	schmilzt zur Kugel, schnelle Bewegung, Zischen
Kalium	entzündet sich, violette Flamme, heftige Reaktion

1. a) Ordne die Metalle nach zunehmender Reaktivität.

1. b) Formuliere eine Deutung für den beobachteten Trend mithilfe der Stellung im Periodensystem.

1. c) Sage voraus, wie Rubidium reagieren würde, und kennzeichne deine Aussage als Vorhersage.

Im Experiment werden Halogenlösungen mit Salzlösungen gemischt:

Mischung	Beobachtung
Chlorwasser + Kaliumbromid-Lösung	Lösung wird orange-braun
Chlorwasser + Kaliumiodid-Lösung	Lösung wird braun
Bromwasser + Kaliumchlorid-Lösung	keine Veränderung

1. a) Gib an, welche Mischungen eine Reaktion zeigen.

1. b) Deute die Ergebnisse: Welches Halogen ist am reaktivsten? Was lässt sich aus den Daten über die Reihenfolge von Brom und Iod sagen?

1. c) Schlage ein Experiment vor, mit dem du die Reihenfolge von Brom und Iod überprüfen kannst.

Bei einem Streuversuch werden $10.000$ Alphateilchen auf Goldfolie geschossen. $9.999$ gehen ohne große Ablenkung hindurch, $1$ Teilchen wird um mehr als $90^\circ$ abgelenkt.

1. a) Berechne den Anteil der stark abgelenkten Teilchen in Prozent.

1. b) Formuliere eine Beobachtung und eine Deutung, die aus diesem Ergebnis folgen.

1. c) Erkläre, warum das Modell von Dalton diese Beobachtung nicht erklären kann.

Ein Schüler beschreibt ein Experiment: „Das Kaliumstück reagiert mit Wasser so heftig, weil es nur ein Valenzelektron hat und dieses leicht abgibt. Es entsteht eine violette Flamme und Gas.“

1. a) Trenne den Text in Beobachtungen und Deutungen und schreibe ihn als sauberes Protokoll neu.

1. b) Nenne zwei Beobachtungen, die man zusätzlich machen könnte, um die Deutung zu stützen.

1. c) Begründe, warum man im Protokoll Beobachtung und Deutung trennen soll.

In einem Streuversuch ändert man die Dicke der Goldfolie und beobachtet die Anzahl abgelenkter Teilchen pro $10.000$:

Foliendicke	abgelenkte Teilchen
dünn	$2$
mittel	$5$
dick	$12$

1. a) Beschreibe den Zusammenhang zwischen Foliendicke und Ablenkung.

1. b) Deute den Zusammenhang mit dem Kern-Hülle-Modell.

1. c) Beurteile, ob die Daten allein den Aufbau der Elektronenhülle belegen, und begründe.

Ein Schüler untersucht Reaktionen von Lithium, Natrium und Kalium mit Wasser und fasst zusammen: „Alle Alkalimetalle schwimmen auf Wasser und alle reagieren gleich heftig.“

1. a) Prüfe beide Teilaussagen anhand typischer Beobachtungen und korrigiere sie, wo nötig. Beurteile dabei auch, ob die Verallgemeinerung auf alle Alkalimetalle zulässig ist.

1. b) Plane eine Versuchsbeobachtungstabelle mit mindestens drei Beobachtungskriterien (zum Beispiel Bewegung, Flamme, Geräusch).

1. c) Leite aus einer Beobachtung eine begründete Deutung ab und nenne eine Grenze der Deutung.