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Gymnasium 8 · Chemie
Schalenmodell, Elementfamilien und Konsumverhalten · Bewertung und Konsumverhalten

Begrenzte Ressourcen und verantwortungsvoller Konsum

Dein Smartphone liegt in der Hand. Darin steckt ein Akku mit Lithium, und nach ein paar Jahren landet das Gerät oft in einer Schublade. Ist das ein Problem, wenn es Lithium doch „überall“ zu geben scheint? Und warum gilt das auch für Helium im Partyballon? In diesem Abschnitt lernst du, wie man solche Fragen in der Chemie sachlich bewertet.

Begrenzt verfügbare Rohstoffe

Alle Stoffe bestehen aus chemischen Elementen. Aus dem Periodensystem kennst du Lithium (Alkalimetall) und Helium (Edelgas). Beide Elemente sind nützlich, aber auf der Erde nicht unbegrenzt vorhanden.

Ein Rohstoff ist begrenzt verfügbar, wenn er sich in der Erdkruste nicht in kurzer Zeit neu bildet. Was wir verbrauchen, steht uns später nicht mehr zur Verfügung. Ein Element „verschwindet“ dabei nicht: Die Atome bleiben erhalten. Aber sie werden verteilt, vermischt oder entweichen, und dann kann man sie nur noch mit sehr großem Aufwand oder gar nicht mehr zurückgewinnen.

Element Wo wird es genutzt? Warum begrenzt?
Lithium (Li) Akkus in Smartphone, Laptop, E-Bike, Elektroauto Vorkommen nur an wenigen Orten; Abbau aufwendig
Helium (He) Ballons, MRT-Kühlung, Schutzgas beim Schweißen Entsteht sehr langsam; entweicht nach Freisetzung ins Weltall
Üben★☆☆Nicht begonnen
Lithium ist ein Bestandteil von Akkus in Smartphones und E-Bikes. Lithium ist ein begrenzt verfügbarer Rohstoff. a) Erkläre, was „begrenzt verfügbar“ bedeutet. b) Nenne…

Lithium ist ein Bestandteil von Akkus in Smartphones und E-Bikes. Lithium ist ein begrenzt verfügbarer Rohstoff.

  1. a) Erkläre, was „begrenzt verfügbar“ bedeutet.
  1. b) Nenne zwei Geräte aus deinem Alltag, die Lithium-Akkus enthalten.
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Üben★★★Nicht begonnen
Helium entsteht auf der Erde sehr langsam durch radioaktiven Zerfall und wird mit Erdgas gefördert. Es ist leichter als Luft und entweicht nach der Freisetzung ins…

Helium entsteht auf der Erde sehr langsam durch radioaktiven Zerfall und wird mit Erdgas gefördert. Es ist leichter als Luft und entweicht nach der Freisetzung ins Weltall.

  1. a) Erkläre, warum Helium als nicht erneuerbare Ressource gilt, obwohl es im Universum sehr häufig ist.
  1. b) Vergleiche den Nutzen von Helium in der Medizin (MRT-Kühlung) mit dem in Partyballons und leite eine Priorisierung ab.
  1. c) Schlage zwei politische oder persönliche Maßnahmen vor, um Helium zu sparen, und bewerte ihre Wirksamkeit.
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Recycling und Rückgabe

Ein altes Smartphone enthält viele Metalle. Wenn du es richtig abgibst, können diese Stoffe zurückgewonnen und neu verwendet werden. Das nennt man Recycling.

Ressourcenschonende Möglichkeiten mit einem alten Gerät:

  • weiter nutzen, reparieren (zum Beispiel Akku tauschen)

  • weitergeben oder verkaufen

  • zur Rückgabe bringen (Elektrofachmarkt, Wertstoffhof, Sammelstelle in der Schule)

Warum ist Recycling sinnvoll? Neue Rohstoffe müssen abgebaut werden. Das braucht Energie und Wasser und verändert die Landschaft. Rückgewonnene Metalle ersetzen einen Teil davon.

Akkus gehören nie in den Hausmüll. Sie enthalten reaktive und giftige Stoffe und können Brände auslösen. Außerdem gehen die wertvollen Metalle verloren.

Üben★☆☆Nicht begonnen
In Deutschland werden jedes Jahr viele Millionen Handys nicht mehr benutzt und bleiben in Schubladen liegen. a) Nenne zwei Möglichkeiten, wie man mit einem alten…

In Deutschland werden jedes Jahr viele Millionen Handys nicht mehr benutzt und bleiben in Schubladen liegen.

  1. a) Nenne zwei Möglichkeiten, wie man mit einem alten Smartphone ressourcenschonend umgehen kann.
  1. b) Erkläre, warum Recycling von Metallen sinnvoll ist.
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Üben★★☆Nicht begonnen
Ein Elektrofachmarkt in Köln bietet die Rückgabe alter Akkus an. Pro Smartphone-Akku sind etwa $3$ g Lithiumverbindungen enthalten, in der Schule werden in einem…

Ein Elektrofachmarkt in Köln bietet die Rückgabe alter Akkus an. Pro Smartphone-Akku sind etwa $3$ g Lithiumverbindungen enthalten, in der Schule werden in einem Schuljahr $120$ Akkus gesammelt.

  1. a) Berechne die Gesamtmasse an Lithiumverbindungen in den gesammelten Akkus.
  1. b) Erkläre, warum Akkus nicht in den Hausmüll gehören.
  1. c) Nenne einen Vorteil und eine Schwierigkeit des Recyclings von Akkus.
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Verwendungen bewerten und priorisieren

Beim Bewerten fragst du: Wofür brauchen wir einen begrenzten Stoff wirklich? Man unterscheidet oft:

  • wichtige Verwendungen, die nur schwer ersetzbar sind (zum Beispiel Helium zur Kühlung im MRT-Gerät im Krankenhaus)

  • verzichtbare Verwendungen, für die es einfache Alternativen gibt (zum Beispiel Heliumballons auf dem Schulfest)

Waage: Nutzen und Nachteile einer Verwendung werden abgewogen Nutzen Nachteile Abwägen

Ein gutes Urteil besteht aus drei Schritten:

  1. Sachlich beschreiben: Was wird verwendet, wie viel, wozu?

  2. Argumente sammeln: Gründe dafür und dagegen aus verschiedenen Blickwinkeln.

  3. Begründet entscheiden: Sage deine Meinung und begründe sie mit den wichtigsten Argumenten.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Helium wird in Ballons, in Kühlsystemen von MRT-Geräten in Krankenhäusern und beim Schweißen verwendet. Wird Helium freigesetzt, entweicht es in die Atmosphäre und geht…

Helium wird in Ballons, in Kühlsystemen von MRT-Geräten in Krankenhäusern und beim Schweißen verwendet. Wird Helium freigesetzt, entweicht es in die Atmosphäre und geht praktisch verloren.

  1. a) Nenne eine Verwendung von Helium, die du für wichtig hältst.
  1. b) Nenne eine Verwendung, auf die man eher verzichten könnte, und begründe kurz.
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Üben★★☆Nicht begonnen
Eine Klasse diskutiert, ob Heliumballons auf einem Schulfest verboten werden sollten. a) Sammle zwei Argumente für ein Verbot und zwei dagegen. b) Nenne eine Alternative…

Eine Klasse diskutiert, ob Heliumballons auf einem Schulfest verboten werden sollten.

  1. a) Sammle zwei Argumente für ein Verbot und zwei dagegen.
  1. b) Nenne eine Alternative zur Dekoration, die ohne Helium auskommt.
  1. c) Formuliere eine begründete eigene Stellungnahme in drei Sätzen.
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Entscheidungen im Alltag treffen

Oft kollidieren verschiedene Interessen. Man bewertet dann unter mehreren Gesichtspunkten:

Gesichtspunkt Frage Beispiel Lithium
ökologisch Was passiert mit der Umwelt? Wasserverbrauch beim Abbau in trockenen Regionen
wirtschaftlich Was kostet es, was bringt es? Arbeitsplätze, Preise für Akkus
sozial Wie wirkt es auf Menschen? Arbeitsbedingungen, Wasser für die Bevölkerung vor Ort

Werbung musst du kritisch lesen. „Aus recycelten Materialien“ klingt gut, sagt aber nichts über den Anteil.

Kriterien, nach denen du beim Smartphone-Kauf entscheiden kannst:

  • lange Haltbarkeit und Reparierbarkeit (Akku austauschbar)

  • Software-Updates über viele Jahre

  • Anteil recycelter Materialien und Rücknahmeangebot

  • Preis

Gewichte sie: Was ist dir am wichtigsten, und warum?

Üben★★☆Nicht begonnen
Familie Schneider aus Münster überlegt, ob sie für ihren Sohn ein neues Smartphone kaufen soll. Das alte Gerät ($3$ Jahre alt) funktioniert, hat aber einen schwächeren…

Familie Schneider aus Münster überlegt, ob sie für ihren Sohn ein neues Smartphone kaufen soll. Das alte Gerät ($3$ Jahre alt) funktioniert, hat aber einen schwächeren Akku.

  1. a) Nenne zwei Argumente für den Kauf eines neuen Geräts und zwei dagegen.
  1. b) Schlage eine Alternative vor, die Ressourcen schont, und begründe.
  1. c) Triff eine begründete Entscheidung.
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Üben★★★Nicht begonnen
Der Bedarf an Lithium steigt durch Elektroautos stark. Lithium wird oft in trockenen Regionen anderer Kontinente gewonnen, was viel Wasser verbraucht. Gleichzeitig…

Der Bedarf an Lithium steigt durch Elektroautos stark. Lithium wird oft in trockenen Regionen anderer Kontinente gewonnen, was viel Wasser verbraucht. Gleichzeitig ermöglichen Akkus die Nutzung erneuerbarer Energien.

  1. a) Nenne zwei Interessen, die bei der Bewertung des Lithiumabbaus in Konflikt geraten.
  1. b) Beurteile, ob der Einsatz von Lithium-Akkus trotz der Nachteile sinnvoll ist. Berücksichtige mindestens drei Gesichtspunkte (ökologisch, wirtschaftlich, sozial).
  1. c) Entwickle zwei Maßnahmen, die den Verbrauch neuer Rohstoffe verringern.
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Üben★★★Nicht begonnen
Ein Hersteller wirbt: „Unser Smartphone ist aus recycelten Materialien.“ Tatsächlich bestehen nur $20\,\%$ des Gehäuses aus Recyclingmaterial; der Akku ist neu…

Ein Hersteller wirbt: „Unser Smartphone ist aus recycelten Materialien.“ Tatsächlich bestehen nur $20\,\%$ des Gehäuses aus Recyclingmaterial; der Akku ist neu hergestellt.

  1. a) Berechne, wie viel Gramm eines $40$ g schweren Gehäuses aus Recyclingmaterial bestehen.
  1. b) Beurteile die Werbeaussage kritisch.
  1. c) Nenne drei Kriterien, nach denen du beim Kauf eines Smartphones ressourcenschonend entscheiden würdest, und gewichte sie.
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Zurück zum Anfang: Das Smartphone in der Schublade bindet Lithium und andere Metalle, die nur begrenzt verfügbar sind. Wer es weiter nutzt, repariert oder zurückgibt, schont diese Ressourcen.

Auf einen Blick

  • Begrenzt verfügbar heißt: Der Rohstoff bildet sich nicht schnell nach, und nach dem Gebrauch ist er oft nicht mehr nutzbar (Lithium, Helium).

  • Recycling gewinnt Metalle zurück und schont Umwelt und Vorräte. Akkus gehören nie in den Hausmüll.

  • Verwendungen werden nach Wichtigkeit priorisiert: unersetzbar (MRT) oder verzichtbar (Partyballon).

  • Eine Bewertung nutzt Argumente aus ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Sicht und endet mit einer begründeten Entscheidung.

  • Werbeaussagen prüfst du mit konkreten Zahlen, zum Beispiel Prozentrechnung.

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