Mathematische Modellierung im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe: Titrationskurven.

Autor/in	Kraska, Thomas
Titel	Mathematische Modellierung im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe: Titrationskurven. Paralleltitel: Mathematical modelling in high school chemistry: Titration curves.
Quelle	In: Chemie konkret, 27 (2020) 5, S. 232-243Infoseite zur Zeitschrift PDF als Volltext Link als defekt meldenVerfügbarkeit
Sprache	deutsch
Dokumenttyp	online; gedruckt; Zeitschriftenaufsatz
ISSN	0944-5846; 1521-3730
DOI	10.1002/ckon.201900015
Schlagwörter	Base; Säure; Titration; Mathematik
Abstract	In der Schule, aber auch darüber hinaus werden die Fächer aus Sicht der Lernenden häufig isoliert gesehen. Demgegenüber sind in einem Fach auch immer Beiträge anderer Fächer erforderlich. Im Fach Chemie sind dies unter anderem Kenntnisse in angewandter Mathematik. Um möglichst früh den Bezug der Chemie zur Mathematik zu verdeutlichen, können bereits in der Schule Prinzipien der mathematischen Modellierung eingeführt werden. Hier wird anhand eines konkreten Beispiels gezeigt, wie man die mathematische Modellierung bzw. Simulation eines Standardexperiments in der Schulchemie, die Titration einprotoniger starker sowie schwacher Säuren mit einer starken Base, durchführen kann. Die Herleitung basiert ausschließlich auf mathematischen Fähigkeiten, die in der Sekundarstufe I vermittelt werden, und ist so für die gymnasiale Oberstufe geeignet. Das Thema fügt sich in die Lehrpläne als eine Vertiefung ein. Durch diese Art der Implementierung der Mathematik im Chemieunterricht kann auch einer möglichen Entfremdung des Schulfachs Chemie von dem Studienfach Chemie entgegengewirkt werden. Die hier durchgeführten Herleitungen sind mit Blick auf die Nachvollziehbarkeit bewusst ausführlich und sollten für die Anwendung im Chemieunterricht angepasst werden. Die Art der Herleitungen bietet außerdem Möglichkeiten, übergeordnete Modellierungsmethoden der Naturwissenschaften zu vermitteln. In high school and beyond students regard the subjects often isolated from each other. In contrast, every subject always requires contributions from other subjects. The subject chemistry requires, besides others, mathematical skills. In order to illustrate the relation between chemistry and applied mathematics the principles of mathematical modelling can already be introduced in high school. Here a practical example is employed to show how it is possible to simulate a standard experiment in high school chemistry, namely the titration of monoprotic strong and weak acids with a strong base. The mathematical derivation is merely based on mathematical skills, which are typically taught in 9th grade. The topic fits well in the chemistry curricula as a deepening. This approach of implementing mathematics in chemistry also aims to counteract the possible estrangement of the high school subject chemistry from the university subject chemistry. The mathematical derivations are detailed with focus on the traceability and should be adjusted for application in high school. The way of deriving the equations also allows to teach general methods of mathematical modelling in natural science.
Erfasst von	IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik an der Universität Kiel
Update	2021/1