Das Salz der Erde

Ihre Schülerinnen und Schüler wissen vielleicht,<br />

dass sich Kochsalz-(Natriumchlorid)-Kristalle<br />

bilden, wenn <strong>Salz</strong>wasser verdunstet. Aber wissen<br />

sie auch, wie man einen großen Kochsalzkristall<br />

züchten kann? Vermutlich haben sie bisher nur<br />

kleine <strong>Salz</strong>körner gesehen o<strong>der</strong> aber große,<br />

formlose <strong>Salz</strong>klumpen, wie sie beispielsweise<br />

entstehen, wenn man <strong>Salz</strong>wasser in einer großen<br />

Pfanne in <strong>der</strong> Sonne verdunsten lässt.<br />

Stellen Sie in einem Gefäß eine hochkonzentrierte<br />

<strong>Salz</strong>lösung her, indem Sie ca. 50 g <strong>Salz</strong> in ca. 250<br />

ml heißem Wasser auflösen.<br />

Kleben Sie ein <strong>Salz</strong>korn an einen dünnen Faden.<br />

<strong>Das</strong> Korn dient als „Keim” für den zu züchtenden<br />

Kristall. Hängen Sie den Faden mit dem <strong>Salz</strong>korn<br />

in die konzentrierte <strong>Salz</strong>lösung, indem sie den<br />

Faden an einem Stab befestigen, den Sie über die<br />

Gefäßöffnung legen. Bedecken Sie das Gefäß<br />

locker mit einem Stück Karton, um Staub<br />

abzuhalten. Lassen Sie das Gefäß 1-2 Wochen<br />

bzw. so lange stehen, bis sich ein <strong>Salz</strong>kristall um<br />

den Keim herum bildet.<br />

Sie können dieses Experiment auch als eine Art<br />

Wettkampf durchführen, in dem die Schülerinnen<br />

und Schüler versuchen, den größten Kristall mit<br />

<strong>der</strong> perfektesten Form herzustellen (ein Würfel mit<br />

gestuften, muldenförmigen Flächen).<br />

Ein zusätzliches Experiment könnte darin<br />

bestehen, nachzubilden, was passiert, wenn eine<br />

flache, verdunstende Fläche eines “Meeres”<br />

austrocknet.<br />

Schulen in Meeresnähe können eine Flasche mit<br />

Meerwasser nehmen und etwas Wasser in eine<br />

flache Schale (z.B. einen Wok) füllen. Sie lassen<br />

die Schale dann an einem warmen Ort stehen,<br />

damit das Wasser verdunsten kann. Wenn die<br />

Schale in bestimmten Abständen immer wie<strong>der</strong><br />

mit frischem Meerwasser aufgefüllt wird, steigt die<br />

Chance, beeindruckende Schichten von<br />

<strong>Salz</strong>kristallen zu erhalten. Zusätzlich zum<br />

dominierenden Kochsalz enthält Meerwasser<br />

auch an<strong>der</strong>e gelöste <strong>Salz</strong>e. Zu diesen gehören<br />

Kalziumhydrogencarbonat, Kalziumsulfat und<br />

Kaliumverbindungen. Wenn die entsprechenden<br />

Einrichtungen zur Verfügung stehen, lassen sich<br />

diese, wie weiter unten unter “Mögliche<br />

Anschlussaktivitäten” beschrieben, nachweisen.<br />

Schulen, <strong>der</strong>en Standort sich weit vom Meer<br />

entfernt befindet, können sich künstlich<br />

„Meerwasser” herstellen, indem sie Kochsalz und<br />

an<strong>der</strong>e lösliche <strong>Salz</strong>e in heißem Wasser auflösen<br />

(siehe unten).<br />

Earthlearningidea<br />

<strong>Das</strong> <strong>Salz</strong> <strong>der</strong> <strong>Erde</strong><br />

Wer kann den größten <strong>Salz</strong>kristall herstellen?<br />

1<br />

<strong>Salz</strong>kristalle, die in einer hochkonzentrierten Kochsalz-<br />

/Natriumchlorid-Lösung wachsen<br />

Kristalle, die sich bei <strong>der</strong> langsamen Verdunstung von<br />

Meerwasser bilden (Erweiterung)<br />

<strong>Salz</strong> Pseudomorphosen 1 . Diese würfelförmigen Strukturen<br />

stammen von einer <strong>Salz</strong>tonebene. <strong>Salz</strong>tonebenen sind<br />

Ablagerungsgebiete trockenfallen<strong>der</strong> <strong>Salz</strong>seen. Beim<br />

Austrocknen <strong>der</strong> <strong>Salz</strong>seen bleiben <strong>Salz</strong>kristalle zurück. Bei <strong>der</strong><br />

nächsten Überflutung löst sich das <strong>Salz</strong> auf und Ton wird in<br />

die Kristalle eingebaut. Der Ton härtet dann aus und führt zu<br />

den Formen, die Sie auf dem Bild sehen können (Photos: P.<br />

Kennett)<br />

1 Eine Pseudomorphose ist ein Mineral, das nicht seine<br />

typische Eigengestalt zeigt, son<strong>der</strong>n die äußere Form<br />

einer an<strong>der</strong>en Mineralart angenommen hat.

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Earthlearningidea<br />

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Der Hintergrund<br />

Titel: <strong>Das</strong> <strong>Salz</strong> <strong>der</strong> <strong>Erde</strong><br />

Untertitel: Wer kann den größten <strong>Salz</strong>kristall<br />

herstellen?<br />

Inhalt: Kochsalzalzkristalle züchten indem man<br />

<strong>Salz</strong>wasser unter kontrollierten Bedingungen<br />

verdunsten lässt.<br />

Geeignetes Alter <strong>der</strong> Schülerinnen und<br />

Schüler: 8 – 16 Jahre<br />

Zeitbedarf für die gesamte Aktivität: 15<br />

Minuten, um den Versuch aufzubauen, aber 1-2<br />

Wochen, bis man das Ergebnis sieht<br />

Lernziele: Die Schülerinnen und Schüler können:<br />

• beschreiben, was passiert, wenn eine<br />

<strong>Salz</strong>lösung langsam verdunstet;<br />

• beschreiben, wie größere Kristalle hergestellt<br />

werden können, wenn man die<br />

Verdunstungsrate verringert;<br />

• erklären, wie sich aus geologischen<br />

Aufzeichnungen Rückschlüsse auf frühere<br />

<strong>Salz</strong>vorkommen/-lagerstätten ziehen lassen;<br />

• (Erweiterung) erklären, dass in einer<br />

Kristallisationsfolge <strong>Salz</strong>e mit einer höheren<br />

Löslichkeit als letztes auskristallisieren<br />

werden.<br />

Kontext: Die Aktivität bietet ein praktisches<br />

Beispiel für angewandte Chemie.<br />

Mögliche Anschlussaktivitäten:<br />

Untersuchen Sie die Hauptquellen für die<br />

Versorgung <strong>der</strong> Menschen in Ihrem Land mit <strong>Salz</strong><br />

(Natriumchlorid – ein lebensnotwendiges<br />

Verbrauchsgut).<br />

Wenn in den Schulen die entsprechenden<br />

Einrichtungen zur Verfügung stehen, können<br />

Feuerproben mit verschiedenen vorhandenen<br />

<strong>Salz</strong>en durchgeführt werden, z.B. Kalziumchlorid,<br />

Natriumchlorid, Kaliumchlorid, um zu sehen,<br />

welche Farbe mit welchem Metallion assoziiert ist.<br />

Dazu tragen die Schüler Schutzbrillen, tauchen<br />

einen Nickelchromdraht in verdünnte <strong>Salz</strong>säure<br />

und erhitzen ihn in einer heißen Flamme, um ihn<br />

zu reinigen. Er wird dann in das zu testende <strong>Salz</strong><br />

getaucht und in die Flamme gehalten. Die Farbe<br />

<strong>der</strong> Flamme wird notiert (ziegelrot für Kalzium,<br />

gelb für Natrium, blasslila für Kalium - am besten<br />

zu sehen durch ein Stück blaues Glas, ansonsten<br />

überdeckt das Gelb des Natriums die an<strong>der</strong>en<br />

Farben). Lassen Sie dann den Versuch mit den<br />

oben beschriebenen <strong>Salz</strong>schichten in <strong>der</strong> flachen<br />

Schale durchführen. Die rote Farbe kommt von<br />

den am wenigsten löslichen Ablagerungen von<br />

Kalziumsalzen am äußeren Rand <strong>der</strong> Schale. Der<br />

mittlere Bereich <strong>der</strong> Ablagerungen liefert die gelbe<br />

Farbe <strong>der</strong> Natriumsalze. Und das blasse Lila<br />

kommt von den Ablagerungen <strong>der</strong> hochlöslichen<br />

Kaliumsalze in <strong>der</strong> Mitte <strong>der</strong> Schale. Unter idealen<br />

2<br />

Bedingungen sehen die Ablagerungen <strong>der</strong><br />

verschiedenen <strong>Salz</strong>e folgen<strong>der</strong>maßen aus:<br />

Rand <strong>der</strong> Schale<br />

Kalziumcarbonatkristalle<br />

Kalziumsulfatkristalle<br />

Natriumchloridkristalle<br />

Kristalle von Kaliumverbindungen<br />

Grundlegende fachliche Prinzipien:<br />

• <strong>Salz</strong> entsteht durch die Verdunstung<br />

salzhaltigen Wassers, entwe<strong>der</strong> als Folge<br />

natürlich ablaufen<strong>der</strong> Prozesse o<strong>der</strong> durch<br />

menschliche Kontrolle.<br />

• Die Größe <strong>der</strong> entstehenden Kristalle hängt<br />

von <strong>der</strong> Kristallisationsgeschwindigkeit ab –<br />

je langsamer die Geschwindigkeit, desto<br />

größer die Kristalle.<br />

• Verbindungen haben sehr unterschiedliche<br />

Löslichkeiten in Wasser. Die Verbindungen<br />

mit <strong>der</strong> höchsten Löslichkeit werden als<br />

letztes auskristallisieren, wenn die Lösung<br />

verdunstet.<br />

Denken lernen:<br />

• Die Schülerinnen und Schüler entwickeln<br />

eine Vorstellung, dass bei <strong>der</strong> Verdunstung<br />

von <strong>Salz</strong>lösungen <strong>Salz</strong>kristalle entstehen<br />

können.<br />

• Es entsteht ein kognitiver Konflikt, wenn sie<br />

erkennen, das unterschiedliche<br />

Verbindungen unterschiedliche Löslichkeiten<br />

besitzen.<br />

• Die Vorhersage und Diskussion <strong>der</strong><br />

Ergebnisse erfor<strong>der</strong>t Metakognition.<br />

• Die Anwendung <strong>der</strong> Aktivität auf die Quellen<br />

<strong>der</strong> <strong>Salz</strong>versorgung des Landes erfor<strong>der</strong>t die<br />

Übertragung von Wissen.<br />

Materialliste:<br />

• ein geeignetes Glas- o<strong>der</strong> Plastikgefäß von<br />

ca. 250 ml<br />

• 50 g <strong>Salz</strong> (Natriumchlorid) pro Gefäß<br />

• heißes Wasser<br />

• Baumwolle<br />

• kleiner Stab<br />

• Klebstoff (nicht auf Wasserbasis)<br />

Für die Erweiterung:<br />

• flache Schale, z.B. ein Wok<br />

• Meerwasser o<strong>der</strong> ein aus Laborreagenzen<br />

(z.B. Kalzium-, Natrium- und Kaliumchloride)<br />

„selbst hergestelltes” Äquivalent<br />

• Nickelchromdraht<br />

• verdünnte <strong>Salz</strong>säure<br />

• Bunsenbrenner, Petroleumkocher o<strong>der</strong> eine<br />

an<strong>der</strong>e heiße Flamme<br />

• ein Stück blaues Glas

---

Hilfreiche Links: Siehe Earthlearningidea<br />

Aktivität “Steine zum Essen? Woher bekommen<br />

wir die Elemente, die wir brauchen, um gesund zu<br />

bleiben?” veröffentlicht am 27. Oktober 2008.<br />

Siehe: http://www.ehow.com/how_3864_growsalt-crystals.html,<br />

um zu sehen, wie man farbige<br />

Kristalle herstellt.<br />

Earthlearningidea<br />

3<br />

Siehe: http://www.saltsense.co.uk/aboutsaltprod03.htm<br />

um zu sehen, wie Minen in alten<br />

<strong>Salz</strong>lagerstätten aussehen.<br />

Quelle: Diese Aktivität wurde von Peter Kennett<br />

vom Earthlearningidea-Team entwickelt.<br />

Übersetzung: Dr. Dipl. Min. Silke Rönnebeck<br />

© Earthlearningidea Team. <strong>Das</strong> Earthlearningidea-Team produziert in regelmäßigen Abständen Unterrichtsideen zu<br />

geowissenschaftlichen Themen, die in den Schulfächern Geographie o<strong>der</strong> Naturwissenschaften mit wenig Kosten und Ressourcen<br />

umgesetzt werden können. Eine Online-Diskussion rund um die Idee soll zur Entwicklung eines globalen Unterstützer-Netzwerkes<br />

beitragen. “Earthlearningidea” bekommt nur wenig finanzielle Unterstützung und wird hauptsächlich auf Freiwilligenbasis entwickelt.<br />

Auf Copyright-Rechte für das jeweilige Originalmaterial wird verzichtet, so lange die Idee innerhalb von Klassenräumen o<strong>der</strong> Laboren<br />

umgesetzt wird. Copyright-Rechte Dritter innerhalb des verwendeten Materials bleiben bestehen. Möchten irgendwelche Organisationen<br />

dieses Material verwenden, mögen diese das Earthlearning-Team kontaktieren.<br />

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zwecks weiterer Hilfe.<br />

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Zu Fragen bezüglich <strong>der</strong> deutschen Übersetzung: Dirk Felzmann: felzmann@didageo.uni-hannover.de