Gewinnung von Wasser aus dem Mondboden - Lernen über Filtration und Destillation

Kurzbeschreibung:

In dieser Ressource lernen die SchülerInnen etwas über Zustandsänderungen von Materie am Beispiel von Wasser auf dem Mond.

Sie interpretieren die Daten eines Druck-Temperatur-Diagramms für Wasser, um darüber zu diskutieren, inwiefern sich der Zustand auf dem Mond von dem unterscheidet, den wir von der Erde gewohnt sind.

Anschließend werden sie zwei Methoden zur Trennung von Gemischen im Zusammenhang mit der Gewinnung von Wasser aus dem Mondboden vergleichen.

Sie erhalten vorbereitete Analogblöcke aus Mondboden und vergleichen einfache Destillation mit Filtration und entscheiden, was auf der Erde und auf dem Mond am effizientesten ist.

Thema: Wissenschaft, Chemie, Physik

Lernziele

Lernen Sie, wie Zustandsänderungen in Abhängigkeit von Druck und Temperatur variieren.

Zustandsänderungen im Sinne des Teilchenmodells zu verstehen.

Lernen Sie, Destillationsgeräte zum Trennen von Gemischen zu verwenden.

Verwenden Sie die Filtration, um Gemische zu trennen.

Experimente sachgerecht durchführen und dabei die korrekte Handhabung der Geräte, die Genauigkeit der Messungen sowie Gesundheits- und Sicherheitsaspekte berücksichtigen.

Bewerten Sie die Methoden und schlagen Sie mögliche Verbesserungen und weitere Untersuchungen vor.

Prozentangaben und prozentuale Veränderungen als Bruch oder Dezimalzahl interpretieren.

Altersspanne:

12 - 16 Jahre alt

Zeit

Vorbereitung: 30 Minuten
Lektion: 1 Stunde und 20 Minuten

Ressource verfügbar in:

Englisch, Dänisch, Französisch, Deutsch, Portugiesisch und Spanisch

Aktion 1: Ist das Wasser auf dem Mond anders?

In dieser Aktivität untersuchen die Schüler die Wasserzustände und die Phasenübergänge von Wasser. Die Schüler analysieren das Phasendiagramm für Wasser und führen ein einfaches Experiment durch, um zu lernen, dass Druck und Temperatur den Zustand des Wassers beeinflussen.

Schließlich werden die Schüler das Gelernte mit der Erforschung des Mondes in Verbindung bringen und herausfinden, wie Wasser aus dem Regolith auf dem Mond gewonnen werden könnte.

Ausrüstung

Gedrucktes Arbeitsblatt für jeden Schüler

Spritze

Heißes Wasser

Aktion 2: Filtration oder Destillation?

In dieser Aktivität vergleichen die Schüler zwei Methoden zur Trennung von Wasser aus Sand: Filtration und Destillation. Sie erhalten simulierte Eis-/Bodenkerne vom Mond, die sie für ihr Experiment verwenden und die prozentuale Masse des extrahierten Wassers in jedem Fall berechnen.

Ausrüstung

Für jede Gruppe:

Gedruckte Arbeitsblätter für Schüler

Vorgefertigte Eiskerne (siehe Anhang)

Waagen

Sand und Wasser

Reagenzglasverpackungen oder ähnliches

2 Erlenmeyerkolben

2 Messzylinder

Filter

Trichter

Bunsenbrenner oder Heizplatte/Kochring

Stativ

Spund mit Loch für Kunststoff-/Gummischlauch

Große Dose mit einem Loch in der Seite

Eiswürfel (zum Kühlen der Röhren)

Kleines Stück Kupferrohr (optional - verbessert die Kühlung)

Wussten Sie das?

Die Astronauten auf der Internationalen Raumstation recyceln den größten Teil des Wassers, das sie verbrauchen - etwa 75%. Das Wasserrückgewinnungssystem kann Wasser aus dem Urin und dem Atem der Astronauten zurückgewinnen. Dieses wird gefiltert und gereinigt und kann wiederverwendet werden. Im Durchschnitt verbraucht ein Astronaut auf der Internationalen Raumstation 90% weniger Wasser als ein Mensch auf der Erde.

Schlüsselwörter:

Chemie, Ressourcen für den Unterricht, Mond, Wissenschaft, Sekundäres, Boden, Wasser