Korrosionsschutz – Herausforderungen und Lösungsansätze

In dieser Unterrichtseinheit für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler grundlegende Kenntnisse über die chemischen Vorgänge während der Korrosion. Sie erfahren welche Faktoren die Korrosion begünstigt und lernen die Unterschiede gängiger Arten des Korrosionsschutzes kennen.

Unterrichtseinheit
  • Chemie
  • Sekundarstufe II
  • 6 - 8 Unterrichtsstunden

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die chemischen Vorgänge während der Korrosion sind schon lange bekannt, vollständig verhindert werden können sie jedoch nicht. Das Thema Korrosion ist allgegenwertig und die Wechselwirkungen zwischen Metallen und ihrer Umgebung ziehen jährlich hohe Kosten nach sich. Aber nicht nur hinsichtlich wirtschaftlicher Aspekte, auch angesichts des nachhaltigen Handelns sind Korrosionsschutzmaßnahmen relevant und aktuell. Nachhaltige Lösungen werden immer wichtiger, da sie die Lebensdauer von Werkstoffen und Bauwerken verlängert und durch Ressourcenschonung auch die Umwelt schonen.

Diese Unterrichtseinheit kann dem Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II zugeordnet werden. Sie orientiert sich an einem Thema, das jedem Menschen in verschiedenen Situationen im Alltag begegnet. In den Rahmenlehrplänen ist die Thematik bundesweit verankert und erfährt insbesondere mit Blick auf Nachhaltigkeit erneute Aufmerksamkeit.

Schwerpunkt dieser Unterrichtseinheit ist unter anderem die Vermittlung der chemischen Prozesse, die während der Korrosion ablaufen. Im späteren Verlauf der Einheit wird dann auf verschiedene Faktoren eingegangen, die die Korrosion von Metallen fördern. In diesem Zusammenhang entwickeln die Schülerinnen und Schüler mit dem bisher erlangten Wissen ein Experiment, das die Vorgänge während der Korrosion von Metallen nochmals verdeutlicht.

Abschließend wird der Fokus auf die verschiedenen Verfahren des Korrosionsschutzes gelegt. An dieser Stelle kann ergänzend das Thema Korrosionsschutz in Bezug auf Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit in einer fächerübergreifenden Aufgabenstellung betrachtet werden. Dabei kann die Diskussionsrunde entweder in Gruppen- oder Klassengröße erfolgen.

Unterrichtsmaterialien "Korrosionsschutz – Herausforderungen und Lösungsansätze"

Gesamtdownload

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das Thema Korrosion eignet sich gut, um das Interesse der Schülerinnen und Schüler an der Chemie zu wecken, da es sichtbare Berührungspunkte mit im Alltag beobachtbaren Phänomenen bietet. Darüber hinaus bietet es eine gute Grundlage, um die Themen Nachhaltigkeit, Wirtschaft und Innovation am Beispiel und Lernfeld des Gerüstbauhandwerks zu behandeln. 

Die Unterrichtseinheit eignet sich für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II und orientiert sich an den Themenfeldern "Redoxgleichgewichte", "Elektrochemie" beziehungsweise "Elektronenübertragungsreaktionen".

Grundlegende chemische Kenntnisse in Bezug auf Redoxreaktionen werden für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt und sollten gegebenenfalls vor der Unterrichtseinheit mit den Schülerinnen und Schülern wiederholt werden. Außerdem sollte die Medienkompetenz vorliegen, themenbezogen und kritisch in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Darüber hinaus sind keine weiteren Kenntnisse notwendig.

Die Einheit eignet sich als Einstieg in das Thema und bietet ein breites Spektrum an Lernmethoden und Sozialformen, sodass der Unterricht interessant und abwechslungsreich gestaltet werden kann. Für die Erarbeitung der verschiedenen Aufgabenstellungen stehen Arbeitsblätter mit Info-Texten zur Verfügung. Zusätzlich wird in einigen Aufgabenstellungen die eigene Recherchefähigkeit geschult und verbessert. 

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • erklären Phänomene der Stoffumwandlung bei chemischen Reaktionen.
  • entwickeln Reaktionsgleichungen anhand ausgewählter Beispiele.
  • erläutern die Bildung eines Lokalelements bei Korrosionsvorgängen.
  • erlangen detailliertes Wissen über verschiedene Korrosionsschutzmaßnahmen.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • nutzen verschiedene Medienangebote für ihre Recherche.
  • unterscheiden verschiedene Medien und hinterfragen diese kritisch-reflektiert.
  • wählen digitale Inhalte und Informationen selbständig aus.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • können sachlich kommunizieren und Aufgaben in Zusammenarbeit mit anderen Schülern bearbeiten und ausführen.
  • können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden.
  • beurteilen die Folgen von Korrosion und Korrosionsschutzmaßnahmen unter ökonomischen und ökologischen Aspekten.

Verwendete Literatur 

  • Kirsch, W., Schlachter, B. & Mangold, M. (2012a). Fit fürs Abi. Chemie Oberstufenwissen. Schroedel.
  • Pistohl, B. (2015). Abitur-Training: Chemie 2. Stark Verlag.
  • Stranghöner, N., Baddoo, N. & Stehr, S. (2018). Nichtrostender Stahl im Bauwesen – Bemessung von Stahltragwerken aus nichtrostendem Stahl nach DIN EN 1993-1-4. Stahlbau, 87(3), 279–283. https://doi.org/10.1002/stab.201820584

 

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