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Chemische Reaktionen und Halbwertszeiten: Eine mathematische Analyse

Dieses Angebot gilt nur für Schülergruppen und kann nur von einem Lehrer gebucht werden.
Wer: Mathematikkurse der Oberstufe
Max. Teiln.: ca. 25
Wo: Schule oder RWTH
Dauer: 2 - 7 Stunden (je nach Absprache)
(Dieser Kurs enthält Bonuspunkte für Schulen.)
Halbwertszeiten - Bild: Ruth Bisterfeld
Halbwertszeiten - Bild: Ruth Bisterfeld
Halbwertszeiten - Bild: Ruth Bisterfeld Halbwertszeiten - Bild: Ruth Bisterfeld
 
„Wozu braucht man das überhaupt?“ – Mit dieser Frage sehen sich viele Mathematiklehrkräfte konfrontiert. Am Beispiel der Aufklärung chemischer Mechanismen wird im Workshop die Bedeutung der Mathematik aufgezeigt. Für die chemische Industrie ist das Ergründen solcher Mechanismen u.a. wegen der Synthese gewünschter Verbindungen und der Optimierung von Reaktionsabläufen von großer Bedeutung.
Im Workshop erfahren die Schülerinnen und Schüler zunächst durch Simulation, wie die Reaktionsgeschwindigkeit mit den Konzentrationen der Edukte zusammenhängt. Warum erfolgt die Reaktion zu Beginn schnell und wird dann immer langsamer? Das mathematische Modell zur Beschreibung der Reaktionsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von den vorliegenden Konzentrationen ist eine Differentialgleichung. Deren Lösung nähern wir uns zunächst mit einem Tabellenkalkulationsprogramm. Eine Reflexion dieses Lösungsversuchs führt dann zur analytischen Lösung.
Die Lösung der Differentialgleichung legt offen, dass sich vom zeitlichen Verlauf der Reaktion auf den Reaktionsmechanismus zurückschließen lässt. Darüber hinaus werden durch die Lösung der Differentialgleichung präzise Vorhersagen über den Konzentrationsverlauf möglich.

MATHEMATIK IST MEHR!
Fächerübergreifende und vertiefende Angebote


Das Lehr- und Forschungsgebiet Didaktik der Mathematik bietet verschiedene Workshops mit dem übergeordneten Ziel an, zu einem abgerundeten Mathematikbild der Schülerinnen beizutragen. Dabei werden anspruchsvolle, aktuelle Themen mit digital gestützten Methoden erkundet, ohne wesentliche Teilschritte im Stil einer Blackbox fertig vorzusetzen. Hauptzielgruppe sind Oberstufenkurse, oft können jedoch kürzere Mittelstufenversionen angeboten werden. Gerne kommen wir dazu an Ihre Schule, oder Sie vereinbaren einen Termin an der RWTH.
Anmeldung für Lehrer:
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Das ANTalive-Team!
Theo Brauers, Ellen Stollenwerk, Brigitte Capune-Kitka

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