5. Meerwasserentsalzung - Adler Verlag Holberg GbR

5.3. Meerwasserentsalzung
Einstieg
Die SchÄler werden informiert, dass ein Vortrag vorzubereiten ist.
Das Arbeitsblatt wird ausgeteilt und zum Teil gelesen.
Zum Arbeiten sollen sich die SchÄler in Kleingruppen zusammensetzen.
Präsentation
- Die SchÄler setzen sich wieder auf ihre ursprÄnglichen SitzplÅtze.
- Sie rÅumen die Tische komplett frei.
- Zwei SchÄler oder eine Gruppe werden zur PrÅsentation ihrer
Ergebnisdiskussionen ausgelost.
- Die entsprechende Folienvorlage wird auf die Leinwand projiziert.
- Die SchÄler erlÅutern die Meerwasserentsalzung und dÄrfen sich dabei einander auch
austauschen.
- Zu gegebener Zeit kÇnnen sich schlieÉlich auch Äbrige SchÄler ÅuÉern.
„V“ und „K“
„s. W.“
„d. W.“
Die Begriffe Verdunstung und Kondensation sind in frÄheren Stunden
ausfÄhrlich thematisiert worden. Hier sollten Fakten rekapituliert werden.
FÄr „s. W.“ nennen die SchÄler wahrscheinlich „salziges Wasser“.
Hier kann dann der Fachbegriff dafÄr genannt werden, also „Sole“.
Auf Grund der letzten Stunden sollten die SchÄler erarbeiten kÇnnen, dass
die AbkÄrzung „d. W.“ → „destilliertes Wasser“ bedeutet.
AusfÄhrungen zu folgendem Text des Arbeitsblattes:
Aus dem Wasser mit der Bezeichnung „d. W.“ stellt man Trinkwasser her.
Dieses Wasser selbst soll man jedoch nicht in grÇÉeren Mengen trinken.
Ihm fehlen Inhaltsstoffe fÄr die KÇrperzellen.“
Destilliertes Wasser wurde einige Zeit fÑr lebensgefÖhrlich gehalten.
LandlÅufig gilt das z. T. heute noch. TatsÅchlich nehmen Zellen, die von destilliertem
Wasser umgeben sind, osmotisch Wasser auf und kÇnnen durchaus platzen.
Weniger groÉe Mengen sind jedoch ungefÖhrlich. Im Magen kommt es zur Vermischung
mit Nahrung und SÖure, so dass sich der angesprochene Effekt vermindert.
ErnÅhrungswissenschaftler kritisieren aber eine Bewegung wie „Aqua destillata“, die
destilliertes Wasser als gesundheitsfÇrderndes Heilwasser anpreist.
RegelmÅÉiges Trinken von destilliertem Wasser entzieht den KÇrperzellen osmotisch
Elektrolyte und kann dadurch nicht gesundheitsfÇrderlich sein.
In der Unterrichtseinheit „Eindampfen von Mineralwasser / Salze des Mineralwassers“
lernten die SchÄler bereits die Bedeutung von Elektrolyten fÄr den KÇrper kennen.
Hier ergibt sich die MÇglichkeit gelernte Fakten zu reaktivieren. Die SchÄler sollten die
Problematik von destilliertem Wasser fÄr den „Genuss“ erkennen.
Lediglich die Verwendung von destilliertem Wasser fÄr die Zubereitung von Tee oder
Kaffee kann ohne weiteres gutgeheiÉen werden, da TeeblÅtter und Kaffeebohnen Salze
enthalten, die sich im Wasser lÇsen.
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Ausführungen zu folgendem Text des Arbeitsblattes:
„Dieses Wasser verwendet man beispielsweise fÄr BÄgeleisen. Normales Wasser mit
speziellen Salzen verkalkt herkÇmmliche BÄgeleisen, das Wasser „d. W.“ aber nicht.“
Den SchÄlern dÄrfte teilweise bekannt sein, dass Wasser Verkalkungen verursacht.
Vielleicht musste mal im Haushalt eine Kaffeemaschine mit SÅure entkalkt werden.
Erhitzt man hartes Wasser, das z. B. Calcium- oder Magnesiumhydrogencarbonat in gelÇster
Form enthÅlt, so zerfallen die Hydrogencarbonate und bilden schwer lÇsliches Calcium- bzw.
Magnesiumcarbonat.
Benutzt man also DampfbÄgeleisen, die AnfÅllig fÄr Verkalkungen sind, dann bietet sich das
FÄllen dieser BÄgeleisen mit destilliertem Wasser an.
Vielleicht werfen SchÄler ein, dass man destilliertes Wasser auch fÄr Autobatterien nutzt.
Das ist nur bedingt richtig.
Autobatterien sind mit einer verdÄnnten SÅure gefÄllt. Wenn man die Batterie bei einer
lÅngeren Fahrt voll auflÅdt, wird das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten.
Bei Autobatterien, die nicht wartungsfrei sind, kann das entstandene Gas z. T. entweichen.
Diesen Verlust an Wasser muss man ausgleichen.
Dazu nimmt man destilliertes Wasser, da lediglich Wasser ohne Elektrolyte verloren ging.
Anmerkungen:
Prinzipiell ist das Thema der Meerwasserentsalzung von groÉer Bedeutung.
Nach Angaben der Vereinten Nationen leiden bereits heute etwa zwei Milliarden Menschen
unter einem Mangel an sauberem Trinkwasser.
ZwÇlf Millionen Menschen sterben jÅhrlich an Krankheiten, die durch verunreinigtes Wasser
hervorgerufen werden.
Dabei wird Trinkwasser unwesentlich beim Trinken verbraucht.
Verschiedenste Nutzungen von Trinkwasser im Haushalt, in der Landwirtschaft und in der
Industrie verbrauchen Unmengen an sauberem Wasser.
Die in dieser Stunde thematisierte Meerwasserentsalzung durch das Verdunstungsverfahren
stellt nicht den bedeutendsten Prozess fÄr die Herstellung von destilliertem Wasser dar.
Dieses Verfahren wendet man vor allem in KÄstengebieten an, die weniger Wassermangel
haben und Äber viel FreiflÅche mit intensiver Sonneneinstrahlung verfÄgen.
Die Ausbeute fÄr diese FÅlle betrÅgt etwa 5 Liter destilliertes Wasser pro m 2 .
GroÉtechnisch wird destilliertes Wasser mehr durch das so genannte „Destillationsverfahren“
gewonnen. Hierbei wird Meerwasser durch Heizdampf erhitzt und infolgedessen destilliert.
Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, dass es teuer und umweltschÅdlich ist.
(Ein Kubikmeter entsalztes Wasser braucht etwa 70 Kilowattstunden an Energie).
Mittlerweile gibt es neue Verfahren, die die Kosten erheblich senken.
Von Bedeutung ist hier bspw. die „Umkehrosmose“, ein Membranverfahren.
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Gewinnung von Salz aus Meerwasser
Salz wird nicht aus Sole der Anlage zur Meerwasserentsalzung hergestellt.
Diese Sole ist zwar sehr salzhaltig, aber immer noch zu dünnflüssig.
Es wäre sehr viel Energie für die Erhitzung nötig, um auch das restliche Wasser für eine
wirtschaftliche Salzgewinnung zu entfernen.
Also wird die Sole der Meerwasserentsalzungsanlagen wieder in das Meer zurückgeleitet.
Dem gegenüber gibt es Betriebe, die Sole aus dem Erdboden zu Tage fördern und durch
Verdampfen des Wassers in Pfannen Salz produzieren.
Die Schüler werden gefragt, welche Möglichkeit zur Gewinnung von Salz aus Meerwasser
wahrscheinlich genutzt wird.
In der Regel kommen die Schüler darauf, dass man Meerwasser einfach verdunsten lässt.
� Folie
Salz aus Meerwasser erhält man vielfach in heißen Regionen durch
Eintrocknen von Meerwasser in so genannten Salzgärten.
Weltweit wird etwa 30% des gesamten Salzbedarfs aus Meerwasser und Salzseen
gewonnen.
Eine Anlage, bzw. ein Betrieb, zur Gewinnung von Salz heißt Saline.
Einige Salinen sind die vorhin erwähnten Salzgärten
Schluss
Die Ergebnisdiskussion kann dazu genutzt werden, neue Erkenntnisse im Heft zu notieren
zu lassen.
Ggf. könnte das Chemiebuch zu den angesprochenen Fakten inspiziert werden.
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Meerwasserentsalzung
Auftrag:
KlÅrt durch Diskussionen in Gruppen die Funktionsweise dieser Anlage zur Meerwasserentsalzung.
Bereitet euch fÄr einen Vortrag vor, bei dem lediglich die Abbildung oben gegeben wird.
Buchstaben:
M = Meerwasser
s. B. = schwarzer Boden (Das Schwarz ÄbertÇnt das Meerwasser.)
G = Glasdach
R = Rinne
V
K
s. W.
d. W.
R
s. W.
S
→ „V“ und „K“ stehen fÄr VorgÅnge, die hier stattfinden.
Nennt die Begriffe, die ihr fÄr „V“ und „K“ kennt, und geht auf sie ein.
Welchen Zweck hat hier „s. B.“?
S
S
M
G – „windgekÇhlt“
→ Das groÉe „W“ steht fÄr den Begriff Wasser.
„s. W.“ + „d. W.“ bezeichnen zwei Arten von Wasser.
WofÄr kÇnnten die Buchstaben „s“ und „d“ stehen? ErlÅutert.
Verwendung des Wassers aus der Anlage zur Meerwasserentsalzung:
V
Aus dem Wasser mit der Bezeichnung „d. W.“ stellt man Trinkwasser her.
Dieses Wasser selbst soll man jedoch nicht in grÇÉeren Mengen trinken. Ihm fehlen Inhaltsstoffe
fÄr die KÇrperzellen.
Dieses Wasser verwendet man beispielsweise fÄr BÄgeleisen. Normales Wasser mit speziellen
Salzen verkalkt herkÇmmliche BÄgeleisen, das Wasser „d. W.“ aber nicht. ErlÅutert.
d. W.
V
K
M
s. B. – Zweck?
M
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R
s. W.
S
S
S
M
V
d. W.
G – „windgekÇhlt“
V
K
M
s. B. – Zweck?
M
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Meerwasser enthält neben anderen Salzen auch Kochsalz. Im Mittelmeerraum und in anderen
klimatisch günstigen Gebieten erfolgt die Kochsalzgewinnung durch Verdunstung des Meerwassers
mittels Sonnenwärme in Salzgärten. Rund 30 % des Speisesalzes stammen aus dem Meer.
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