Salz – Entstehung, Gewinnung
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Salz – Entstehung, Gewinnung
FWU – Schule und Unterricht/Arbeitsvideo VHS 42 02774 (FWU) 3-623-42839-6 (Klett-Perthes) 30 min, Farbe Salz – Entstehung, Gewinnung, Verwendung Arbeitsvideo / 6 Kurzfilme FWU – das Medieninstitut der Länder ® Titelabbildung: Salzhalde auf Great Inagua/ Bahamas sein kann (Beispiel Lüneburg). Sowohl Schaden als auch Nutzen des Salzes sollen erkannt werden. Lernziele Die Schülerinnen und Schüler sollen sowohl die Entstehung als auch die unterschiedlichen Arten der Gewinnung von Salz begreifen können. Sie sollen erfahren, wie der Rohstoff Salz für die Entwicklung einer Stadt oder eines Raumes prägend Vorkenntnisse Es sind keine besonderen Vorkenntnisse notwendig. Lediglich für Film 2 wären Kenntnisse über die Zusammensetzung und Löslichkeit von Salzen nützlich. Zum Inhalt Inhaltsverzeichnis und Zeitangaben min/sec Zählwerkstand Ende FWU-Sigel/Ende Klett-Perthes-Sigel 1 Salz im Meer 2 Entstehung von Salzlagerstätten 3 Gewinnung von Salz 4 Salz in der Geschichte 5 Verwendung von Salz 6 Salz und Umwelt 00:00 00:20 02:55 06:20 14:05 20:03 25:24 Bei Kassetten im Schularchiv können die Zählwerksangaben des verwendeten Recorders eingetragen werden. Aufgaben: Nenne unterschiedliche Verwendungsmöglichkeiten von Salz! Erkläre, wie das Salz ins Meer kommt! x x 1. Salz im Meer 2. Entstehung von Salzlagerstätten Inhalt: Salz ist ein bedeutender Rohstoff. Die unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten werden kurz dargestellt. Die chemische Zusammensetzung von Kochsalz (NaCl) wird erläutert und andere Salzverbindungen wie Calciumsulfat (Gips – CaSO4 x 2 H2O; Anhydrit – CaSO4) und Calciumcarbonat (Kalk: CaCO3) werden angesprochen. Salzverbindungen werden mit der Lava der Vulkane an die Erdoberfläche transportiert und gelangen mit den Flüssen ins Meer. Inhalt: Am Beispiel des Toten Meeres wird gezeigt, wie Salz aus dem Meerwasser ausfällt. Eine Trickgrafik stellt die Entstehung von Salzlagerstätten dar. Wird in einem warmen und trockenen Gebiet eine Meeresbucht vom offenen Meer abgeschnürt, so steigt die Salzkonzentration. Zunächst scheiden sich am Boden Schichten aus schwerlöslichen Karbonaten wie Kalk und Dolomit ab. Darüber fallen die Sulfate Gips und Anhydrit aus. Verdunstet noch mehr Wasser, kristallisieren auch leichtlösliche Chloride aus, vor allem Kochsalz (Natriumchlorid – NaCl), das etwa 80 Prozent der im Meerwasser gelösten Salze ausmacht. In weitaus geringerer Menge wird darüber Kalisalz (Kaliumchlorid – KCl) ausgeschieden. Einsatz: Dieser Film eignet sich zum Einstieg in das Thema „Salz“. Die Schülerinnen und Schüler werden mit den verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten bekannt gemacht. Sie lernen die chemische Zusammensetzung und den Ursprung von Salz kennen. 2 Im norddeutschen Raum entstanden in der Zechsteinzeit (vor 250 Millionen Jahren) mächtige Salzablagerungen. Durch die Auflast der überlagernden Gesteinsschichten wurden sie zu Salzgestein gepresst. Das Kochsalz wurde zu Steinsalz. gestellt. Die Salzstöcke – z.T. mehrere hundert Meter hoch – werden mit Hilfe riesiger Maschinen (Schrämmer) bergmännisch abgebaut. Anhand des Berchtesgadener Salzbergwerks wird der „nasse“ Abbau verdeutlicht. Mit Wasser, das durch eine Bohrung in den Stollen gelangt, wird das Salz herausgelöst. Im unteren Bereich des Hohlraumes sammelt sich das salzreiche, schwere Wasser, die Sole. Pumpen fördern die Sole zur Saline nach Bad Reichenhall, wo sie eingedampft wird. Die Sole wird gereinigt und anschließend wird das Wasser verdampft. Das so gewonnene „Siedesalz“ wird gesiebt und durch Zusätze (wie Fluor) veredelt. Einsatz: Der Film eignet sich für den fächerübergreifenden Unterricht mit Chemie. Die chemischen Eigenschaften der vorgestellten Salze können in der Mittel- bzw. Oberstufe vertieft werden. Der Film kann zur Festigung und Anwendung des Wissens über Salzlagerstätten eingesetzt werden. Aufgaben: Bestimme die Lage des Toten Meeres mit Hilfe des Atlas! Nenne ein mitteleuropäisches Gebiet in dem mächtige Salzablagerungen vorhanden sind! Skizziere ein Becken, in dem Salz abgelagert wird und beschrifte einen Salzzyklus von unten nach oben (Kalk und Dolomit, Gips und Anhydrit, Kochsalz/Steinsalz, Kalisalz)! x Einsatz: Anhand des Films können die Schülerinnen und Schüler die unterschiedlichen Arten der Salzgewinnung kennen lernen. Der Film eignet sich sowohl für Partner- als auch für Gruppenarbeit. x Aufgaben: Vergleiche die unterschiedlichen Arten der Salzgewinnung und stelle deine Ergebnisse übersichtlich dar! Erkläre in eigenen Worten die Entstehung von Salzstöcken (evtl. können Skizzen hilfreich sein)! Beschreibe – mit Hilfe von Skizzen – die Salzgewinnung durch den „nassen“ Abbau! x 3. Gewinnung von Salz x Inhalt: Unterschiedliche Arten der Salzgewinnung werden erläutert. In Salinen – künstlich angelegten „Salzgärten“ – wird Meerwasser verdunstet. Zwei Beispiele – die Bretagne und die Insel Great Inagua im Süden der Bahamas – dienen der Veranschaulichung. Mit Hilfe eines ausgeklügelten Systems wird das Meerwasser von Becken zu Becken geleitet und einige Tage der Sonne ausgesetzt. Es entsteht eine immer höher konzentrierte Salzlauge, aus der sich die Salze abscheiden. Im Unterschied dazu wird in Mitteleuropa das Salz unter Tage abgebaut. Die Salzablagerungen entstanden am Ende des Erdaltertums, in der Zechsteinzeit. Im Trick wird die Entstehung von Salzstöcken (Diapiren) dar- x 4. Salz in der Geschichte Inhalt: In einem kurzen Abriss wird auf die Bedeutung des Salzes in der Geschichte eingegangen (Tuareg-Karawanen in Afrika, Roms Lage an vielbegangenen Salzstraßen). Die Silben „sal“ (oft auch „salz“) oder „hal“ in Ortsnamen weisen auf eine Verbindung mit Salz hin. Auf die Städte Hallstatt, Bad Reichenhall und Lüneburg wird näher eingegangen. Hallstatt, das wohl älteste Salzbergwerk der Welt, ist Namensgeber für die Hallstattzeit. 3 Sie erlebte ihre Blüte im Übergang von der Bronze- in die Eisenzeit (750–500 v. Chr.). Lüneburgs natürliche Solequellen lieferten im 14. Jahrhundert über 25.000 Tonnen Salz im Jahr. Das Salz wurde hauptsächlich für die Konservierung von Heringen, dem „Silber der Ostsee“ verwendet. In Bad Reichenhall ist die Siedesalzproduktion aus natürlichen Quellen schon seit 1.300 Jahren nachgewiesen. Gradierwerke, meterhohe und an die hundert Meter lange Wände aus Reisigbündeln, sorgten dafür, dass die Sole verrieselt und dabei durch Verdunstung vorkonzentriert wurde. Im Mittelalter bewachten und führten Säumer (ein „Saum“ war das Maß für die Salzmenge, die ein Pferd tragen konnte) die Salzlast auf den Handelsstraßen. 5. Verwendung von Salz Inhalt: Salz ist ein unentbehrlicher Rohstoff. Der Mensch benötigt mindestens zwei bis drei Gramm Salz pro Tag. Bei Operationen und Unfällen werden salzhaltige Infusionen verabreicht, da Salz in allen Körperflüssigkeiten enthalten ist. Solebäder dienen der Gesundung. Als Konservierungsmittel wird Salz seit Jahrhunderten benutzt. Um zehn Pfund Butter haltbar zu machen, wurde früher ein Pfund Salz beigegeben. Auch im winterlichen Straßenverkehr wird Salz benutzt um die Straßen von Schnee freizuhalten. In der Landwirtschaft wird Kalisalz als Düngemittel eingesetzt. Viele Industriezweige sind auf Salzprodukte angewiesen, darunter die Glas- und Papierherstellung, die Textil- und Lederindustrie, sowie die Metall verarbeitende Industrie. Chlor, das mit der Erfindung der Elektrolyse vom Natrium getrennt werden konnte, ist unentbehrlich für die chemische Industrie (Beispiel: Aufbereitung und Entkeimung des Trink- und Brauchwassers). Einsatz: Der Film eignet sich für den fächerübergreifenden Unterricht mit Geschichte. Die Schülerinnen und Schüler lernen die besondere Entwicklung von Städten kennen, deren Reichtum auf Salz zurückzuführen ist (Beispiel: Lüneburg). Aufgaben: Erkläre die geschichtliche Bedeutung des Salzes für Lüneburg! Finde im Atlas Orte mit der Silbe „Salz“ oder „Hall“! Suche zuerst die im Film erwähnten Städte (Salzburg, Hallstatt, Bad Reichenhall, Lüneburg)! Gewinnt man in ihrer Nähe heute noch Salz? Folgende Lösungen sind denkbar: Bad Friedrichshall, Bad Salzdetfurth, Bad Salzschlirf, Bad Salzuflen, Bad Salzungen, Hallein, Halle, Schwäbisch Hall. Auch die Silbe „Sulz“ oder „Sod“ kann auf Salz hinweisen: Bad Soden, Bad Sulza. Einsatz: Vertiefend lernen die Schülerinnen und Schüler Nutzungsmöglichkeiten des Salzes kennen. Auf die negativen Aspekte wird im folgenden Film eingegangen. Der Film eignet sich, auch in Kombination mit Film 6, sowohl für Partner- als auch für Gruppenarbeit. x x Aufgaben: Finde heraus, wieviel Gramm Salz eine Person täglich braucht! Berechne, wieviel Salz ein 70-Jähriger im Leben zu sich genommen hat! (Bei einem Konsum von 3 Gramm täglich sind das etwa 75 Kilogramm.) Nenne unterschiedliche Bereiche in denen Salz Verwendung findet! Notiere die Verwendungsmöglichkeiten und ergänze sie – wenn möglich – mit einem Beispiel (siehe Tabelle: Lösungsvorschlag)! x x 4 Tabelle: Lösungsvorschlag (zu 5. Verwendung von Salz): Bereich Lebensmittel Landwirtschaft Großindustrie Medizin/Pharmazie Verwendung Konservierung Rindenbildung Gärung Düngemittel Metallverarbeitung Kunststoffherstellung Färberei und Kunstseidefabrikation Heilmittel Inhalationskuren Herstellung von Arzneien Im Unterricht kann die Tabelle erweitert werden. Eine Gegenüberstellung mit den negativen Aspekten der Salzgewinnung und -verwendung (Film 6) bietet sich an. Beispiel Fleisch, Fisch Käse in Salzlake Sauerkraut Kalisalz Soda und Natronlauge bei der Aluminiumherstellung PVC Solequellen Chlor Einsatz: Dieser Film sollte in Verbindung mit dem Nutzen des Salzes (Film 5) gesehen werden. So können in Gruppen- und Partnerarbeit Schaden und Nutzen des Salzes gegenübergestellt werden. Eine Diskussion über schadensbegrenzende Maßnahmen könnte geführt werden. 6. Salz und Umwelt Inhalt: In zu starker Konzentration wirkt Salz schädlich. Beim Menschen führt übermäßiger Salzgenuss zu Gesundheitsschäden, Pflanzen gehen bei zu hohem Salzgehalt im Grundwasser ein. Streusalz auf winterlichen Straßen hat zu beträchtlichen Umweltschäden geführt. Abraumhalden von Kali- und Steinsalz können zur Versalzung des Grundwassers beitragen. Die Hohlräume der Bergwerke oder ausgelaugte Salzschichten im Untergrund können zu Absenkungen und damit zu Schäden an Häusern und Straßen führen. Aufgelassene Bergwerke werden zu Untertage-Deponien ausgebaut, in denen Abraum aber auch Sonderabfälle eingelagert werden. In der Diskussion ist die Endlagerung von Atommüll in Salzstöcken (Gorleben). Auch die Landschaft um Lüneburg ist von der Salzproduktion geprägt. Aufgrund des hohen Holzbedarfs wurden die ursprünglichen Wälder im Raum Lüneburg für das Salzsieden verfeuert. Aufgaben: Nenne mögliche Schäden, die durch Salzgewinnung oder –verwendung entstehen können! Diskutiere Lösungsmöglichkeiten! Beschreibe die besondere Entwicklung der Stadt Lüneburg und Umgebung! (Vergleich Film 4) Diskutiere, wie sinnvoll die Endlagerung von Atommüll in Salzstöcken ist! Suche weiterführende Informationen im Internet! x x x 5 Ergänzende Informationen Fachbegriffe Kochsalz: Steinsalz: Gips: Anhydrit: Kalk: Dolomit: Saline: Sole: Siedesalz: Soda: Gradierwerk: Handelsübliches Salz; Natriumchlorid (NaCl). Gesteinsbildendes Mineral der Zusammensetzung NaCl; es kommt in unterirdischen Salzlagerstätten vor. Wasserhaltiges Calciumsulfat (CaSO4 x 2 H2O), das teilweise durch Wasseraufnahme aus Anhydrit entsteht. Calciumsulfat (CaSO4), gesteinsbildendes Mineral, das bei Wasseraufnahme in Gips übergeht. Calciumcarbonat (CaCO3) Calcium-Magnesium-Carbonat (CaMg(CO3)2); entsteht durch Einlagerung von Magnesium in Kalken; dichtes Sedimentgestein, das ein größeres spezifisches Gewicht und eine größere Härte als der eng verwandte Kalkstein aufweist. Anlage, in der aus Salzlösungen durch Verdunstung des Wassers Kochsalz gewonnen wird. Mit Kochsalz gesättigte, natürliche oder erzeugte, wässrige Salzlösung. Wenn das Wasser aus der Sole verdampft wird, so bleibt das Siedesalz zurück. Natriumcarbonat (Na2CO3). Meterhohe und hundert Meter lange Wände aus Reisigbündeln, über die die Sole „verrieselt“ und dabei durch Verdunstung vorkonzentriert wird. 6 Salzbergbau heute In Deutschland bestehen noch sechs fördernde Kalisalz- und sechs fördernde Steinsalzbergwerke. Das Kaliwerk Sigmundshall und das Salzbergwerk Braunschweig-Lüneburg bei Helmstedt sind die letzten in Abbau befindlichen Salzstöcke Deutschlands. Deutschland Niedersachsen Sigmundshall (Bokeloh bei Hannover) Braunschweig-Lüneburg (bei Helmstadt) Sachsen-Anhalt Zielitz bei Magdeburg Bernburg (zwischen Magdeburg und Halle) Hessen Kaliwerk Werra (südlich von Eisenach an der thüringisch-hessischen Grenze) Neuhof-Ellers (bei Fulda) Nordrhein-Westfalen Borth (bei Rheinberg/Wesel) Baden-Württemberg Heilbronn Stetten (bei Haigerloch) Kalisalz Steinsalz Kalisalz Steinsalz Kalisalz Kalisalz Steinsalz Steinsalz Steinsalz Österreich Hallstatt Bad Ischl Altaussee Steinsalz Steinsalz Steinsalz (Quelle: www.mining-europe.de/database/d_salz.htm) 7 Zahlen – Bundesrepublik Deutschland Verwertbare Menge in t bzw. 1000 m3 Erzeugnisse Kalisalz Sonstige Erzeugnisse aus der Kalifabrikation* Steinsalz und Industriesole Siedesalz 5 689 550 1 303 218 14 018 630 593 654 Verwertbare Menge in t bzw. 1000 m3 Bundesland Baden-Württemberg Bayern Hessen Niedersachsen Nordrhein-Westfalen Sachsen-Anhalt Thüringen Kalisalz sonstige* Steinsalz Siedesalz 2 771 023 264 672 2 601 155 780 231 1 228 458 1 653 365 652 799 Beschäftigte 74 760 53 734 4 198 872 3 433 478 3 512 119 49 404 328 982 Untertage Übertage Auszubildende 4 244 5 127 455 135 16 Salzbergbau und Industriesole Salinen (Quelle: Wirtschaftsministerium, Erhebungsjahr: 2000) Besucherbergwerke Mehr Info im Internet Erlebnis Bergwerk Merkers (D) Tickets (0 36 95) 61 41 01 www.kalisalz.basf.de/merkers/d/html/start.asp www.mining-europe.de www.wv-bergbau.de www.kaliAG.de www.suedsalz.de Saline Bad Reichenhall (D) Tel (0 86 51) 70 02–51 www.bad-reichenhall.de Salzbergwerk Berchtesgaden (D) Info-Line (0 86 52) 60 02–20 www.salzbergwerk-berchtesgaden.de Salzwelten Hallstatt (A) Info-Line (00 43-61 32) 200-24 00 www.salzwelten.at Hallein/Bad Dürrnberg (A) www.schaubergwerke.at 8 Produktion Dr. Walter Sigl im Auftrag von FWU Institut für Film und Bild, Grünwald und Klett-Perthes, Gotha und Stuttgart 2002 Buch und Regie Dr. Walter Sigl • Dr. Gabi Thielmann Verwendet wurden Filmausschnitte von Prof. Ernst Waldemar Bauer, Bayerischer Rundfunk, Blue Planet Film, NDR, SÜDSALZ GmbH, WalltoWall Wir bedanken uns für die freundliche Unterstützung der SÜDSALZ GmbH! Begleitkarte Elisabeth Geiger Fachberatung Dr. Stephan Kellerbauer Bildnachweis Dr. Walter Sigl / Dr. Wolfgang Tins Pädagogische Referentin im FWU Dr. Gabi Thielmann Verleih durch Landes-, Kreis- und Stadtbildstellen/Medienzentren Verkauf durch FWU Institut für Film und Bild, Grünwald Nur Bildstellen/Medienzentren: öV zulässig © 2002 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D-82031 Grünwald Telefon (0 89) 64 97-1 Telefax (0 89) 64 97-240 E-Mail [email protected] Internet http://www.fwu.de Klett-Perthes Justus-Perthes-Straße 3-5 D-99867 Gotha Telefon (0 36 21) 385 – 0 Telefax (0 36 21) 385 – 102 E-Mail [email protected] Internet www.klett-verlag.de/klett-perthes 2’3/9/02 Bau Weitere Medien 46 02000 Metalle und Salze. DVD-Video 42 02527 Salze und Ionenbindung. VHS 20 min, f 42 01661 Salzgewinnung. VHS 13 min, f 42 02335 Salz im Spätmittelalter. VHS 18 min, f 42 01770 Salz - Vom Nahrungsmittel zum Industrierohstoff. VHS 14 min, f 42 01950 Konservierung von Lebensmitteln. VHS 14 min, f 42 02154 Entstehung von Bodenschätzen. Arbeitsvideo / 5 Kurzfilme. 24 min, f 42 02267 Erdgeschichte – das Erdaltertum. Arbeitsvideo / 6 Kurzfilme. 19 min, f 66 00140 Erlebnis Erde: Erdgeschichte. CD-ROM ® FWU – Schule und Unterricht/Arbeitsvideo VHS 42 02774 (FWU) 3-623-42839-6 (Klett-Perthes) 30 min, Farbe FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D-82031 Grünwald Telefon (0 89) 64 97-1 Telefax (0 89) 64 97-240 E-Mail [email protected] Internet http://www.fwu.de zentrale Sammelnummern für unseren Vertrieb: Telefon (0 89) 64 97-4 44 Telefax (0 89) 64 97-240 E-Mail [email protected] Klett-Perthes Justus-Perthes-Straße 3 – 5 D-99867 Gotha Telefon (0 36 21) 385 – 0 Telefax (0 36 21) 385 - 102 E-Mail [email protected] Internet http://www.klett-verlag.de/ klett-perthes Vertrieb: Klett-Perthes Postfach 10 60 16 D-70049 Stuttgart Telefon (07 11) 66 72 - 13 33 Telefax (07 11) 66 72 - 20 80 Alle Urheber- und Leistungsschutzrechte vorbehalten. Keine unerlaubte Vervielfältigung, Vermietung, Aufführung, Sendung! Freigegeben o. A. gemäß § 7 JÖSchG FSK Salz – Entstehung, Gewinnung, Verwendung Arbeitsvideo / 6 Kurzfilme Salz - das weiße Gold - wurde schon im Mittelalter als wichtiger Rohstoff gehandelt. Doch was ist Salz eigentlich? Woher kommt es? Wann und wie konnte es sich zu mehreren hundert Meter mächtigen Lagen in Gesteinsschichten anreichern und wie wird es gewonnen? In sechs Kurzfilmen wird diesen Fragen nachgegangen. Dabei werden auch der Abbau von Salzlagerstätten, die Salzgewinnung in Meerwassersalinen und die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Salz anschaulich dargestellt. 1 Salz im Meer 02:27 min 2 Entstehung von Salzlagerstätten 03:17 min 3 Gewinnung von Salz 07:40 min 4 Salz in der Geschichte 05:55 min 5 Verwendung von Salz 05:12 min 6 Salz und Umwelt 03:40 min Schlagwörter Salz, Kochsalz, Steinsalz, Kalisalz, Lagerstätte, Salzgewinnung, Salzbergwerk, Salzstock, Saline, Sole, Siedesalz, Salzhandel, Totes Meer, Hallstatt, Berchtesgaden, Lüneburg Geographie Geologie • Erdgeschichte Industriegeographie • Rohstoffe und Verarbeitung Chemie Anorganische Chemie • Verbindungen Angewandte Chemie • Chemie in Alltag und Umwelt Geschichte Epochen • Alte Geschichte, Mittelalterliche Geschichte Allgemeinbildende Schule (5–13) Erwachsenenbildung